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文檔簡介

概述燃料電池技術(shù)可以為任何需要電力的裝置提供清潔、高效并且可靠的電能。燃料電池已經(jīng)在某些應用領域取代其它能源供應設施,應用于便攜式、固定式及汽車領域,從電池充電器到家庭供熱系統(tǒng)以及汽車動力來源,到目前為止,燃料電池是應用范圍最廣的能源解決方案。在這篇行業(yè)回顧總結(jié)的開篇,首先對燃料電池技術(shù)進行系統(tǒng)的介紹,并且對現(xiàn)行使用的6種主要燃料電池進行討論分析。同時還對燃料電池技術(shù)的發(fā)展史加以簡介,從1839年WilliamGrove發(fā)明燃料電池技術(shù)開始直到20世紀的一系列研發(fā)活動,例如燃料電池在太空項目中的應用,直到2007年開始在某些應用領域出現(xiàn)燃料電池技術(shù)的商業(yè)化使用。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀一章,我們對2007年到2010年之間燃料電池裝置和兆瓦級燃料電池裝置的出貨量進行了統(tǒng)計,并對2011年的出貨量進行了預測,并按照應用、區(qū)域、電解質(zhì)、燃料研發(fā)進展和基礎設施分類進行分析。本文最后一部分對燃料電池的未來應用前景進行了展望,并對一些驗證項目以及商業(yè)推廣方案進行了分析。在近5年時間內(nèi),燃料電池的出貨量增長了將近20倍,并且與往年同期數(shù)字相比裝置及兆瓦級裝置的出貨總量逐年增加。2010年,燃料電池總出貨量比2009年高出40%,并創(chuàng)下了歷史新高(共230,000臺裝置)。其中便攜式燃料電池裝置占據(jù)總量的95%,并且其他應用領域的燃料電池數(shù)量也在穩(wěn)固增加。2010年世界范圍內(nèi)所銷售的燃料電池有超過97%的裝置使用的是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC),而且大多使用氫作為燃料。自2009年起,歐洲已經(jīng)成為世界燃料電池應用領軍地區(qū),緊隨其后的是北美州和亞洲(包括日本),所有這4個地區(qū)(全球除上述3個地區(qū)之外的區(qū)域)的燃料電池出貨量均有逐年增加之勢。鑒于燃料電池應用領域多樣性的增加及其應用速度的不同,F(xiàn)uelCellToday這篇回顧分析報告認為已經(jīng)不適合再將燃料電池產(chǎn)業(yè)作為一個統(tǒng)一的整體看待,并且從整體上也不能給出準確的描述,因為許多截然不同的商業(yè)應用領域共享同樣的技術(shù)但是開發(fā)速度卻截然不同。便攜式應用領域依照燃料電池的出貨量,便攜式燃料電池應用領域范圍是最大的,并且利潤豐厚。自2007年始,其每年出貨量至少占燃料電池總出貨量的75%。燃料電池玩具和教育裝置的出貨量增長勢頭強勁,在5年多的時間內(nèi)一直在便攜式燃料電池應用領域占統(tǒng)治地位。在消費類電子產(chǎn)業(yè)部門,燃料電池在微型外部電池充電器上的應用發(fā)展迅速,已經(jīng)有數(shù)千個這種充電器賣給了消費者。燃料電池在消費性電子產(chǎn)品中的未來應用前景良好。相比之下,過去的五年時間里,甲醇燃料電池輔助動力裝置(APU)累計銷售量已經(jīng)達到了上萬臺,其運行時間要長于蓄電池,并且比內(nèi)燃機(ICE)發(fā)電機潔凈得多。固定式應用領域目前固定式燃料電池系統(tǒng)市場由北美洲和亞洲共同統(tǒng)治。FuelCellToday將燃料電池固定式應用領域劃分為3個主要部分:1.主供電設備使用的兆瓦級燃料電池裝置;2.備用能源設備使用的小型不間斷電源供應(UPS)裝置;3.家用熱電聯(lián)產(chǎn)燃料電池(CHP)裝置。燃料電池行業(yè)已經(jīng)在UPS應用領域獲得了巨大的商業(yè)利益,并且已經(jīng)廣泛應用于電信公司以及其它關鍵設施的備用電源系統(tǒng)。在北美市場中這些裝置的銷售量一直占據(jù)首要位置,市場優(yōu)勢在于美國公司一直銷售這些技術(shù)并且政府還會給這些燃料電池的安裝提供補助資金。UPS技術(shù)已經(jīng)證明了其實際應用的可行性。伴隨著全球電信行業(yè)的不斷發(fā)展,UPS裝置的潛在優(yōu)勢將會迅速顯露出來。固定式燃料電池在日本家庭中的應用十分成功,自2007年以來Ene-Farm公司已經(jīng)累積售出幾萬臺微型熱電聯(lián)產(chǎn)燃料電池裝置。FuelCellToday希望這樣的銷售勢頭可以在韓國以及部分歐洲和美國市場重現(xiàn)。數(shù)據(jù)分析表明,照日本現(xiàn)在的發(fā)展情況繼續(xù)下去,如果燃料電池在這四個市場中的應用速率能夠與Ene-Farm的應用速率一樣,那么預計從2014年開始每年將售出20000臺微型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置(micro-CHP),并且到2015年全球micro-CHP累計安裝數(shù)量將達到100000臺。交通運輸領域應用自2009年以來,交通運輸領域應用的燃料電池裝置的年出貨量已經(jīng)達到幾千臺。在美國政府的政策扶持下,燃料電池已經(jīng)在電動叉車市場實現(xiàn)了商業(yè)化銷售,如果該項技術(shù)出口到世界范圍內(nèi)的其他地區(qū),這種商業(yè)化趨勢會繼續(xù)延伸。燃料電池大巴的商業(yè)銷售已經(jīng)開展了很多年,它們的實用性也已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到了證實,與其它柴油內(nèi)燃機大巴相比尾氣排放量很小并且運行效率很高。由世界主要汽車生產(chǎn)制造商推出的燃料電池電動車(FCEV)租賃活動已經(jīng)在一些國家展開,并且操作經(jīng)驗已經(jīng)在其預計商業(yè)化日期(2015年)之前得到。據(jù)FuelCellToday推算,如果三個主要汽車生產(chǎn)制造商的計劃取得成功,全球每年燃料電池車輛的銷售量將達到2-3萬臺。目前,全世界每年生產(chǎn)大約7500萬臺輕型車輛,這就意味著燃料電池在車輛應用領域所占的比例要顯著高于其它應用領域。總而言之,燃料電池的產(chǎn)生對我們的日常生活產(chǎn)生了積極的影響,其商業(yè)成功也指日可待。世界各地成千上萬臺燃料電池將為車輛與建筑提供清潔的能源,并且通過制造安全、清潔的能源幫助國家電網(wǎng)減少碳排放。燃料電池商業(yè)成功的延續(xù)是幫助世界能源需求走上可持續(xù)發(fā)展道路的重要環(huán)節(jié)。簡介回顧燃料電池技術(shù)的發(fā)展歷程已經(jīng)超過了170年,并且已經(jīng)在太空計劃、交通運輸以及固定式應用領域中取得了巨大成功。目前有多種不同類型的燃料電池技術(shù)存在,并且隨著時間的推移已經(jīng)將其研發(fā)適用于各種特殊應用領域。然而,僅是在最近5年時間內(nèi)燃料電池行業(yè)才實現(xiàn)部分商品的商業(yè)化銷售。燃料電池的優(yōu)勢是其他任何現(xiàn)有技術(shù)(例如內(nèi)燃機)所不能與之相比的。燃料電池可以提供獨一無二的運行特點,例如低污染物排放、特別高效并且可靠能源生產(chǎn)方式,在某些應用領域能夠供暖、制冷以及提供電力。燃料電池所代表的價值主張是已經(jīng)在過去五年中的終端應用中以實現(xiàn),例如應用于露營車的輔助動力裝置(APU);大型工業(yè)設施使用的固定式主動力發(fā)電機組;家用微型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置(micro-CHP);清潔的城市大巴;物料搬運車輛。燃料電池的應用FuelCellToday將燃料電池的應用劃分為以下3個主要領域:1.便攜式燃料電池,包括那些設計成可以移動的APU裝置。2.那些設計成為為固定地區(qū)提供電力的固定式燃料電池發(fā)電裝置。3.可以為車輛提供主動力或者可以提高車輛行駛能力的車輛用燃料電池。FuelCellToday燃料電池應用領域劃分表地理區(qū)域劃分在本篇回顧分析中,F(xiàn)uelCellToday劃分了4個主要地理區(qū)域:亞洲(包括日本)、歐洲、北美洲以及其它地區(qū)(RoW)。FuelCellToday燃料電池應用地理區(qū)域劃分圖供需鏈出貨情況以裝置個數(shù)和總兆瓦數(shù)報道。燃料電池個體組件,例如膜電極裝置(MEA)、加濕器以及電力電子設備堆棧,可以在不同地區(qū)制造,之后運往其他任何地區(qū)裝配成完整燃料電池系統(tǒng)。最終組裝的系統(tǒng)可運送到安裝應用地區(qū),這也是本文的出貨區(qū)域劃分的依據(jù)。從供應鏈來看,尤為值得注意的是,全球范圍內(nèi)存在著復雜的國際供應商、堆棧制造商以及系統(tǒng)集成商。報告中的出貨量是指從終端商品制造商(通常是系統(tǒng)集成商)處獲得的信息,例如PlugPower公司的物料搬運系統(tǒng)使用的是Ballard公司的質(zhì)子交換膜燃料電池堆棧。近幾年來,供需鏈的發(fā)展已經(jīng)成為燃料電池行業(yè)的一個標志性特點。當系統(tǒng)集成商準備開始出售其商業(yè)產(chǎn)品時,就已經(jīng)打算放棄一些元件的自行生產(chǎn),并且傾向于外包生產(chǎn)某些部件或者尋求外部供應商,例如雙極板材料。這些舉措使得元件供應鏈得到極大的擴展,而實質(zhì)上堆棧和系統(tǒng)生產(chǎn)商的數(shù)量卻沒有大幅度增長。因此,近年來堆棧和系統(tǒng)制造商的發(fā)展出現(xiàn)了瓶頸,在某些應用領域這些企業(yè)的發(fā)展受到了抑制。大部分組件的供應鏈集中于北美地區(qū),然而有跡象表明越來越多的企業(yè)傾向于在亞洲尋求低成本、高產(chǎn)量的供應商,這也有助于從根本上降低燃料電池系統(tǒng)的整合成本。燃料電池介紹燃料電池通過氧氣與富氫燃料之間的電化學反應制造電能。目前雖然有很多不同種類的燃料電池,但是它們卻都是圍繞一個中心設計理念制成。燃料電池與其他現(xiàn)有能源技術(shù)相比應用領域十分廣泛。可以為很多便攜式、固定式以及運輸應用領域提供電力生產(chǎn),其熱副產(chǎn)品還可以用于加熱或制冷。燃料電池包含一個堆棧,主要由若干個獨立單元組成。堆棧內(nèi)的每一個單元內(nèi)都有兩個電極(一個陰極和一個陽極),發(fā)電反應于電極之上完成。每一個燃料電池都擁有固體或液體的電解質(zhì),其內(nèi)部攜帶的離子可以從一個電極傳導到另一個電極,同時還要有催化劑加速電極上的反應。在這些組件之中電解質(zhì)起著至關重要的作用。它必須只能允許適當?shù)碾x子在電極之間傳遞。如果自由電子或其它物質(zhì)可以自由穿越電極,那么電極之上的化學反應將被破壞。燃料電池內(nèi)部反應示意圖燃料電池的分類通常是按照電解質(zhì)的性質(zhì)劃分(除直接甲醇燃料電池之外,其以燃料(甲醇)種類得名),每種類型的裝置都需要一些有別于其它裝置的特別材料和燃料。主要燃料電池種類如下,按照商業(yè)價值排序:1.質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。該裝置以水為基礎,酸性高聚物薄膜作為電解質(zhì),以鉑作為電極催化劑。PEMFC裝置所需要的操作溫度很低(低于100°C)并且可以調(diào)節(jié)電力輸出,以滿足使用者對能源的動態(tài)需求。PEMFC的代表性燃料是氫,主要通過天然氣重整制得。重整過程必須去除其中的一氧化碳(鉑催化劑的克星)雜質(zhì)。高溫PEMFC(HTPEMFC)要在較高高溫條件下運行,并且需要將水電解液系統(tǒng)換成無機酸電解液系統(tǒng),在200oC條件下運行。這種裝置克服了現(xiàn)有PEMFC裝置的一些限制,可以對含有少量一氧化碳的氫進行重整。此外,裝置的輔助設備,例如加濕器及氣泵等裝置可以適當簡化。2.直接甲醇燃料電池(DMFC)。與PEMFC裝置類似,都使用高聚物薄膜作為電解質(zhì)。然而DMFC裝置的鉑催化劑電極可以直接從液態(tài)甲醇燃料中提取氫,因此不必進行燃料重整。3.熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)使用熔融碳酸鹽作為電解質(zhì)(例如懸浮于滲透性陶瓷基質(zhì)中的二氧化鋯或二氧化鈰),操作溫度很高(650oC左右),可以使用未經(jīng)重整的煤成燃氣、沼氣或者天然氣作為燃料。然而這種燃料電池的使用壽命受電解質(zhì)腐蝕作用的限制。4.磷酸燃料電池(PAFC)。其陽極和陰極由一個包含鉑催化劑的微細碳棒和一個包含磷酸鹽電解質(zhì)的碳化硅結(jié)構(gòu)組成。這種電極對一氧化碳有很強的抵抗作用,但是與其它燃料電池相比發(fā)電效率較低。然而,當PAFC在200oC條件次下工作時,如果產(chǎn)生的熱可以用于熱電聯(lián)產(chǎn),那么其整體效率將達到80%。通常使用重整天然氣作為燃料。5.固體氧化物燃料電池(SOFC)。裝置使用固體陶瓷制品作為電解質(zhì),例如可以用氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯取代液體或薄膜電解質(zhì)。較高的操作溫度意味著燃料可以在燃料電池內(nèi)部得以重整,因此可以不需外部重整使用多種烴類燃料。而且與其它燃料電池相比SOFC還對燃料中的硫有很強的抗性,因此可以使用汽化煤燃料。6.堿性燃料電池(AFC)。該種裝置使用堿性電解質(zhì),例如氫氧化鉀水溶液,通常使用純凈氫和氧作為燃料并且對一氧化碳十分敏感。首個AFC的操作溫度在100-250oC攝氏度之間,目前基本操作溫度已經(jīng)降到70oC左右。AFC的燃料-電能轉(zhuǎn)化效率十分高,在某些應用領域其燃料-電能轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達到了60%。幾種常見燃料電池簡介上述對于幾種燃料電池裝置的簡介并不十分完善,并且還有部分燃料電池類型沒有囊括其中,例如微生物燃料電池(目前仍處于研發(fā)階段,短期時間內(nèi)不會實現(xiàn)商業(yè)化)。燃料電池發(fā)展史起源燃料電池概念早在19世紀初就已經(jīng)被HumphryDavy所證實。1838年,科學家ChristianFriedrichSch?nbein的研究為燃料電池裝置的誕生奠定了堅實的基礎。1839年,身為化學家、物理學家同時也是律師的WilliamGrove發(fā)明了燃料電池裝置。Grove進行了一系列被他稱之為氣體伏打電池組的試驗,最終證明了電流可以通過氫氣和氧氣之間的電化學反應(使用鉑作為催化劑)制造,他曾用這種以鉑黑為電極催化劑的簡單的氫、氧燃料電池點亮了倫敦講演廳的照明燈。燃料電池這個術(shù)語于1889年由CharlesLanger和LudwigMond首次使用,他們共同研究使用煤氣作為燃料的燃料電池。1932年,劍橋大學工程學教授FrancisBacon對Langer和Mond的裝置進行了改造,制造出了首個AFC裝置。幾乎是在同一時間,HarryKarlIhrig將Bacon的15千瓦燃料電池整合到了Allis-Chalmers農(nóng)用拖拉機之上。與美國空軍有著密切合作伙伴關系的Allis-Chalmers公司隨后推出了一系列的燃料電池車輛,包括一個燃料電池叉車、一個燃料電池高爾夫球車和一艘燃料電池半潛船。太空計劃自20世紀50年代末到60世紀初,美國國家航空航天局(NASA)與其工業(yè)合作伙伴一道啟動用于載人航天任務的燃料電池發(fā)電機的研發(fā)工作。首個PEMFC燃料電池即是這一研發(fā)項目的成果之一,此外通用電氣公司(GE)的WillardThomasGrubb也參與了該項研究。GE公司的另一個研究人員LeonardNiedrach將Grubb的PEMFC裝置進行了改造,將鉑作為催化劑加載到薄膜電解質(zhì)之上。與NASA合作之后Grubb-Niedrach燃料電池得到了進一步發(fā)展,并在20世紀60年代中期用于Gemini太空計劃之中。燃料電池發(fā)展史簡圖國際燃料電池公司(IFC,之后的UTCPower公司)研發(fā)制造出一款1.5千瓦AFC裝置供阿波羅太空計劃使用,該裝置可以在太空為宇航員提供電力和飲用水。隨后IFC公司又研發(fā)生產(chǎn)了一款12千瓦AFC裝置,可以為所有航天飛機提供機載能源。在西方國家,燃料電池的研發(fā)一直沒有停止過。蘇聯(lián)研發(fā)生產(chǎn)的燃料電池大都用于軍事領域。盡管大多數(shù)早期研究工作的內(nèi)容仍處于保密狀態(tài),但是燃料電池最終還是用于為潛艇提供艦載能源,隨后又應用于蘇聯(lián)載人太空計劃。20世紀70年代20世紀70年代各國政府、商業(yè)機構(gòu)以及個人的環(huán)境意識不斷提升。人們對于空氣污染的擔心與日俱增,美國和歐洲相繼通過了清潔空氣法案。這些法案強制減少機動車有害氣體排放,這些法案最終為世界各地的許多國家所采納。同時20世紀70年代也是石油輸出國組織規(guī)定(OPEC)的石油禁運時期,這也直接促使能源效率概念為各國政府、企業(yè)和消費者所接受。在接下來的幾十年當中,潔凈空氣和高能源效率已經(jīng)成為燃料電池應用的兩個主要動機。除此之外,氣候變化和能源安全方面問題也開始備受關注。通用汽車公司早年間曾試驗性的將氫燃料電池安裝于Electrovan系列客車之上,并且還在車輛上配備了一個聯(lián)合碳化物燃料電池。雖然這個項目的示范效果有限,但卻是最早的燃料電池電動汽車(FCEV)道路測試項目。20世紀60年代中期,殼牌公司就已經(jīng)開始研發(fā)DMFC裝置。研究結(jié)果表明,使用液體燃料的燃料電池最適合車輛使用。70年代世界石油供應緊張導致許多一次性燃料電池汽車驗證項目的出現(xiàn),包括使用氫或氨提供動力的車輛模型以及使用氫燃料的內(nèi)燃機車輛。20世紀70年代,一些德國、日本以及美國汽車生產(chǎn)制造商及其合作伙伴開始試驗FCEV車輛。在這種背景下PEMFC裝置的功率密度持續(xù)增加,并且氫燃料存儲系統(tǒng)也被研發(fā)出來?;谠缙诘倪@些努力,到本世紀末,全球所有的主要汽車生產(chǎn)制造商開始積極的推出FCEV車輛驗證項目。隨后研究重點轉(zhuǎn)到?jīng)]有有害氣體排放的氫燃料。受能源短缺和高油價的影響,許多國家的政府和大公司開始建立更加有效的能源發(fā)電技術(shù)研究項目。這些活動帶來了PAFC技術(shù)的重要進展,特別是在裝置穩(wěn)定性和操作性能方面。這一時期還對作為離網(wǎng)型主動力發(fā)電機組使用的大型固定式PAFC裝置進行了驗證,包括IFC公司研發(fā)的1兆瓦PAFC裝置。項目資金全部由美國軍方和電氣部門提供,該項目同時還促進了MCFC技術(shù)的發(fā)展,例如研發(fā)的新型裝置可以內(nèi)部重整天然氣制氫。天然氣基礎設施的建立和使用是燃料電池能夠作為首要電源應用于大型固定式裝置的首要因素。20世紀80年代20世紀80年代燃料電池技術(shù)及其商業(yè)化的實質(zhì)性進展仍在繼續(xù),尤其是在PAFC裝置應用領域。這時燃料電池的固定式和大巴車輛應用前景已經(jīng)顯現(xiàn)出來。同時一個雄心勃勃的設計理念也出現(xiàn)在公眾眼前,電力輸出量高達100兆瓦的燃料電池裝置將用于市政公用電廠。那時有人預計,在20世紀末將有成千上萬臺裝置被制造出來,但是最終結(jié)果顯示僅生產(chǎn)了數(shù)百臺裝置。幾個試驗性的大型固定PAFC發(fā)電廠也已經(jīng)建立起來,但是其商業(yè)帶動作用卻沒有在20世紀80年代凸顯出來。隨著薄膜電解質(zhì)耐久性和系統(tǒng)操作性能的提升,PAFC裝置在二十年后終于大量推出,并開始應用于大型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。與此同時,燃料電池車輛應用方面的研發(fā)及驗證工作仍在繼續(xù)。美國海軍開始研究燃料電池在潛水艇上的應用,可以為潛艇提供重要的操作特性,高效、零排放并且運行時接近無聲。1983年加拿大Ballard公司開始研發(fā)燃料電池,并在幾年之后成為了燃料電池堆棧和系統(tǒng)制造行業(yè)的領軍企業(yè),這些裝置主要供固定式裝置和車輛應用。20世紀90年代自20世紀90年代開始PEMFC和SOFC技術(shù)備受關注,特別是在小型固定式應用領域。因為每個裝置的制造成本較低并且市場潛在需求量很大(例如電信行業(yè)使用的備用能源以及家用micro-CHP裝置),所以這些技術(shù)的商業(yè)應用前景十分廣闊。德國、日本以及英國政府已經(jīng)投入大量資金用于支持PEMFC和SOFC技術(shù)的研發(fā),之后應用于家庭micro-CHP裝置。政府出臺的清潔交通運輸政策同時也能促進PEMFC技術(shù)在車輛上的應用。20世紀90年代,加州空氣資源委員會(CARB)推出零排放車輛計劃。這是世界上首個車輛排放標準。并且委員會還斷言,如果不使用替代動力系統(tǒng)內(nèi)燃機的工作效率將不會得到提高。計劃還規(guī)定,像戴姆勒克萊斯勒、通用以及豐田等已經(jīng)在美國境內(nèi)售出大量汽車的汽車生產(chǎn)制造商應該肩負起PEMFC裝置的研發(fā)工作。除車輛制造商之外,Ballard等公司也應積極展開車用PEMFC裝置以及固定式清潔發(fā)電裝置的研發(fā)工作。Ballard公司一直為戴姆勒和福特公司提供PEMFC裝置。該計劃于90年代開始實施直至今天,期間針對計劃的一些主要參與者在政策實施方面也做出了相應的變動。在這一時期DMFC技術(shù)也得到了極大的發(fā)展,此時PEMFC技術(shù)已經(jīng)為直接甲醇燃料電池便攜式裝置所使用。早期應用包括便攜式士兵負載電源,主要為筆記本電腦和移動電話提供電力。MCFC技術(shù)的研發(fā)工作開始于20世紀50年代,并在90年代出現(xiàn)實質(zhì)性的商業(yè)化進展,特別是在大型固定式應用領域,F(xiàn)uelCellEnergy和MTU公司研發(fā)生產(chǎn)的MCFC產(chǎn)品已經(jīng)開始商業(yè)發(fā)售。同時,SOFC技術(shù)也得到了巨大發(fā)展,應用于固定式裝置的SOFC裝置的功率密度和耐久性都有很大的提高。21世紀初在過去的十年時間內(nèi),在眾多可以提高能源效率、降低二氧化碳排放并且可以降低對化石能源依賴的潛在技術(shù)中,燃料電池技術(shù)再一次成為公眾關注的中心。政府及私人對燃料電池技術(shù)的投資不斷增長。與此同時,研究重點也轉(zhuǎn)向了如何突破性的降低燃料電池的成本、提高裝置操作性能,增強其與傳統(tǒng)技術(shù)的競爭力。世界范圍內(nèi)的很多國家政府還為燃料電池驗證和安裝項目提供資金補助。歐盟、加拿大、日本、韓國以及美國都已經(jīng)推出了備受矚目的驗證項目,包括主電源、固定式以及車輛應用及相關的基礎設施項目。燃料電池技術(shù)能夠獲得傳統(tǒng)技術(shù)所不能提供的效益,這也是其為越來越多的人們所接受的原因之一。例如,燃料電池物料搬運車輛與傳統(tǒng)車輛相比運行時間更長、效率更高,并且與蓄電池相比其燃料基礎設施要簡單的多,因此十分適于在倉庫內(nèi)部使用。歐洲、中國以及澳大利亞在四、五年前就推出了HyFleet/CUTE項目,該項目擁有10臺燃料電池大巴。這種大巴被看做是燃料電池早期市場應用頗具前景的產(chǎn)品。2007:燃料電池商業(yè)化2007年燃料電池在多個領域開始商業(yè)化應用,在簽訂承諾書保證裝置性能的前提下銷售給終端用戶,并且生產(chǎn)企業(yè)還要保證這些裝置能夠符合應用領域所在市場的規(guī)范和標準。因為企業(yè)生產(chǎn)量是由市場需求量所決定,所以不會產(chǎn)生產(chǎn)品供應過?;蛏a(chǎn)能力過?,F(xiàn)象。目前已經(jīng)有成千上萬臺商用PEMFC和DMFC輔助動力裝置(APU)安裝于休閑應用領域。同樣還有大量的微型燃料電池出售給玩具以及教育裝備生產(chǎn)企業(yè)。軍事部門也訂購了數(shù)以百計的DMFC和PEMFC便攜式發(fā)電裝置配備給陸軍士兵,這些裝置主要為通信和監(jiān)視設備提供電力。日本的大型家用CHP計劃刺激了商用固定式PEMFC裝置的生產(chǎn)。這些裝置自2009年開始安裝于個人家庭,迄今為止已經(jīng)有超過13,000臺裝置投入使用。美國的備用能源系統(tǒng)驗證項目極大促進了燃料電池的固定式應用。在一些緊急情況下,電信網(wǎng)絡需要那些更為可靠的備用能源系統(tǒng),這也促進了燃料電池的固定式應用。當卡羅琳娜颶風災禍發(fā)生時,柴油發(fā)動機的缺陷完全暴露了出來,很多發(fā)動機耗盡燃料停止工作破壞了電信網(wǎng)絡的正常工作,嚴重影響了救災工作的順利進行。發(fā)展中國家對于可靠的聯(lián)網(wǎng)或離網(wǎng)固定式發(fā)電裝置的需求也促進了燃料電池的發(fā)展。印度和東非部分地區(qū)2010年開始引進使用氫和天然氣作為燃料的PEMFC裝置,作為主電源或備用電源供移動電話信號發(fā)射塔使用。在交通運輸領域,最大的商業(yè)活動出現(xiàn)在物料搬運部門,燃料電池已經(jīng)開始取代現(xiàn)行的鉛酸蓄電池技術(shù)。在美國資金補助政策的刺激下,倉庫用燃料電池物料搬運車輛驗證車隊的數(shù)量越來越多,盡管與固定式和便攜式燃料電池裝置相比數(shù)量還很少。幾年前,燃料電池大巴的商業(yè)銷售就已開始,它們的實用性已經(jīng)得到了證實。然而燃料電池大巴的造價要比普通柴油大巴高五倍,再加上氫能基礎設施的建造費用,所有這些都意味著只有部分城市會選擇使用燃料電池大巴,因為它們認為花費大量投資換取環(huán)境效益是值得的。目前燃料電池轎車僅通過租賃項目提供給消費者,其主要目的是在2015年燃料電池車實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)制造之前獲取必要駕駛經(jīng)驗及車輛性能信息。在過去的十年時間里,PEMFC和DMFC裝置一直占據(jù)便攜式、固定式以及運輸應用領域市場主要份額。消費者對這些裝置的青睞促進了行業(yè)規(guī)范和標準的發(fā)展,同時政府出臺的政策也一直在降低這些裝置的應用壁壘,例如航空公司已經(jīng)允許乘客將甲醇燃料盒帶上飛機,政府還為燃料電池CHP裝置的安裝提供稅費減免。近期發(fā)展2009年東芝Dynario燃料電池充電器的推出也增加了便攜式裝置的出貨量,然而這種充電器的生產(chǎn)能力僅為3000臺,遠遠低于市場需求量。日本Ene-Farm項目的推出實施以及燃料電池不間斷電源裝置在北美洲的成功安裝使用都刺激了固定式燃料電池應用的迅速增長。隨著燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)制造商數(shù)量的不斷增加,產(chǎn)品供需鏈也隨之穩(wěn)固增長。燃料電池組件供應鏈以及相關服務也在不斷擴張,包括MEA制造商以及燃料和基礎設施供應商。與產(chǎn)品出貨量相比,生產(chǎn)能力的增長速度要迅速的多,尤其是在北美洲這種增長趨勢尤為明顯。2010年波及全球的經(jīng)濟衰退無疑對一些燃料電池公司帶來了負面影響。這一年燃料電池行業(yè)信貸資金受限并且政府補助資金金額也受到了限制,然而一些組織的燃料電池產(chǎn)品仍處于研發(fā)和驗證階段,還不具備盈利能力。所有這些導致了一部分燃料電池生產(chǎn)企業(yè)關門大吉。然而,上述問題卻給其他一些公司帶來了前進的動力,使其產(chǎn)品的商業(yè)定位更加明顯,并且積極尋找稅收增長機遇,以此為公司未來核心研發(fā)技術(shù)提供支持。自全球經(jīng)濟衰退發(fā)生之后,各國政府開始將燃料電池看做可以促進未來經(jīng)濟增長、增加就業(yè)的關鍵領域,為此政府為燃料電池技術(shù)的研發(fā)投入了大量資金。

總體上來說,燃料電池行業(yè)已經(jīng)在極其惡劣的環(huán)境中生存了下來。盡管許多燃料電池公司距離盈利這一目標還很遠,但是未來發(fā)展機遇已經(jīng)十分明朗。近年來燃料電池已經(jīng)成功應用于多種領域,這也意味著其發(fā)展已經(jīng)由鞏固特定技術(shù)轉(zhuǎn)向為特殊種類燃料電池提供標準設計參考。例如燃料電池已經(jīng)用于輔助動力裝置或者為無人機(UAV)提供動力。簡介2010年全球燃料電池總出貨量增加了40%,共230000臺,創(chuàng)下了歷史新高。在世界范圍內(nèi)售出的所有燃料電池裝置中有97%使用的是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)技術(shù)。FuelCellToday在本篇回顧報告中列舉了2007-2011年出貨量,并且按照應用領域、發(fā)貨地區(qū)以及燃料電池類型將燃料電池出貨量分別歸納總結(jié)(下圖)。在這個圖表當中可以清晰的看到燃料電池出貨量的逐年增加,2011年出貨總量要比2007年高20余倍。FuelCellToday2007-2011燃料電池出貨量統(tǒng)計然而,如果將出貨量看成一個整體,那么統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)是十分驚人的。如果將燃料電池產(chǎn)業(yè)看做是一個處于不同發(fā)展階段的各個部門的集合,那么我們可以得到更多的信息,這些數(shù)據(jù)也會更具教育意義。因此,“燃料電池行業(yè)”這一術(shù)語顯然是一個誤稱。以下部分將FuelCellToday的全球燃料電池輸出總量分成了更有意義的幾個部分,將這兩個圖表放在一起觀察可以深刻理解燃料電池行業(yè)發(fā)展趨勢,找到燃料電池商業(yè)成功要點,也可以觀察到裝置出貨量大小變化規(guī)律,并且確定哪一類型的燃料電池解決方案是最好的。按應用和出貨總兆瓦數(shù)劃分的2007-2011燃料電池出貨量變化趨勢圖燃料電池應用發(fā)展便攜式應用按照出貨量數(shù)據(jù)顯示,便攜式燃料電池使用量最多,并且可以獲得極大的經(jīng)濟效益。從2007年起。便攜式燃料電池的年出貨量至少占總量的75%。并且從2009年開始,微型便攜式燃料電池的出貨量逐年增加,而且便攜式燃料電池的總出貨量也超過了總量的95%。然而,如果按照出貨兆瓦數(shù)計算,則僅占2010年全球燃料電池裝置總兆瓦數(shù)的2.6%,因為絕大多數(shù)便攜式燃料電池裝置的發(fā)電量都很小(<5瓦),主要應用于教育裝置和玩具之中。便攜式燃料電池教育用燃料電池在FuelCellToday的報告之中始終包含玩具和教育用燃料電池裝置的出貨量,因為它們與其它一些小型燃料電池(用于為消費電子產(chǎn)品充電)一樣有效。這一市場為部分燃料電池公司提供了切入點,能夠幫助他們提高技術(shù)水平并實現(xiàn)其產(chǎn)品的商業(yè)銷售,持續(xù)為這些公司大型產(chǎn)品的研發(fā)提供資金,并最終推動這些產(chǎn)品的市場銷售。在教育方面,能夠促使兒童盡早熟悉燃料電池和氫能技術(shù)的重要性也不能被低估。輔助電力裝置(APU)燃料電池APU可用于為賓館提供電力,也可以作為獨立發(fā)電裝置使用或者安裝于車輛之中,還可以用于便攜式裝置之中。這一應用領域的工業(yè)巨頭SFCEnergy推出了一系列DMFC能源裝置,主要集中于歐洲市場,2007-2010年間已經(jīng)有17500裝置發(fā)售給消費者。在這些產(chǎn)品之中大部分是已經(jīng)達到商品化階段的直接甲醇燃料電池。與此同時SFC公司還建立了必要的燃料填充基礎設施,確保消費者可以在歐洲境內(nèi)的燃料供應商處購得甲醇儲罐。隨著其它應用市場的出現(xiàn)、裝置成本的不斷降低以及燃料配送基礎設施的完善,APU裝置的市場前景將會十分廣闊。消費電子產(chǎn)品便攜式燃料電池在消費電子產(chǎn)品上的應用仍然面臨挑戰(zhàn)。迄今為止,設備尺寸的縮減以及系統(tǒng)的整合問題仍然是阻礙該類產(chǎn)品商業(yè)推廣的首要問題。東芝公司在2009年底推出了Dynario裝置,然而該系列產(chǎn)品的年生產(chǎn)能力僅為3000臺,今年來便攜式燃料電池發(fā)布公告已經(jīng)十分少見。鑒于系統(tǒng)的集成問題,最接近商業(yè)化的便攜式燃料電池產(chǎn)品是外部充電器。這些裝置主要供消費者在偏遠地區(qū)戶外使用,而且與外用電池組相比這種裝置的價格十分低廉,這也是產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢之一。FuelCellToday相信,一旦燃料電池可以與鋰離子電池一樣,能夠整合到筆記本電腦和手機之中,便攜燃料電池裝置的年銷售量就可以達到數(shù)百萬臺,實現(xiàn)裝置市場銷售這一終極目標。在2011年消費型電子產(chǎn)品展覽會上,F(xiàn)luidComputerSystems(FCS)公司展出了一個整合了燃料電池裝置的平板電腦模型。FCS公司的這個模型使用的是Horizon公司提供的氫燃料電池,仍然十分沉重,公司目前正積極尋找合作伙伴,力爭能在2012年實現(xiàn)該系列產(chǎn)品的商業(yè)銷售。燃料電池可提高這類移動裝置的耐用性、網(wǎng)絡獨立性,并且還可以延長其運行時間。據(jù)相關報道稱,自2010年第二季度iPad平板電腦上市以來,已經(jīng)售出超過1500萬臺。即使是很小的一部分iPad市場份額對于便攜式燃料電池行業(yè)來講也是很大的,因此為了能夠使燃料電池廣泛應用于消費型電子產(chǎn)品之中獲得更大的市場份額,必須加速系統(tǒng)開發(fā)以及整合工作進度。在過去的幾年時間內(nèi),包括勝光科技、CMR、Nomadic燃料電池以及三星電子在內(nèi)的許多公司也曾試圖研發(fā)便攜式燃料電池,但是最終因為缺少商業(yè)可行性產(chǎn)品而不得不改組或退出了燃料電池市場。FuelCellToday發(fā)現(xiàn),近年來圍繞便攜式裝置出現(xiàn)了很多活動和推測,包括預測將會有數(shù)百萬臺燃料電池消費性電子裝置的出現(xiàn)。然而不幸的是,迄今為止該項技術(shù)還不可能實現(xiàn)這一目標。雖然裝置的功率密度得到了提升,裝置的尺寸也相應的減小了很多,但是想要為消費型電子產(chǎn)品市場提供完全集成的便攜式燃料電池很可能還需要數(shù)年時間。撇開系統(tǒng)集成問題,目前已經(jīng)有很多公司推出了外用燃料電池充電器產(chǎn)品,旨在獲取消費性電子產(chǎn)品市場的豐厚利潤。2010年6月,Horizon燃料電池技術(shù)公司推出了首個名為MiniPak的袖珍電子產(chǎn)品燃料電池充電器??沙掷m(xù)提供高達2W的運行功率,裝置使用標準USB端口,并使用可再填充的燃料筒,這種燃料筒可以儲存12千瓦時的電量。Horizon公司出品的MiniPak燃料電池充電器及其燃料筒在2011年的早些時候,瑞典myFC公司首次推出PowerTrekk燃料電池以及PowerPukk燃料儲罐,該裝置目標客戶指向戶外運動愛好者。該裝置的燃料儲罐使用硅化納作為存儲介質(zhì),僅需要注入少量的水燃料罐即可被激活,足以制造4公升氫。該裝置USB接口的額定輸出功率為5伏特,目前公司正致力于裝置分銷商網(wǎng)絡的建立。myFC公司出品的PowerTrekk燃料電池及其儲罐在2011年日本燃料電池博覽會上,Aquafairy公司展示了其研發(fā)生產(chǎn)的便攜式電子設備充電器。向金屬氫化物燃料儲罐中注入適量的水即可產(chǎn)生氫氣,并以此為裝置提供燃料發(fā)電,目前一個儲罐可以為智能手機提供50%的電量。Aquafairy公司希望能夠降低裝置的生產(chǎn)成本(從322美元降到123美元)最終實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。固定式應用與2009年相比,2010年固定式燃料電池裝置出貨量增加了10%,達到7400臺。應用范圍從微型熱電聯(lián)產(chǎn)(micro-CHP)裝置、不間斷電源系統(tǒng)(UPS)直到兆瓦級主動力電源。裝置安裝地區(qū)大都允許裝置生產(chǎn)的電力匯入輸電網(wǎng),并且還會提供一定的稅費減免或者以其他形式提供津貼或銀行信貸。按照發(fā)電總兆瓦數(shù)來計算,燃料電池的固定式安裝應用進程仍然十分穩(wěn)健,每年安裝總兆瓦數(shù)大約在30-35兆瓦之間。2007年,固定式應用部門安裝燃料電池的兆瓦數(shù)占總兆瓦數(shù)的83%。之后隨著運輸部門應用比例的不斷增大而逐漸下降到了40%。在小型固定式應用部門(≤10kW),家用micro-CHP系統(tǒng)一直處于統(tǒng)治地位,2010年micro-CHP裝置的出貨量是UPS裝置的7倍。主電源應用在大型固定式應用領域,僅有一小部分公司統(tǒng)治著這一市場,它們生產(chǎn)的產(chǎn)品所使用的電解質(zhì)也各式各樣。FuelCellEnergy公司已經(jīng)與韓國浦項鋼鐵公司(POSCO)結(jié)成合作伙伴關系,旨在實現(xiàn)其MCFC技術(shù)在亞洲的商業(yè)應用,該技術(shù)主要用于與電網(wǎng)連接的主電源裝置。POSCO公司已經(jīng)在韓國安裝了發(fā)電能力超過40兆瓦的燃料電池,并且在首爾城外建設了一個發(fā)電能力達到100兆瓦的電站輔助設施(BoP)。這個新建設施帶來了新的發(fā)電能力,POSCO公司正在積極地部署兆瓦級發(fā)電站的建設,并且將其作為最近已經(jīng)批準生效的可再生能源投資標準(RPS)計劃的一部分,F(xiàn)uelCellToday將在區(qū)域發(fā)展回顧章節(jié)中的亞洲地區(qū)發(fā)展部分進行詳細討論。POSCO公司建設的電站輔助設施的燃料電池堆棧將從FuelCellEnergy公司購買,將必要部分整合之后應用于韓國市場。作為RPS計劃的一部分,POSCO公司宣布計劃在2013年之前分兩個階段建立一個60兆瓦級燃料電池發(fā)電廠,發(fā)電廠完工之后將是世界范圍內(nèi)安裝的規(guī)模最大的完整燃料電池。美國聯(lián)合技術(shù)公司(UTCPower)將繼續(xù)在美國境內(nèi)銷售其研發(fā)生產(chǎn)的PureCell400千瓦PAFC系統(tǒng),并且公司已經(jīng)為世界世貿(mào)中心的新建筑提供了6臺裝置??偟膩碚f,12臺裝置將為該建筑的3號和4號樓提供30%的能源需求。PureCell400千瓦燃料電池同時也應用于全美范圍內(nèi)的超市、寫字樓以及居民區(qū),這些裝置的成功應用都證明了該項技術(shù)的多功能性,不但可以發(fā)電還可以加熱、制冷。在日本,富士電機株式會社(FujiElectric)將繼續(xù)研發(fā)其PAFC系統(tǒng),并進一步降低裝置的生產(chǎn)成本,從而增加裝置在國內(nèi)和國際范圍內(nèi)的銷售量。這種100千瓦燃料電池系統(tǒng)擁有多種實用操作模式,即使在不需要發(fā)電和供熱時也可運行。例如,當裝置以沼氣作為燃料運行時,每小時可以生產(chǎn)8標準立方米的氫,因此該系統(tǒng)可以在白天供電、供熱在夜間制氫。制造的氫可以作為大巴或小型輕型車輛的燃料使用。該裝置的另一個創(chuàng)新應用是應用于滅火系統(tǒng),可以制造低氧氣含量的空氣。汽車排放的尾氣可以用于創(chuàng)建低氧環(huán)境,適合用于計算機數(shù)據(jù)中心以及類似環(huán)境的防火系統(tǒng)。這種低氧空氣中氧氣的含量約占15%,汽車尾氣的氧氣含量太低不可能用于助燃,但是卻可以用于保障人類工作安全。BloomEnergy曾被認為是燃料電池行業(yè)中的一批黑馬,公司在2010年宣布推出BloomBox系列燃料電池。這款100千瓦的SOFC系統(tǒng)以天然氣或沼氣作為燃料,被稱之為“BloomEnergy服務器”。產(chǎn)品因為其買家而家喻戶曉,沃爾瑪、谷歌、易趣網(wǎng)和可口可樂公司都購買了這款燃料電池。BloomBox燃料電池組(左)及超大型“BloomBox”在2010年的晚些時候BloomEnergy公司推出了BloomElectrons項目,這一項目的推出不但對BloomEnergy公司具有重大意義,而且所有當前和潛在的燃料電池用戶都深受其影響??蛻舨槐鼗ㄥX采購裝置,可以直接購買“BloomEnergy服務器”所生產(chǎn)的電力。BloomEnergy公司擁有這些裝置并利用它們?yōu)橄M者提供服務。公司聲稱,在十年的使用時間內(nèi)“BloomEnergy服務器”生產(chǎn)電力所需花費與購買電網(wǎng)電力相比可以節(jié)省高達20%的費用。早期的客戶包括凱薩醫(yī)療服務機構(gòu)和加州理工學院。“BloomEnergy服務器”的制造成本高達800,000美元,如此高昂的購買費用讓大多數(shù)公司望而卻步,僅有少數(shù)大型公司能夠支付得起。然而,BloomElectrons經(jīng)營模式卻可以打破這一障礙,避免購買裝置產(chǎn)生的財政負擔。如果這種經(jīng)營模式成功開展或者裝置的生產(chǎn)成本能夠降低,BloomEnergy希望能夠在不久的將來打入住宅應用市場。如果公司和政府能夠以同樣的方式證明燃料電池能夠提供核電站或者化石燃料電站所不能提供的效益,那么主電源燃料電池的成功應用將會繼續(xù)下去。微型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置(Micro-CHP)目前家用micro-CHP燃料電池的成功市場銷售主要集中在亞洲地區(qū),特別是日本,Ene-Farm系列產(chǎn)品的出貨量逐年增加。到2010年底,這種裝置的累積出貨量已經(jīng)達到13,500臺,所有裝置均使用PEMFC技術(shù)。自項目啟動之日開始,系統(tǒng)性能就一直在提升,碳排放量很小但是效率很高,而這兩個特點也是家庭和公寓住宅應用產(chǎn)品設計的重要的因素。EneosCelltech公司正在研發(fā)Ene-Farm的一種固體氧化物衍生裝置,按計劃將于2011年推出,擁有進一步提高能源利用效率潛在優(yōu)勢。Ene-Farm燃料電池裝置因為在過去的五年時間內(nèi)這些裝置的生產(chǎn)成本逐漸降低,所以對這些系統(tǒng)的補貼也在逐漸降低直至停止。在2005-2008年裝置驗證階段,每臺裝置的生產(chǎn)成本就已經(jīng)從73,609美元降到26,990美元。自2009年起,補助比例按照不同燃料電池裝置的成本和一個常規(guī)鍋爐附加安裝成本計算。自2010年起,補貼金額最高為15,949美元,并且計劃一旦裝置產(chǎn)量增加達到商業(yè)銷售規(guī)模,政府將逐步取消補貼,通過各個公司之間的成本競爭來實現(xiàn)裝置價格的降低。韓國啟動了一個與Ene-Farm相似的項目,2010年將繼續(xù)進行第一階段實地測試。綠色家庭項目包括燃料電池、地熱以及太陽能系統(tǒng),項目最大的希望是到2020年能夠安裝10萬臺1千瓦住宅用燃料電池系統(tǒng)。最初韓國燃料電池micro-CHP裝置的補貼達到了生產(chǎn)成本的80%,要比日本高的多,但是與日本政府相似,韓國政府打算逐步降低補貼金額,到2013年降到總成本的50%左右并最終逐步取消。歐洲的住宅用micro-CHP裝置市場仍處于初期起步階段,丹麥推出的驗證項目主要對PEMFC和SOFC技術(shù)進行測試。除此之外,德國和英國都熱衷于使用燃料電池技術(shù)取代傳統(tǒng)的鍋爐技術(shù)。CeresPower公司計劃在2010年開始micro-CHP裝置實地測試,但是最終被迫延遲到2011年初。該裝置已經(jīng)獲得CE標志認證,并且也符合燃氣設備指令(GasApplianceDirective)的要求。公司還與眾多歐洲知名企業(yè)展開合作,包括英國煤氣公司、CalorGas以及Daalderop公司。CeresPower公司的一小部分壁掛式天然氣動力燃料電池已經(jīng)于2011年第一季度安裝在客戶的住宅之中。產(chǎn)品驗證項目的第二個高潮將在6個月后到達,屆時裝置將結(jié)合實地測試經(jīng)驗作出改進。在項目實施的最后階段,將至少安裝150臺測試用燃料電池產(chǎn)品,并將于2012年測試公司裝置的批量生產(chǎn)能力。作為世界范圍內(nèi)最大的固定式micro-CHP裝置生產(chǎn)企業(yè)之一,松下公司已經(jīng)在德國建立了研發(fā)工廠,旨在推動歐洲燃料電池micro-CHP系統(tǒng)的發(fā)展。FuelCellToday預計micro-CHP系統(tǒng)將在歐洲得到迅速發(fā)展。北美洲燃料電池CHP裝置市場與歐洲和亞洲市場不同,特別是在裝置需求規(guī)格方面。在日本和歐洲,1-2千瓦小型裝置足以滿足標準住宅需要,然而能源需求在美國要大得多,ClearEdgePower公司已經(jīng)在美國境內(nèi)推出了5千瓦燃料電池。ClearEdgePower公司銷售的裝置并不僅限于家用級別,同樣為商業(yè)客戶提供大型燃料電池裝置。其生產(chǎn)的ClearEdge5系列燃料電池已經(jīng)為個人消費者所接受,可以提供電源和高質(zhì)量的熱。在本篇報告的前景展望一章,將對世界范圍內(nèi)燃料電池CHP裝置應用增長潛力進行展望,該種裝置在未來幾年內(nèi)將成為主要發(fā)貨產(chǎn)品之一。不間斷電源裝置在UPS裝置生產(chǎn)部門,美國客戶的訂單仍占據(jù)統(tǒng)治地位。IdaTech公司將繼續(xù)銷售其ElectraGen系列產(chǎn)品,除現(xiàn)有氫能備用電源系統(tǒng)之外公司還推出了一款甲醇動力衍生裝置。這些裝置可以在世界范圍內(nèi)為遠程通信系統(tǒng)和緊急通訊系統(tǒng)提供備用電源,此外還擁有多種其它用途。許多燃料電池公司都是私營企業(yè),這些企業(yè)通常總是虧損的,因此在不斷的追求利潤的同時也促進了這些企業(yè)的發(fā)展。IdaTech公司也不例外,據(jù)公司稱,2010年售出裝置的80%是盈利的,而09年盈利裝置數(shù)量僅占總量的2%,公司已經(jīng)向盈利這一目標邁出了重要一步。IdaTech公司的技術(shù)在亞洲市場擁有極大發(fā)展?jié)摿Γ?010年與Cascadiant公司簽訂的合約備受矚目,在印度尼西亞安裝燃料電池備用電源系統(tǒng)。ReliOn公司的氫能PEMFC備用電源系統(tǒng)的出貨量仍然十分穩(wěn)定,其燃料電池產(chǎn)品已經(jīng)得打電信和獨立電源目標市場的認可,可以帶來傳統(tǒng)技術(shù)所不能提供的效益。公司在2010年推出了大量燃料填充系統(tǒng),這種系統(tǒng)的安裝是美國能源部資助的市場改造項目的一部分。在必須填充燃料之前,備用能源系統(tǒng)可以提供足以使用72小時的能量。Altergy能源系統(tǒng)公司出品的FreedomPower系列UPS燃料電池仍然在美國家庭中廣為流行,并且該裝置也已經(jīng)在非洲市場發(fā)售,將在稍后進行介紹。這種燃料電池同時也已經(jīng)作為照明設備供電裝置使用,這些項目均備受矚目,包括“金球獎”頒獎典禮以及奮進號航天飛機的最后發(fā)射都使用了這種燃料電池。意大利都靈Electro電力系統(tǒng)公司在今年有著強勁表現(xiàn),已經(jīng)吸收了720萬美元的個人投資。公司于2010年12月在印度推出ElectroSelf?系列UPS產(chǎn)品,而且產(chǎn)品在亞洲也有廣闊的市場,可以與歐洲日漸增長的安裝基礎互補。ElectroSelf?是一種自充電備用能源系統(tǒng),將燃料電池和電解槽整合到一起僅需要最低限度的維護,每年加水一次即可。隨著全球能源需求量的不斷增加,國家電網(wǎng)基礎設施的穩(wěn)定性將成為人們關心的重點。未來核能對國家電力的供應也存在著不確定性,甚至威脅到能源供應平衡。FuelCellToday認為燃料電池UPS系統(tǒng)擁有全球安裝潛力,可以提供清潔、高效的能源,并且還可以為關鍵基礎設施操作者提供安靜的工作環(huán)境。交通運輸2010年交通運輸部門燃料電池安裝量增加了20%,出貨量達到2,400臺創(chuàng)下了歷史新高。燃料電池可以為交通運輸部門提供兩種解決方案,可以作為主要動力系統(tǒng)或增程器使用。甚至在交通運輸部門的附屬機構(gòu),這兩種解決方案也已經(jīng)得到了證實。交通運輸部門包含了各種各樣的終端使用,從傳統(tǒng)車輛和大巴到渡輪、軍用無人機(UAV)以及潛水器。在物料搬運部門,氫能PEMFC技術(shù)已經(jīng)取代現(xiàn)行電池技術(shù)用于為叉車提供主動力??焖偃剂咸畛湟约?4小時簡易模式轉(zhuǎn)換都使得燃料填充基礎設施的建造及維護成本保持在可接受范圍之內(nèi)。另一種應用是將液體甲醇動力DMFC裝置與現(xiàn)有電池技術(shù)相結(jié)合,可以作為增程器用于小型車輛。在這個例子里,具有不同優(yōu)勢的燃料電池以非競爭性方式打開了一個更為廣闊的叉車市場經(jīng)濟,否則以單一的技術(shù)不可能開創(chuàng)如此局面,相同情況也可以在交通運輸部門看到,例如燃料電池作為APU裝置用于卡車駕駛室臥鋪。物料搬運車輛2010年交通運輸部門引進的燃料電池有一半應用于物料搬運車輛,最近幾年時間內(nèi)這種成功一直在延續(xù)。這些燃料電池大部分運送至美國,而這些裝置也都獲得了美國經(jīng)濟復蘇和再投資法案提供的豐厚資金補助。特別是PlugPower公司,售出了大量的氫能GenDrive裝置,該裝置成功的取代了電動叉車的蓄電池。2010年,可口可樂、寶馬以及維格曼斯公司也加入到了PlugPower公司的客戶名單。在這個行業(yè)之中,連續(xù)的模式轉(zhuǎn)換導致必要氫能基礎設施的利用率大大提高,這也意味著氫能基礎設施的安裝成本將更具競爭優(yōu)勢。與此同時,電池充電及交換設備移除后所節(jié)省的空間可以為倉庫提供更多的存儲空間。燃料填充大約僅需要花費兩到三分鐘,遠遠少于蓄電池充電所耗時間,氫燃料電池在運行時燃料水平的下降不會導致車輛功率的降低,而當電池電量降低時車輛操作性能會明顯下降。燃料電池在物料搬運領域的應用是一個成功的商業(yè)案例,其商業(yè)銷售已經(jīng)不再需要資金補貼,ARRA為運輸部門提供的資金在未來幾年內(nèi)會逐漸降低,一些非常重要的新興產(chǎn)業(yè)和關鍵部門會因此受到很大影響。2010年間PlugPower主要關注北美洲當?shù)厥袌?,但是公司?011年成功打入歐洲市場,為法國提供了10臺GenDrive燃料電池裝置。這些裝置經(jīng)過改裝后將用于歐洲物料搬運設備,這也顯示了PlugPower進軍世界市場的意圖。物料搬運設備所使用的DMFC增程器的出貨量也在持續(xù)增加,作為該系列裝置的主要供應企業(yè),OorjaProtonics公司獲得了美國食品銷售公司Martin-Brower公司的訂單,為其增加燃料電池車輛數(shù)量。DMFC技術(shù)可以與現(xiàn)行電池技術(shù)聯(lián)合使用,以此增加物料搬運車輛的行駛能力以及使用效率。除此之外,通過更加有效的充電-放電循環(huán)管理,可以延長蓄電池的使用壽命并且節(jié)省額外費用。輕型車輛在2009年的晚些時候,世界主要汽車生產(chǎn)制造商聯(lián)合簽署了一份合作備忘錄,旨在到2015年時實現(xiàn)FCEV車輛的商業(yè)化生產(chǎn)銷售,這一聲明在2010年到2011年間每隔一段時間就會被確認一次。新型車輛技術(shù)的推出并不是一個可以快速實現(xiàn)的過程,在這些車輛提供給公眾之前必須經(jīng)過多年的研發(fā)和測試工作以確保產(chǎn)品適合市場需求。長久以來,F(xiàn)CEV車輛研發(fā)人員試圖繞過一些過程促進燃料電池車輛提早上市,這些過程有可能會導致燃料電池車輛推廣時間的延遲或者導致車輛整合的不完整。目前的測試車隊在現(xiàn)實路況條件下的累積行駛里程已經(jīng)達到了數(shù)百萬英里,2011年戴姆勒公司拿出3臺梅賽德斯B-ClassF-CELL車輛用于環(huán)游世界。在2011年早些時候,現(xiàn)代-起亞汽車公司(HKM)與瑞典、丹麥、冰島以及挪威簽訂了一項合作備忘錄,旨在支持氫燃料電池車輛以及必要加氫基礎設施在這些區(qū)域的發(fā)展。2006年瑞典、挪威以及丹麥結(jié)成了斯堪的納維亞氫能高速公路合作伙伴關系,以此發(fā)展和連接這些地區(qū)的氫能項目,作為新型MoU的一部分,HKM將在這些地區(qū)推廣其燃料電池車輛,目標是成為世界FCEV車輛研發(fā)生產(chǎn)領域的領軍企業(yè)。丹麥哥本哈根承諾到2015年使用綠色車輛取代85%的城市官方車輛,并且希望到2025年時成為全球首個二氧化碳中立城市。政府已經(jīng)強制禁止市政車隊購買內(nèi)燃機車輛,表現(xiàn)了對燃料電池技術(shù)應用的渴望。戴姆勒公司向生產(chǎn)設施的建立邁出了重要一步,公司決定租用Ballard公司21,000平方英尺的生產(chǎn)空間,租期從2011年8月開始直至2019年。戴姆勒公司將在這里生產(chǎn)梅賽德斯-奔馳車用燃料電池。英國在2010年對其標志性車輛-倫敦黑色出租車進行了改造,包括IntelligentEnergy和蓮花公司在內(nèi)的幾家企業(yè)聯(lián)合參與了這項改造任務,它們將氫燃料電池整合到出租車之中,到2012年倫敦奧運會舉辦時,將有20臺這樣的氫能黑色出租車被制造出來。目前已經(jīng)有兩臺出租車出現(xiàn)在倫敦街道之上,其余車輛將在2011年陸續(xù)交付。另一種燃料電池替代車輛的推廣模式也已經(jīng)開始出現(xiàn),例如剛剛起步的英國Riversimple公司,該公司不打算將其生產(chǎn)的車輛銷售給消費者,只是以租賃的形式送到顧客手中,消費者需要支付每月326美元的租金以及每英里0.24美元的燃料費。Riversimple公司選擇萊斯特作為其氫燃料電池車的測試地區(qū)。這項為期12個月的測試工作將持續(xù)到2012年中期,共有30臺車輛參與了這個測試項目。公司還打算建立一個加氫站。如果測試工作順利進行,公司還打算在萊斯特建立一個年生產(chǎn)能力達到5,000臺的燃料電池車生產(chǎn)工廠。與物料搬運市場類似,燃料電池增程器也廣泛應用于輕型車輛,ProtonPowerSystems公司和沃爾沃公司目前正致力于這種裝置的研發(fā)。Proton公司與斯密斯電動車公司結(jié)成了合作伙伴關系,聯(lián)合研發(fā)用于現(xiàn)有電動車輛的燃料電池增程器。Proton公司把現(xiàn)有電動車輛生產(chǎn)制造商作為目標客戶,并且積極勸說使用內(nèi)燃機車的消費者轉(zhuǎn)向使用電動技術(shù),并且是安裝了可以顯著提升行駛能力的增程器的同類型電動車。沃爾沃公司與瑞典PowerCell公司(有瑞典能源機構(gòu)作為后盾)一道測試一款30千瓦增程器,評估其在PowerCell公司C30DRIVe電動車輛上的可行性。將燃料電池技術(shù)與電池動力技術(shù)整合到一起,可以增加電動車輛250千米行駛距離,沃爾沃公司希望在2012年推出測試用裝置。繼續(xù)專注于2015年FCEV車輛商業(yè)化指定日期,目前大量關于FCEV車輛基礎設施建造的公告給FuelCellToday帶來了極大的信心,如果能夠有效降低燃料電池車輛的生產(chǎn)成本并且擁有足夠的加氫基礎設施,那么FCEV車輛的商業(yè)化市場銷售則指日可待。據(jù)FuelCellToday估計,在燃料電池車輛商業(yè)化銷售初期將會有成千上萬臺車輛送到消費者手中,這些車輛將大量應用于基地車隊,在加氫站數(shù)量有限的情況下可以在特定區(qū)域內(nèi)行駛。隨著規(guī)模效益的逐步增加,未來加氫站的數(shù)量也會不斷增加,在此之后的數(shù)年時間內(nèi)氫能車輛將廣為公眾所接受,但是初期消費者的需求能力將遠遠低于生產(chǎn)能力。大巴燃料電池大巴市場是十分引人注目的,可以通過高調(diào)的方式向公眾介紹這種可行的交通運輸解決方案-燃料電池技術(shù)。燃料電池大巴的造價十分昂貴,世界范圍內(nèi)僅有少量產(chǎn)品推出,但它們也是為數(shù)不多的幾種可也在市場上購買到的燃料電池車輛之一。最值得注意的一個縮減燃料電池大巴生產(chǎn)成本的方法之一就是戴姆勒公司采用的模塊化組裝方法。兩臺B-Class車輛的F-CELL裝置集合應用于Citaro大巴的動力系統(tǒng)之中,從而可以與多個研發(fā)項目共同分擔研發(fā)成本。其他項目試圖利用規(guī)模效益杠桿協(xié)調(diào)采購燃料電池汽車的成本,但這些局限于那些可以獲得資金補助的地區(qū)。歐洲是一個很好的例子,目前CHIC(歐洲城市清潔氫能)項目是建立在先前CUTE(歐洲城市清潔的交通運輸)和HyFleet項目的基礎之上,CUTE項目計劃在歐洲分期引進氫燃料電池大巴車隊和相關配套基礎設施。CHIC項目實施的第一階段計劃在四個國家(英國倫敦、挪威奧斯陸、意大利米蘭和博爾扎諾以及瑞士阿爾高/圣加侖)引進26輛氫能大巴。在倫敦已經(jīng)有5臺氫能大巴投入使用,倫敦交通局從CHIC項目獲得了810萬美元的資金,未來這些資金將用于引進3臺RV1線路大巴。到2011年底,一旦所有8臺氫能大巴投入使用,整條RV1線路將全部由零排放燃料電池大巴提供客運服務。倫敦氫能合作伙伴(LondonHydrogenPartnership)也發(fā)布了一項氫能行動計劃,確保倫敦能夠引進更多的燃料電池大巴,其目標是到2012年倫敦道路用氫能車輛能夠達到150臺,包括轎車、廂式貨車、出租車、摩托車以及卡車。美國SunLine運輸公司推出了第六代燃料電池大巴,據(jù)公司稱這種新型車輛的重量明顯降低并且可靠性和操作性均有提高。公司自2002年開始啟用燃料電池大巴,同時還面向公眾開放加氫站。與公眾共享加氫站還可以使公司獲益,大巴使用者可以從日益增長的利用率和稅收中獲益,早期FCEV使用客戶還可以有一定數(shù)量的加氫站提供燃料。SunLine公司計劃進一步發(fā)展期燃料電池大巴車隊,其燃料電池混合動力大巴項目可以獲得聯(lián)邦運輸管理局、CALSTART公司、加州空氣資源委會(CARB)以及加州南海岸地區(qū)空氣質(zhì)量管理委員會聯(lián)合提供的資金。公司將與Ballard和英國宇航系統(tǒng)公司聯(lián)合研發(fā)這款40英尺大巴,并且計劃在2011年底推出商業(yè)產(chǎn)品。在美國以外的其他地區(qū),也有燃料電池大巴項目推出。ACTransit公司聲稱其燃料電池大巴車隊的運營里程已經(jīng)超過了250,000英里,與柴油大巴相比節(jié)約燃料比例超出65%。這款燃料電池大巴使用UTC公司的PureMotion型120燃料電池堆棧,兩輛大巴的運行時間已經(jīng)超過6000個小時,并且不需要更換電池組。加拿大惠斯勒舉辦的2010冬季奧運會啟用20臺燃料電池大巴。這些大巴由BCTransit公司提供,車輛所用燃料電池由Ballard公司提供,滿載燃料可運行300英里。不僅僅只有北美洲和歐洲地區(qū)研發(fā)燃料電池大巴。2010年新加坡推出了首個燃料電池大巴,并在青年奧林匹克運動會上使用。這款72座大巴由新加坡南洋理工大學和清華大學共同研發(fā)。2010年11月,空氣化工為廣州亞運會和亞洲殘奧會的50余臺氫燃料電池大巴提供氫燃料,這些大巴主要作為亞運會和殘奧會接送運動員和政府官員的班車使用。燃料電池大巴訂單的增長趨勢與備受矚目的大型活動的舉辦密切相關,這些訂單往往要求分批交貨,第一年的交貨量最多,在隨后的幾年內(nèi)都不會有車輛交付。目前全球燃料電池大巴市場還非常小,因此這種不穩(wěn)定的訂單是否可以促進車輛市場發(fā)展還難以確認。據(jù)FuelCellToday分析,近年來燃料電池的生產(chǎn)成本不斷降低并且耐久性持續(xù)增強,加之一些主要城市實施的低碳區(qū)域發(fā)展政策都鼓勵公共交通的低碳發(fā)展,而燃料電池大巴完全合乎這些標準的要求。其他運輸領域在用于物料搬運領域的裝置中,大巴和輕型車輛需求構(gòu)成該部門燃料電池出貨量的主要部分,大約占總需求量的75%,運輸部門還有很多其它項目,從軍用無人機和潛水器到燃料電池摩托車、火車、渡輪以及游艇。燃料電池可以為這些應用領域帶來現(xiàn)行技術(shù)所不能提供的效益。車輛行駛里程以及兩次燃料填充間隔時間的增加可以使所有消費者獲益,而低噪聲、低溫運轉(zhuǎn)特性又十分適用于軍事客戶。內(nèi)陸水道使用的船舶受到排放法案的嚴格限制而燃料電池可以滿足一切要求。IntelligentEnergy公司推出的鈴木Burgman燃料電池摩托車已經(jīng)獲得了歐盟頒發(fā)的整車型式認證證書(WVTA)。如果原型產(chǎn)品能夠通過ECWVTA驗證體系的測試,那么同等類型的車輛或組件將被批準在歐洲范圍內(nèi)商業(yè)化生產(chǎn)銷售,而且不需要進一步驗證。這一政策可以促進燃料電池摩托車在該地區(qū)全面實現(xiàn)商業(yè)化銷售。目前e-bikes的全球銷量迅速成長,有報道稱2009年e-bikes在中國的銷售量超過了2000萬臺,2010年歐洲和美國的銷售量分別為100萬和300,000臺。如果燃料電池e-bike以更具競爭力的價格進行銷售,那么它將為更多的客戶提供零排放出行,而且與電池動力車輛相比燃料填充時間短并且行駛能力更強。這是少數(shù)擁有發(fā)展成為巨大市場(按裝置出貨量劃分)潛力的運輸部門之一。燃料及其基礎設施由于各個燃料電池市場可以使用各種各樣的潛在燃料,例如固定式應用市場(甲烷、氫氣、沼氣)、便攜式應用市場(甲醇、氫氣、丁烷)和運輸市場(氫氣、軍事燃料、甲醇),因此想要建立一個通用的燃料填充網(wǎng)絡是不可能的。與之相反,那些新興應用部門和地區(qū)使用的燃料電池卻是最先進的。目前在便攜式應用領域,有一系列的燃料供這些裝置使用,包括氫、甲醇以及那些正處于發(fā)展階段的未來燃料(包括丁烷)。個別便攜式燃料電池生產(chǎn)制造商已經(jīng)為其生產(chǎn)的裝置建立了必須的燃料填充基礎設施,并且建立了配送機制,這些導致了行業(yè)中各種解決方案混雜不清。SFCEnergy公司就是一個很好的例子,公司已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)擁有1,000多家甲醇燃料盒零售商。氫能便攜式設備,例如Horizon燃料電池技術(shù)公司出售的那些裝置,都需要開發(fā)定造的燃料系統(tǒng)和基礎設施。除此之外,產(chǎn)品認證是至關重要的,尤其是那些沒有經(jīng)過特殊操作培訓的用戶,裝置系統(tǒng)的密封以及安全機制十分重要必須被包括在內(nèi)。固定式燃料電池部門有可能會實現(xiàn)較高的標準化,將燃料電池整合到現(xiàn)有基礎設施之中使用市政氣體供應管道,氫可以儲存于儲罐之中也可以通過管道運輸,或者制成液體燃料配送。裝置的裝配以及燃料填充也需要培訓專業(yè)人員,安全問題仍然是至關重要的,但是可以將這些危險發(fā)生的可能降到最小。在交通運輸部門,標準化將是燃料電池車輛成功實現(xiàn)商業(yè)化的必要因素。公共燃料電池汽車輛部署模式應參照現(xiàn)行內(nèi)燃機車輛的模式,所有車輛和燃料填充站都要使用標準化的配件。氫燃料的高壓配送與正常大氣壓力條件下的液體燃料泵送完全不同,同時這也是一個與眾不同的挑戰(zhàn),所以密封接口必須十分牢固,并且還要整合自動防故障裝置,符合安全條例要求。2010年ITMPower公司在英國高調(diào)推出氫能實地測試(HOST)項目。在倫敦的斯坦斯特德機場舉行了項目啟動發(fā)布會,本次活動吸引了300余人參加,包括投資者、分析家、政府代表、工業(yè)和媒體工作人員。啟動項目包括HFuel燃料填充系統(tǒng)的驗證,該裝置可使用電網(wǎng)電力全自動運轉(zhuǎn),自來水可以在裝置內(nèi)部得到凈化。HFuel裝置將與福特氫內(nèi)燃機廂式貨車共同測試,氫使用壓力為35兆帕。德國被視為氫能基礎設施實施的關鍵地區(qū)之一。到2015年預計將有成千上萬臺FCEV車輛行駛于德國或其他歐洲地區(qū)。這些并不是市場極大發(fā)展帶來的成果,而是限量提供給特定客戶的基地車隊。德國計劃在全國范圍內(nèi)建立加氫基礎設施,以此吸引燃料電池車量進入該地區(qū),并最終連接斯堪的納維亞計劃建立的氫能高速公路。日本一直致力于加氫站的建立,一些石油和燃氣公司已經(jīng)聲稱打算建立100個加氫站。日本JXNippon石油和能源公司、出光興產(chǎn)株式會社以及東京燃氣公司已經(jīng)與汽車生產(chǎn)制造商結(jié)成合作伙伴關系,并計劃在東京、名古屋、大阪以及福岡地區(qū)建立加氫站。在北美洲,其他一些地區(qū)也熱衷于引進燃料電池車輛,一些美國州政府正致力于發(fā)展壯大其加氫站網(wǎng)絡。因為間隔距離很遠,所以最初這些加氫站也許不會聯(lián)系在一起,但是隨著燃料電池車輛的投入使用,這些加氫站會連接起來成為一個全國性的系統(tǒng)。在美國東、西海岸一些項目已經(jīng)進入實施階段,加州計劃到2011年底面向公眾開放20個加氫站。夏威夷打算使用現(xiàn)有國內(nèi)天然氣輸送管道運送氫燃料,并在選定的戰(zhàn)略地點設置加氫站為燃料電池車輛提供燃料。目前世界范圍內(nèi)使用的大部分氫是通過天然氣重整制得,如果燃料電池車輛使用這種氫燃料,那么它們就不是真正意義上的零排放車輛。雖然所有氫燃料電池車輛沒有尾氣排放,但是考慮燃料的來源也是十分重要的,也稱之為“油井-車輪”排放計算。如果使用重整沼氣制得的氫燃料,以“油井-車輪”概念計算,當用于FCEV車輛時與傳統(tǒng)汽油車輛相比其碳排放量可以降低50%。想要使燃料電池車輛真正實現(xiàn)零排放,氫燃料必須是利用可再生能源制得,例如使用風能或者太陽能制氫。SunHydro公司的子公司ProtonOnSite一直致力于在美國東海岸沿線的8個州中建立太陽能加氫站。目前公司正與國際汽車換油協(xié)會(AOCA)洽談合作事宜,計劃在AOCA的部分快速換油中心建立加氫站,并最終在建立遍布全國的加氫站網(wǎng)絡。目前一些固定式裝置都是使用生物沼氣作為燃料,以此降低甲醇動力高溫燃料電池的整體排放水平。在生物沼氣生產(chǎn)制造地點或者臨近地區(qū)安裝燃料電池裝置可以簡單實現(xiàn)上述想法,這也是FuelCellEnergy公司在加州的一些項目所選擇的方法之一。其它一不容易獲得生物沼氣燃料的消費者選擇了另一種方法,那就是向氣體供應商購買生物沼氣,后者可以通過天然氣配送管道輸送沼氣。這樣一來不但可以刺激對生物沼氣生產(chǎn)的投資同時還可以加速清潔CHP技術(shù)的發(fā)展。上述方法也為燃料電池裝置更好的利用現(xiàn)有加氫基礎設施作出了典范,以廢氫、沼氣和天然氣為主要例證。決定氫燃料電池普及使用的關鍵是未來加氫基礎設施的引進。所有地區(qū)已經(jīng)開始的項目都需要解決這一問題,使氫燃料供應能夠與2015年燃料電池車輛的商業(yè)推廣同步。區(qū)域發(fā)展本篇報告的區(qū)域發(fā)展分析將燃料電池對這些區(qū)域的影響看做是一個整體,包括行業(yè)協(xié)會、合作項目、津貼以及政府資金的改變。FuelCellToday通過觀察地區(qū)應用出貨量發(fā)現(xiàn),歐洲自2009年以來一直是燃料電池技術(shù)應用的領軍地區(qū),并且受到教育用燃料電池裝置銷售的引導。北美州和亞洲則分列第二、第三位,F(xiàn)uelCellToday估計這種趨勢計將在2011年得以延續(xù)。從裝置應用總兆瓦數(shù)來看,在過去的五年時間里北美州和亞洲一直處于領先位置,固定式裝置在這些地區(qū)占有絕對優(yōu)勢,自2007年以來這種裝置的安裝數(shù)數(shù)至少占總數(shù)的85%。過去5年時間內(nèi)所有地區(qū)的燃料電池出貨量均有所增加FuelCellToday希望看到所有地區(qū)的燃料電池技術(shù)應用持續(xù)增長勢頭仍然會繼續(xù)下去。例如那些應用于物料搬運和UPS領域的燃料電池技術(shù),到目前為止在美國得到了廣泛的應用,也已經(jīng)引入其它地區(qū),micro-CHP系統(tǒng)在亞洲十分流行目前也已經(jīng)引入歐洲地區(qū)。燃料電池市場可以提供真正意義上的全球服務,它們的潛力可以應用于所有地區(qū)。歐洲英國氫能和燃料電池協(xié)會成立于2007年7月,是英國燃料電池和英國氫能協(xié)會合并后組成的組織。這個新型產(chǎn)業(yè)機構(gòu)提出了一個共同的愿望,倡導為英國氫能源和燃料電池的發(fā)展提供積極的社會、政治和經(jīng)濟環(huán)境。會員包括燃料電池和氫能公司,同時也包括許多利益相關者,從能源公共事業(yè)公司到組件開發(fā)商和燃料供應商。2010年4月英國政府宣布對家庭住宅micro-CHP裝置實施電價補貼政策,包括CeresPower公司目前正處于驗證階段的燃料電池micro-CHP裝置。這一政策的目的是鼓勵低碳技術(shù)的使用。在新型稅收政策的指導下,安裝了燃料電池micro-CHP產(chǎn)品的家庭會獲得為期十年的發(fā)電補助,補助金額為0.16美元/千瓦時,除此之外,個人家庭生產(chǎn)的剩余電量如果反饋到國家電網(wǎng)之中這些電量會獲得0.05美元/千瓦時的額外補助。2011年6月,英國政府宣布向氫能和燃料電池技術(shù)研發(fā)項目追加1220萬美元的投資經(jīng)費,旨在加強英國在這些技術(shù)領域的能力并以此吸引國際投資。資金將用來加速低碳能源和燃料電池技術(shù)在交通運輸領域的應用,并由英國技術(shù)戰(zhàn)略委員會(TSB)以示范項目的形式推出。2012年1月TSB的計劃(氫和燃料電池:完全系統(tǒng)集成與驗證)將舉行公開競爭大會,各個參與者將公開競爭計劃資金。歐盟委員會的燃料電池和氫能共同事業(yè)組織也舉行了2010年建議書召集活動,項目預算資金高達1.278億美元,分配給2010年10月提交的各項目。與此同時在歐洲,H2Mobility計劃將繼續(xù)推進,旨在建立必需的氫能基礎設施,以便到2015年時能夠滿足初期燃料電池車隊的燃料需求。項目與麥肯錫公司有著密切的合作,已經(jīng)在計劃參與者處收集了大量的數(shù)據(jù),還出版了一份標題為“歐洲動力系統(tǒng)投資組合-以事實為基礎的分析”的報告免費提供給公眾。報告發(fā)現(xiàn),電池電動車、可充電式混合動力車以及FCEV車輛組合能夠?qū)崿F(xiàn)減排目標,即到2050年減少車輛尾氣排放量的80%,從2025年開始這些總成本不同的交通工具所有權(quán)將逐漸集中,并且不會出現(xiàn)嚴重阻礙這些交通工具商業(yè)化發(fā)展的障礙。H2MOVES是眾所周知的一個大型FCEV驗證項目,在挪威首都奧斯陸啟動。項目計劃從戴姆勒和菲亞特公司引進17臺最為先進的FCEV車輛,并且由H2Logic公司(丹麥)負責在奧斯陸地區(qū)建立加氫站。這是斯堪的納維亞地區(qū)推出的的首個交通運輸領域氫能商業(yè)化促進項目,并且還可以連接臨近德國地區(qū)的加氫站。該項目預算資金高達2800萬美元,資金主要由公司、歐盟組織以及挪威和丹麥的國家基金提供。2011年,將有10臺戴姆勒公司的梅賽德斯-奔馳B-ClassF-CELL、2臺菲亞特公司(意大利)的阿爾法-羅密歐MiTo燃料電池車以及5臺安裝了H2Logic燃料電池增程器的電動車輛供奧斯陸日常使用。H2Logic公司承建的加氫站H2Logic公司將在奧斯陸設計建造一個加氫站,將購買的接口完全整合到供氫系統(tǒng)之中。這個加氫站將遵守最新國際氫燃料添加標準SAEJ2601,確保能夠在幾分鐘時間內(nèi)安全、快速加氫,并且還將氫氣現(xiàn)場生產(chǎn)與卡車運輸結(jié)合起來。Norwegianelectricity公司90%的產(chǎn)品都是使用可再生的水能和風能制得,公司將會為這個加氫站提供制氫燃料。2010至2012年間,歐盟與韓國簽訂了自由貿(mào)易協(xié)定(FTA),該協(xié)定降低了兩國之間商品貿(mào)易往來的關稅和進出口稅。兩國均對燃料電池技術(shù)的發(fā)展十分感興趣,這一新協(xié)定的簽署將為雙方帶來新的并且明顯優(yōu)于其他國家的商業(yè)機遇。這一協(xié)議的簽訂使歐盟企業(yè)獲益頗多,最主要的收益是削減了進出口關稅。歐盟出口商每年需要向韓國政府支付高達23億美元的稅款。在協(xié)議生效的第一天就免除了12億美元的關稅,并且隨著時間的推移削減力度會逐漸增加。而潛在的收益會更大一些,由于FTA的實施生效歐盟與韓國之間的貿(mào)易往來將不斷擴張??傮w來說,歐洲仍然是頗具前景的燃料電池應用地區(qū),燃料電池的應用受到政府政策和激勵措施的大力支持。固定式和便攜式燃料電池的商業(yè)推出可以幫助其占領早期市場,并向公眾證實這種技術(shù)的多種應用能力。北美洲2010年底,美國燃料電池委員會以及國家氫能協(xié)會聲稱將會聯(lián)合協(xié)作加速燃料電池和氫能技術(shù)的商業(yè)化。燃料電池和氫能協(xié)會(FCHEA)自組建以來花費大量精力游說政府為燃料電池和氫能技術(shù)提供發(fā)展資金。FCHEA的全部成員代表了整個燃料電池和氫能技術(shù)供需鏈,協(xié)會總部設在華盛頓特區(qū)。燃料電池系統(tǒng)在美國境內(nèi)得到了政府的認證,符合國家安全、操作性能以及排放標準。UTCPower和FuelCellEnergy公司的產(chǎn)品均在這一年獲得了ANSI/CSAFC-1認證,并且擁有固定的客戶和擔保公司,這些燃料電池裝置可以滿足一切設計、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、安全以及操作要求,并且可以安全的連入現(xiàn)有能源基礎設施。這一認證的獲得可以幫助兩家公司降低燃料電池安裝成本、減少安裝消耗時間,還可以幫助產(chǎn)品獲得地方檢察人員的批準,增加清潔能源補助資金。而所有這些都是燃料電池商業(yè)擴展的必要因素。與此同時這兩家公司還獲得了加州空氣資源委員會(CARB)的認可,該組織制定的排放標準是美國境內(nèi)最為嚴格的。CARB還建立了分布式發(fā)電(DG)認證計劃,允許電氣技術(shù)制造商在其產(chǎn)品未在加州境內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)

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