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标题: 介绍燃料电池电动汽车…… [打印本页]

作者: jsy 时间: 2006-9-9 23:37
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

关于燃料电池发电技术调研报告
孔宪文1，桂敏言1，冯玉全2
1.辽宁电力科学研究院，辽宁沈阳 110006；2. 辽宁省电力有限公司，辽宁沈阳110006）
摘要：本文概述了燃料电池的工作特点和原理，介绍了发电系统的组成、国内外的研究现状，对我国应用燃料电池发电的资源条件进行了评估，展望了这一技术在电力系统的应用前景、将对电力系统产生的重要影响，它将使传统的电力系统产生重大的变革，它会使电力系统更加安全、经济。最后提出了发展燃料电池发电的具体建议。
关键词：燃料电池发电电网调峰
1．引言
能源是经济发展的基础，没有能源工业的发展就没有现代文明。人类为了更有效地利用能源一直在进行着不懈的努力。历史上利用能源的方式有过多次革命性的变革，从原始的蒸汽机到汽轮机、高压汽轮机、内燃机、燃气轮机，每一次能源利用方式的变革都极大地推进了现代文明的发展。
随着现代文明的发展，人们逐渐认识到传统的能源利用方式有两大弊病。一是储存于燃料中的化学能必需首先转变成热能后才能被转变成机械能或电能，受卡诺循环及现代材料的限制，在机端所获得的效率只有33~35%，一半以上的能量白白地损失掉了；二是传统的能源利用方式给今天人类的生活环境造成了巨量的废水、废气、废渣、废热和噪声的污染。对于发电行业来说，虽然采用的技术在不断地升级，如开发出了超高压、超临界、超超临界机组，开发出了流化床燃烧和整体气化联合循环发电技术，但这种努力的结果是：机组规模巨大、超高压远距离输电、投资上升，到用户的综合能源效率仍然只有35%左右，大规模的污染仍然没有得到根本解决。多年来人们一直在努力寻找既有较高的能源利用效率又不污染环境的能源利用方式。这就是燃料电池发电技术。
1839年英国的Grove发明了燃料电池，并用这种以铂黑为电极催化剂的简单的氢氧燃料电池点亮了伦敦讲演厅的照明灯。1889年Mood和Langer首先采用了燃料电池这一名称，并获得200mA/m2电流密度。由于发电机和电极过程动力学的研究未能跟上，燃料电池的研究直到20世纪50年代才有了实质性的进展，英国剑桥大学的Bacon用高压氢氧制成了具有实用功率水平的燃料电池。60年代，这种电池成功地应用于阿波罗(Appollo)登月飞船。从60年代开始，氢氧燃料电池广泛应用于宇航领域，同时，兆瓦级的磷酸燃料电池也研制成功。从80年代开始，各种小功率电池在宇航、军事、交通等各个领域中得到应用。
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）及质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。燃料电池不受卡诺循环限制，能量转换效率高，洁净、无污染、噪声低，模块结构、积木性强、比功率高，既可以集中供电，也适合分散供电。
大型电站，火力发电由于机组的规模足够大才能获得令人满意的效率，但装有巨型机组的发电厂又受各种条件的限制不能贴进用户，因此只好集中发电由电网输送给用户。但是机组大了其发电的灵活性又不能适应户户的需要，电网随用户的用电负荷变化有时呈现为高峰，有时则呈现为低谷。为了适应用电负荷的变化只好备用一部分机组或修建抽水蓄能电站来应急，这在总体上都是以牺牲电网的效益为代价的。传统的火力发电站的燃烧能量大约有近70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上，燃烧时还会排放大量的有害物质。而使用燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，没有转动部件，理论上能量转换率为100%，装置无论大小实际发电效率可达40%～60%，可以实现直接进入企业、饭店、宾馆、家庭实现热电联产联用，没有输电输热损失，综合能源效率可达80%，装置为集木式结构，容量可小到只为手机供电、大到和目前的火力发电厂相比，非常灵活。
燃料电池被称为是继水力、火力、核能之后第四代发电装置和替代内燃机的动力装置。国际能源界预测，燃料电池是21世纪最有吸引力的发电方法之一。我国人均能源资源贫乏，在目前电网由主要缺少电量转变为主要缺少系统备用容量、调峰能力、电网建设滞后和传统的发电方式污染严重的情况下，研究和开发微型化燃料电池发电具有重要意义，这种发电方式与传统的大型机组、大电网相结合将给我国带来巨大的经济效益。

作者: jsy 时间: 2006-9-9 23:38
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2. 燃料电池的特点与原理
由于燃料电池能将燃料的化学能直接转化为电能，因此，它没有像通常的火力发电机那样通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化，可以避免中间的转换的损失，达到很高的发电效率。同时还有以下一些特点：
l 不管是满负荷还是部分负荷均能保持高发电效率；
不管装置规模大小均能保持高发电效率；
具有很强的过负载能力；
通过与燃料供给装置组合的可以适用的燃料广泛；
发电出力由电池堆的出力和组数决定，机组的容量的自由度大；
电池本体的负荷响应性好，用于电网调峰优于其他发电方式；
用天然气和煤气等为燃料时，NOX及SOX等排出量少，环境相容性优。
如此由燃料电池构成的发电系统对电力工业具有极大的吸引力。
燃料电池按其工作温度是不同，把碱性燃料电池（AFC，工作温度为100℃）、固体高分子型质子膜燃料电池（PEMFC，也称为质子膜燃料电池，工作温度为100℃以内）和磷酸型燃料电池（PAFC，工作温度为200℃）称为低温燃料电池；把熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC，工作温度为650℃）和固体氧化型燃料电池（SOFC，工作温度为1000℃）称为高温燃料电池，并且高温燃料电池又被称为面向高质量排气而进行联合开发的燃料电池。另一种分类是按其开发早晚顺序进行的，把PAFC称为第一代燃料电池，把MCFC称为第二代燃料电池，把SOFC称为第三代燃料电池。这些电池均需用可燃气体作为其发电用的燃料。
燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。这里以氢-氧燃料电池为例来说明燃料电池的基本工作原理。
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氢-氧燃料电池反应原理
这个反映是电觧水的逆过程。电极应为：
负极： H2 + 2OH- →2H2O + 2e-
正极： 1/2O2 + H2O + 2e- →2OH-
电池反应：H2 + 1/2O2==H2O

作者: jsy 时间: 2006-9-9 23:45
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另外，只有燃料电池本体还不能工作，必须有一套相应的辅助系统，包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。
燃料电池通常由形成离子导电体的电解质板和其两侧配置的燃料极（阳极）和空气极（阴极）、及两侧气体流路构成，气体流路的作用是使燃料气体和空气（氧化剂气体）能在流路中通过。
在实用的燃料电池中因工作的电解质不同，经过电解质与反应相关的离子种类也不同。PAFC和PEMFC反应中与氢离子（H+）相关，发生的反应为：
燃料极：H2 =2H+ + 2e- （1）
空气极：2H+ + 1/2O2 +2e-= H2O （2）
全体：H2+1/2O2 = H2O （3）

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氢氧燃料电池组成和反应循环图

作者: jsy 时间: 2006-9-9 23:55
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在燃料极中，供给的燃料气体中的H2 分解成H+ 和e- ，H+ 移动到电解质中与空气极侧供给的O2发生反应。e- 经由外部的负荷回路，再反回到空气极侧，参与空气极侧的反应。一系例的反应促成了e- 不间断地经由外部回路，因而就构成了发电。并且从上式中的反应式（3）可以看出，由H2 和O2 生成的H2O ，除此以外没有其他的反应，H2 所具有的化学能转变成了电能。但实际上，伴随着电极的反应存在一定的电阻，会引起了部分热能产生，由此减少了转换成电能的比例。
引起这些反应的一组电池称为组件，产生的电压通常低于一伏。因此，为了获得大的出力需采用组件多层迭加的办法获得高电压堆。组件间的电气连接以及燃料气体和空气之间的分离，采用了称之为隔板的、上下两面中备有气体流路的部件，PAFC和PEMFC的隔板均由碳材料组成。堆的出力由总的电压和电流的乘积决定，电流与电池中的反应面积成比。
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单电极组装示意图
PAFC的电解质为浓磷酸水溶液，而PEMFC电解质为质子导电性聚合物系的膜。电极均采用碳的多孔体，为了促进反应，以Pt作为触媒，燃料气体中的CO将造成中毒，降低电极性能。为此，在PAFC和PEMFC应用中必须限制燃料气体中含有的CO 量，特别是对于低温工作的PEMFC更应严格地加以限制。
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磷酸型燃料电池基本组成和反应原理
磷酸燃料电池的基本组成和反应原理是：燃料气体或城市煤气添加水蒸气后送到改质器，把燃料转化成H2、CO和水蒸气的混合物，CO和水进一步在移位反应器中经触媒剂转化成H2和CO2。经过如此处理后的燃料气体进入燃料堆的负极(燃料极)，同时将氧输送到燃料堆的正极(空气极)进行化学反应，借助触媒剂的作用迅速产生电能和热能。
相对PAFC和PEMFC，高温型燃料电池MCFC和SOFC则不要触媒，以CO为主要成份的煤气化气体可以直接作为燃料应用，而且还具有易于利用其高质量排气构成联合循环发电等特点。
MCFC主构成部件。含有电极反应相关的电解质（通常是为Li与K混合的碳酸盐）和上下与其相接的2块电极板（燃料极与空气极），以及两电极各自外侧流通燃料气体和氧化剂气体的气室、电极夹等，电解质在MCFC约600~700℃ 的工作温度下呈现熔融状态的液体，形成了离子导电体。电极为镍系的多孔质体，气室的形成采用抗蚀金属。
MCFC工作原理。空气极的O2（空气）和CO2 与电相结合，生成CO23- （碳酸离子），电解质将CO23-移到燃料极侧，与作为燃料供给的H+ 相结合，放出e-，同时生成H2O和CO2 。化学反应式如下：
燃料极：H2 + CO23- = H2O+2e- + CO2 （4）
空气极：CO2 + 1/2O2 +2e-=CO23- （5）
全体：H2 + 1/2O2 =H2O （6）
在这一反应中，e- 同在PAFC中的情况一样，它从燃料极被放出，通过外部的回路反回到空气极，由e- 在外部回路中不间断的流动实现了燃料电池发电。另外，MCFC的最大特点是，必须要有有助于反应的CO23-离子，因此，供给的氧化剂气体中必须含有碳酸气体。并且，在电池内部充填触媒，从而将作为天然气主成份的CH4 在电池内部改质，在电池内部直接生成H2 的方法也已开发出来了。而在燃料是煤气的情况下，其主成份CO 和H2O反应生成H2，因此，可以等价地将CO作为燃料来利用。为了获得更大的出力，隔板通常采用Ni和不锈钢来制作。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 00:00
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SOFC是以陶瓷材料为主构成的，电解质通常采用ZrO2 (氧化锆)，它构成了O2- 的导电体Y 2O3 （氧化钇）作为稳定化的YSZ（稳定化氧化锆）而采用。电极中燃料极采用Ni与YSZ复合多孔体构成金属陶瓷，空气极采用LaMnO3 (氧化镧锰)。隔板采用LaCrO3 (氧化镧铬)。为了避免因电池的形状不同，电解质之间热膨胀差造成裂纹产生等，开发了在较低温度下工作的SOFC。电池形状除了有同其他燃料电池一样的平板型外，还有开发出了为避免应力集中的圆筒型。SOFC的反应式如下：
燃料极：H2 + O2- = H2O + 2e- （7）
空气极：1/2O2 + 2e- =O2- （8）
全体：H2 + 1/2O2 =H2O （9）
燃料极，H2 经电解质而移动，与O2- 反应生成H2O和e-。空气极由O2和e- 生成O2-。全体同其他燃料电池一样由H2 和O2 生成H2O。在SOFC中，因其属于高温工作型，因此，在无其他触媒作用的情况下即可直接在内部将天然气主成份CH4 改质成H2 加以利用，并且煤气的主要成份CO可以直接作为燃料利用。
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表1 燃料电池的分类
类型磷酸型燃料电池          熔融碳酸盐型燃料电池       固体氧化物型燃料电池       质子交换膜燃料电池
      （PAFC）                   （MCFC）                   （SOFC）                   （PEMFC）

燃料煤气、天然气、甲醇等    煤气、天然气、甲醇等          煤气、天然气、甲醇等       纯H2、天然气

电解质磷酸水溶液                KliCO3溶盐                   ZrO2-Y2O3(YSZ)          离子(Na离子)

电极多孔质石墨             多孔质镍                   Ni-ZrO2金属陶瓷             多孔质石墨或Ni
阳极 (Pt催化剂)             (不要Pt催化剂)             (不要Pt催化剂)                (Pt催化剂)
阴极含Pt催化剂+多孔质石墨    多孔NiO（掺锂）             LaXSr1-XMn(Co)O3          多孔质石墨或Ni
      +Tefion                                                                            (Pt催化剂)
工作       ~200℃                ~650℃                      800~1000℃                ~100℃
温度
近20多年来，燃料电池经历了碱性、磷酸、熔融碳酸盐和固体氧化物等几种类型的发展阶段，燃料电池的研究和应用正以极快的速度在发展。AFC已在宇航领域广泛应用，PEMFC已广泛作为交通动力和小型电源装置来应用，PAFC作为中型电源应用进入了商业化阶段，MCFC也已完成工业试验阶段，起步较晚的作为发电最有应用前景的SOFC已有几十千瓦的装置完成了数千小时的工作考核，相信随着研究的深入还会有新的燃料电池出现。
美日等国已相继建立了一些磷酸燃料电池电厂、熔融碳酸盐燃料电池电厂、质子交换膜燃料电池电厂作为示范。日本已开发了数种燃料电池发电装置供公共电力部门使用，其中磷酸燃料电池（PAFC）已达到"电站"阶段。已建成兆瓦级燃料电池示范电站进行试验，已就其效率、可运行性和寿命进行了评估，期望应用于城市能源中心或热电联供系统。日本同时建造的小型燃料电池发电装置，已广泛应用于医院、饭店、宾馆等。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 00:34
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3．燃料电池发电系统
3.1. 利用天然气的发电系统
MCFC需要供给的燃料气体是H2，它可由天然气中的CH4 改质生成，其反应在改质器中进行。改质器出口的温度为600℃，符合MCFC的工作温度，可以原样直接输送到燃料极侧。
另一方面，空气极侧需要的O2通过空气压缩机供给。另一个反应因素CO2，空气极侧反应等量地再利用发电时燃料极产生的CO2。除了有CO2 外，燃料极排出气体还含有未反应的可燃成份，一起输送到改质器的燃烧器侧，天然气改质所必需的热量就由该燃烧热供给。这种情况下，排出的燃料气体会含有过多的H2O，将影响发热量，为此通常是先将排出燃料气体冷却，将水份滤去后再输送到改质器的燃烧侧。从改质器燃烧侧出来的气体与来自压缩机的空气相混合后供给空气极侧。
实际的电池因内部存在电阻会发热，故通过在空气极侧中流过的大量氧化气体（阴极气体，即含有O2、CO2 的气体）来除去其发生的热。通常是按600℃供给的气体在700℃下排出，这一指标可通过在空气极侧进行流量调整来控制，为此采用阴极气体的再循环，即，空气极侧供给的气体为以改质器燃烧排气与部分空气极侧排出气体的混合体，为了保持电池入口和出口的温度为最佳温度，可将再循环流量与外部供给的空气流量一起调整。
来自空气极侧的排气为高温，送入最终的膨胀式透平，进行动力回收，作为空气压缩动力而应用。剩余的动力，由发电机发电回收，从而可以提高整套系统的效率。另外，天然气改质所必需的H2O（水蒸汽）可从排出的燃料气体中回收的H2O来供给。
这种系统的效率可达55~60%。在整套出力中MCFC发电量份额占90%。绝大部分的发电量是由MCFC生产的。如果考虑到排气形成的动力回收和若干的附加发电，广义上也可以称为联合发电。
在使用PAFC的情况下，若以煤炭为燃料发电时就不容易了，采用天然气时，其构成类似于MCFC机组，基本上是由电池本体发电。原因是PAFC排出气体温度较低，与其进行附加发电不如作为热电联产电源。
SOFC能和较高温度的排气体构成附加发电系统，由于SOFC不需要CO2 的再循环等，结构简单，其发电效率可以达到50~60%。
3.2 利用煤炭的发电系统
以MCFC为例进行介绍。煤炭需经煤气化装置生成作为MCFC可用燃料的CO及H2，并在进入 MCFC前除去其中含有的杂质（微量的杂质就会构成对MCFC的恶劣影响），这种供给MCFC精制煤气，其压力通常高于MCFC的工作压力，在进入MCFC供气前先经膨胀式涡轮机回收其动力。涡轮机出口气体，经与部分来自燃料极（阳极）排出的高温气体（约700℃）相混合，调整为对电池的适宜温度（约600℃）。该阳极气体的再循环是，将排出的燃料气体中所含的未反应的燃料成分返回入口加以再利用，借以达到提高燃料的利用率。向空气极侧供给O2和CO2是通过空气压缩机输出的空气和排出燃料气体相混合来完成的。但是，碳酸气是采用触媒燃烧器将未燃的H2 及CO变换成H2O和CO2后供给的。
实际的燃料电池，内部电阻会发热，将通过在空气极侧流过的大量的氧化剂气体（阴极气体，即含有O2和CO2的气体）而除去。通常通过调整空气极侧的流量，把以600℃供给的气体在700℃排出。为此采用了阴极气体再循环，使空气极侧的排气形成约700℃的高温。因此，在这个循环回路中设置了热交换器，将气体温度冷却到600℃，形成电池入口适宜的温度，与来自触媒燃烧器的供给气体相混合。空气极侧的出入口温度，取决于再循环和来自压缩机的供给空气流量和再循环回路中的热交换量。
排热回收系统（末级循环），是由利用空气极侧排气的膨胀式涡轮机和利用蒸汽的汽轮机发电来构成。膨胀式涡轮机与压缩机的相组合，其剩余动力用于发电。蒸汽是由来自其下流的热回收和煤气化装置以及阴极气体再循环回路中的蒸汽发生器之间的组合产生，形成汽水循环。
这种机组的发电效率，因煤气化方式和煤气精制方式等的不同而有若干差异。利用煤系统SOFC其构成是复杂的。但若用管道气就简单多了，主要的是采用煤炭气化系统造成的，其效率为45~55%。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 00:36
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4．我国燃料电池的发展状况
我国的燃料电池研究始于1958年，原电子工业部天津电源研究所最早开展了MCFC的研究。70年代在航天事业的推动下，中国燃料电池的研究曾呈现出第一次高潮。其间中国科学院大连化学物理研究所研制成功的两种类型的碱性石棉膜型氢氧燃料电池系统（千瓦级AFC）均通过了例行的航天环境模拟试验。1990年中国科学院长春应用化学研究所承担了中科院PEMFC的研究任务，1993年开始进行直接甲醇质子交换膜燃料电池（DMFC）的研究。电力工业部哈尔滨电站成套设备研究所于1991年研制出由7个单电池组成的MCFC原理性电池。"八五"期间，中科院大连化学物理研究所、上海硅酸盐研究所、化工冶金研究所、清华大学等国内十几个单位进行了与SOFC的有关研究。到90年代中期，由于国家科技部与中科院将燃料电池技术列入"九五"科技攻关计划的推动，中国进入了燃料电池研究的第二个高潮。质子交换膜燃料电池被列为重点，以大连化学物理研究所为牵头单位，在中国全面开展了质子交换膜燃料电池的电池材料与电池系统的研究，并组装了多台百瓦、1kW-2kW、5kW和25kW电池组与电池系统。5kW电池组包括内增湿部分其重量比功率为100W/kg，体积比功率为300W/L。
我国科学工作者在燃料电池基础研究和单项技术方面取得了不少进展，积累了一定经验。但是，由于多年来在燃料电池研究方面投入资金数量很少，就燃料电池技术的总体水平来看，与发达国家尚有较大差距。我国有关部门和专家对燃料电池十分重视，1996年和1998年两次在香山科学会议上对我国燃料电池技术的发展进行了专题讨论，强调了自主研究与开发燃料电池系统的重要性和必要性。近几年我国加强了在PEMFC方面的研究力度。
2000年大连化学物理研究所与中科院电工研究所已完成30kW车用用燃料电池的全部试验工作。北京富原公司也宣布，2001年将提供40kW的中巴燃料电池，并接受订货。科技部副部长徐冠华一年前在EVS16 届大会上宣布，中国将在 2000 年装出首台燃料电池电动车。我国燃料电池的研究工作已表明：1.中国的质子交换膜燃料电池已经达到可以装车的技术水平；2.大连化学物理研究所的质子交换膜燃料电池是具有我国自主知识产权的高技术成果；3.在燃料电池研究方面我国可以与世界发达国家进行竞争，而且在市场份额方面，我国可以并且有能力占有一定比例。
但是我国在PAFC、MCFC、SOFC的研究方面还有较大的差距，目前仍处于研制阶段。
此前参与燃料电池研究的有关概况如下：
4.1. PEMFC的研究状况
我国最早开展PEMFC研制工作的是长春应用化学研究所，该所于1990年在中科院扶持下开始研究PEMFC，工作主要集中在催化剂、电极的制备工艺和甲醇外重整器的研制,已制造出100W PEMFC样机。1994年又率先开展直接甲醇质子交换膜燃料电池的研究工作。该所与美国CaseWesternReserve大学和俄罗斯氢能与等离子体研究所等建立了长期协作关系。
中国科学院大连化学物理所于1993年开展了PEMFC的研究,在电极工艺和电池结构方面做了许多工作，现已研制成工作面积为140cm2的单体电池，其输出功率达0.35W /cm2。
清华大学核能技术设计院1993年开展了PEMFC的研究,研制的单体电池在0.7V时输出电流密度为100mA/cm2，改进石棉集流板的加工工艺，并提出列管式PEMFC的设计，该单位已与德国Karlsrube研究中心建立了一定的协作关系。
天津大学于1994年在国家自然科学基金会资助下开展了PEMFC的研究，主要研究催化剂和电极的制备工艺。
复旦大学在90年代初开始研制直接甲醇PEMFC，主要研究聚苯并咪唑膜的制备和电极制备工艺。
厦门大学近年来与香港大学和美国的CaseWesternReserve大学合作开展了直接甲醇PEMFC的研究。
1994年，上海大学与北京石油大学合作研究PEMFC("八五"攻关项目)，主要研究催化剂、电极、电极膜集合体的制备工艺。
北京理工大学于1995年在兵器工业部资助下开始了PEMFC的研究，目前单体电池的电流密度为150mA/cm2。
中国科学院工程热物理研究所于1994年开始研究PEMFC，主营使用计算传热和计算流体力学方法对各种供气、增湿、排热和排水方案进行比较，提出改进的传热和传质方案。
天津电源研究所1997年开始PEMFC的研究,拟从国外引进1.5kW的电池，在解析吸收国外先进技术的基础上开展研究。
华南理工大学于1997年初在广东省佛山基金资助下开展了PEMFC的研究，与国家科委电动车示范区建设相配合作了一定的研究工作。其天然气催化转化制一氧化碳和氢气的技术现已申请国家发明专利。
中科院电工研究所最近开展了电动车用PEMFC系统工程和运行模式研究，拟与有色金属研究院合作研究PEMFC/光伏电池(制氢)互补发电系统和从国外引进PEMFC装置。
1995年北京富原公司与加拿大新能源公司合作进行PEMFC的研制与开发，5kW的PEMFC样机现已研制成功并开始接受订货。
4.2. MCFC的研究简况
国内开展MCFC研究的单位不太多。哈尔滨电源成套设备研究所在80年代后期曾研究过MCFC，90年代初停止了这方面的研究工作。
1993年中国科学院大连化学物理研究所在中国科学院的资助下开始了MCFC的研究，自制LiAlO2微粉，用冷滚压法和带铸法制备出MCFC用的隔膜，组装了单体电池，其性能已达到国际80年代初的水平。
90年代初，中国科学院长春应用化学研究所也开始了MCFC的研究，在LiAlO2微粉的制备方法研究和利用金属间化合物作MCFC的阳极材料等方面取得了很大进展。
北京科技大学于90年代初在国家自然科学基金会的资助下开展了MCFC的研究，主要研究电极材料与电解质的相互作用，提出了用金属间化合物作电极材料以降低它的溶解。
中国科学院上海冶金研究所近年来也开始了MCFC的研究，主要着重于研究氧化镍阴极与熔融盐的相互作用。
1995年上海交通大学与长庆油田合作开始了MCFC的研究，目标是共同开发5kW～10kW的MCFC。
中国科学院电工研究所在"八五"期间，考察了国外MCFC示范电站的系统工程，调查了电站的运行情况，现已开展了MCFC电站系统工程关键技术的研究与开发。
4.3. SOFC的研究简况
最早开展SOFC研究的是中国科学院上海硅酸盐研究所他们在1971年就开展了SOFC的研究，主要侧重于SOFC电极材料和电解质材料的研究。80年代在国家自然科学基金会的资助下又开始了SOFC的研究，系统研究了流延法制备氧化锆膜材料、阴极和阳极材料、单体SOFC结构等，已初步掌握了湿化学法制备稳定的氧化锆纳米粉和致密陶瓷的技术。
吉林大学于1989年在吉林省青年科学基金资助下开始对SOFC的电解质、阳极和阴极材料等进行研究,组装成单体电池，通过了吉林省科委的鉴定。1995年获吉林省计委和国家计委450万元人民币的资助，先后研究了电极、电解质、密封和联结材料等,单体电池开路电压达1.18V，电流密度400mA/cm2，4个单体电池串联的电池组能使收音机和录音机正常工作。
1991年中国科学院化工冶金研究所在中国科学院资助下开展了SOFC的研究，从研制材料着手,制成了管式和平板式的单体电池，功率密度达0.09W/cm2～0.12W/cm2，电流密度为150mA/cm2～180mA/cm2，工作电压为0.60V～0.65V。1994年该所从俄罗斯科学院乌拉尔分院电化学研究所引进了20W～30W块状叠层式SOFC电池组,电池寿命达1200h。他们在分析俄罗斯叠层式结构、美国Westinghouse的管式结构和德国Siemens板式结构的基础上，设计了六面体式新型结构，该结构吸收了管式不密封的优点，电池间组合采用金属毡柔性联结，并可用常规陶瓷制备工艺制作。
中国科学技术大学于1982年开始从事固体电解质和混合导体的研究，于1992年在国家自然科学基金会和"863"计划的资助下开始了中温SOFC的研究。一种是用纳米氧化锆作电解质的SOFC，工作温度约为450℃。另一种是用新型的质子导体作电解质的SOFC，已获得接近理论电动势的开路电压和200mA/cm2的电流密度。此外,他们正在研究基于多孔陶瓷支撑体的新一代SOFC。
清华大学在90年代初开展了SOFC的研究，他们利用缓冲溶液法及低温合成环境调和性新工艺成功地合成了固体电解质、空气电极、燃料电极和中间联结电极材料的超细粉,并开展了平板型SOFC成型和烧结技术的研究,取得了良好效果。
华南理工大学于1992年在国家自然科学基金会、广东省自然科学基金、汕头大学李嘉诚科研基金、广东佛山基金共一百多万元的资助下开始了SOFC的研究,组装的管状单体电池，用甲烷直接作燃料,最大输出功率为4mW/cm2，电流密度为17mA/cm2，连续运转140h，电池性能无明显衰减。
中国科学院山西煤炭化学研究所在1994年开始SOFC研究，用超细氧化锆粉在1100℃下烧结制成稳定和致密的氧化锆电解质。该所从80年代初开始煤气化热解的研究，以提供燃料电池的气源。煤的灰熔聚气化过程已进入工业性试验阶段，正在镇江市建立工业示范装置。该所还开展了使煤气化热解的煤气在高温下脱硫除尘和甲醇脱氢生产合成气的研究，合成气中CO和H2的比例为1∶2，已有成套装置出售。
中国科学院大连化学物理所于1994年开展了SOFC的研究工作，在电极和电解质材料的研究上取得了可喜的进展。
中国科学院北京物理所于1995年在国家自然科学基金会的资助下，开展了用于SOFC的新型电解质和电极材料的基础性研究。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 00:37
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5．国外燃料电池发展状况
发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的研究与开发，现在已取得了许多重要成果，使得燃料电池即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。值得注意的是这种重要的新型发电方式可以大大降低空气污染及解决电力供应、电网调峰问题，2MW、4.5MW、11MW成套燃料电池发电设备已进入商业化生产，各等级的燃料电池发电厂相继在一些发达国家建成。燃料电池的发展创新将如百年前内燃机技术突破取代人力造成工业革命，也像电脑的发明普及取代人力的运算绘图及文书处理的电脑革命，又如网络通讯的发展改变了人们生活习惯的信息革命。燃料电池的高效率、无污染、建设周期短、易维护以及低成本的潜能将引爆21世纪新能源与环保的绿色革命。如今，在北美、日本和欧洲，燃料电池发电正以急起直追的势头快步进入工业化规模应用的阶段，将成为21世纪继火电、水电、核电后的第四代发电方式。燃料电池技术在国外的迅猛发展必须引起我们的足够重视，现在它已是能源、电力行业不得不正视的课题。
5.1．磷酸型燃料电池(PAFC)
受1973年世界性石油危机以及美国PAFC研发的影响，日本决定开发各种类型的燃料电池，PAFC作为大型节能发电技术由新能源产业技术开发机构（NEDO）进行开发。自1981年起，进行了1000kW现场型PAFC发电装置的研究和开发。1986年又开展了200kW现场性发电装置的开发，以适用于边远地区或商业用的PAFC发电装置。
富士电机公司是目前日本最大的PAFC电池堆供应商。截至1992年，该公司已向国内外供应了17套PAFC示范装置，富士电机在1997年3月完成了分散型5MW设备的运行研究。作为现场用设备已有50kW、100kW及500kW总计88种设备投入使用。下表所示为富士电机公司已交货的发电装置运行情况，到1998年止有的已超过了目标寿命4万小时。
表现场用PAFC燃料电池的运行情况
容量       台数    累计运行时间    最长累计    最长连续    >1万h    >2万h    >3万h

50kW       66       1018411          33655       7098       54       15       4

100kW       19       274051          35607       6926       11       4       3

500kW       3       43437          16910       4214          3       0       0

东芝公司从70年代后半期开始，以分散型燃料电池为中心进行开发以后，将分散电源用11MW机以及200kW机形成了系列化。11MW机是世界上最大的燃料电池发电设备，从1989年开始在东京电力公司五井火电站内建造，1991年3月初发电成功后，直到1996年5月进行了5年多现场试验，累计运行时间超过2万小时，在额定运行情况下实现发电效率43.6%。在小型现场燃料电池领域，1990年东芝和美国IFC公司为使现场用燃料电池商业化，成立了ONSI公司，以后开始向全世界销售现场型200kW设备"

C25"系列。PC25系列燃料电池从1991年末运行，到1998年4月，共向世界销售了174台。其中安装在美国某公司的一台机和安装在日本大阪梅田中心的大阪煤气公司2号机，累计运行时间相继突破了4万小时。从燃料电池的寿命和可靠性方面来看，累计运行时间4万h是燃料电池的长远目标。东芝ONSI已完成了正式商用机PC25C型的开发，早已投放市场。PC25C型作为21世纪新能源先锋获得日本通商产业大奖。从燃料电池商业化出发，该设备被评价为具有高先进性、可靠性以及优越的环境性设备。它的制造成本是$3000/kW，近期将推出的商业化PC25D型设备成本会降至$1500/kW，体积比PC25C型减少1/4，质量仅为14t。明年即2001年，我国就将迎来第一座PC25C型燃料电池电站，它主要由日本的MITI（NEDO）资助的，这将是我国第一座燃料电池发电站。
PAFC作为一种中低温型（工作温度180-210℃）燃料电池，不但具有发电效率高、清洁、无噪音等特点，而且还可以热水形式回收大部分热量。下表给出先进的ONSI公司PC25C型200kW PAFC的主要技术指标。最初开发PAFC是为了控制发电厂的峰谷用电平衡，近来则侧重于作为向公寓、购物中心、医院、宾馆等地方提供电和热的现场集中电力系统。
表 ONSI公司PC25C型PAFC主要技术指标
电力输出发电效率燃料质量排热利用环境状况NOX 体积

200kW 40% 城市煤气 27.3t 42% 10×10-6 3×3×5.5

PAFC用于发电厂包括两种情形：分散型发电厂，容量在10-20MW之间，安装在配电站；中心电站型发电厂，容量在100MW以上，可以作为中等规模热电厂。PAFC电厂比起一般电厂具有如下优点：即使在发电负荷比较低时，依然保持高的发电效率；由于采用模块结构，现场安装简单，省时，并且电厂扩容容易。
下图为ONSI PC25C型电站：
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作者: jsy 时间: 2006-9-10 01:05
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5.2．质子交换膜燃料电池(PEMFC)
著名的加拿大Ballard公司在PEMFC技术上全球领先，现在它的应用领域从交通工具到固定电站，其子公司Ballard Generation System被认为在开发、生产和市场化零排放质子交换膜燃料电池上处于世界领先地位。Ballard Generation System 最初产品是250kW燃料电池电站，其基本构件是Ballard燃料电池，利用氢气（由甲醇、天然气或石油得到）、氧气（由空气得到）不燃烧地发电。Ballard公司正和世界许多著名公司合作以使Ballard Fuel Cell 商业化。Ballard Fuel Cell 已经用于固定发电厂：由Ballard Generation System，GPU International Inc.，Alstom SA 和 EBARA公司共同组建了Ballard Generation System，共同开发千瓦级以下的燃料电池发电厂。经过5年的开发，第一座250kW发电厂于1997年8月成功发电，1999年9月送至Indiana Cinergy，经过周密测试、评估，并提高了设计的性能、降低了成本，这导致了第二座电厂的诞生，它安装在柏林，250kW输出功率，也是在欧洲的第一次测试。很快Ballard公司的第三座250kW电厂也在2000年9月安装在瑞士进行现场测试，紧接着，在2000年10月通过它的伙伴EBARA Ballard 将第四座燃料电池电厂安装在日本的NTT公司，向亚洲开拓了市场。在不同地区进行的测试将大大促进燃料电池电站的商业化。第一个早期商业化电厂将在2001年底面市。下图是安装在美国Cinergy的Ballard燃料电池装置，目前正在测试：
[attach]11102[/attach]
下图是安装在柏林的250kW PEMFC燃料电池电站：

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在美国，Plug Power公司是最大的质子交换膜燃料电池开发公司，他们的目标是开发、制造适合于居民和汽车用经济型燃料电池系统。1997年，Plug Power 模块第一个成功地将汽油转变为电力。最近，Plug Power 公司开发出它的专利产品Plug Power 7000居民家用分散型电源系统。商业产品在2001年初推出。家用燃料电池的推出将使核电站、燃气发电站面临挑战，为了推广这种产品，1999年2月，Plug Power 公司和GE MicroGen成立了合资公司，产品改称GE HomeGen 7000，由 GE MicroGen 公司负责全球推广。此产品将提供7kW的持续电力。GE/Plug公司宣称其2001年初售价为$1500/kW。他们预计5年后，大量生产的燃料电池售价将降至$500/kW。假设有20万户家庭各安装一个7kW的家用燃料电池发电装置，其总和将接近一个核电机组的容量，这种分散型发电系统可用于尖峰用电的供给，又因分散式系统设计增加了电力的稳定性，即使少数出现了故障，但整个发电系统依然能正常运转。
在Ballard公司的带动下，许多汽车制造商参加了燃料电池车辆的研制，例如：Chrysler (克莱斯勒)、Ford(福特)、GM(通用)、Honda (本田)、Nissan (尼桑)、Volkswagen AG(大众)和Volvo(富豪)等，它们许多正在使用的燃料电池都是由Ballard公司生产的，同时，它们也将大量的资金投入到燃料电池的研制当中，克莱斯勒公司最近给Ballard公司注入4亿5千万加元用于开发燃料电池汽车，大大的促进了PEMFC的发展。1997年，Toyota公司就制成了一辆RAV4型带有甲醇重整器的跑车，它由一个25kW的燃料电池和辅助干电池一起提供了全部 50kW的能量，最高时速可以达到 125km/h，行程可达500km。目前这些大的汽车公司均有燃料电池开发计划，虽然现在燃料电池汽车商业化的时机还未成熟，但几家公司已确定了开始批量生产的时间表，Daimler-Benz公司宣布，到2004年将年产40000辆燃料电池汽车。因而未来十年，极有可能达到100000辆燃料电池汽车。
PEMFC是一种新型、有远大前途的燃料电池，经过从80年代初到现在的近20年的发展，质子交换膜燃料电池起了翻天覆地的变化。这种变化从其膜电极的演变过程可见一斑。膜电极是PEMFC的电化学心脏，正是因为它的变化，才使得PEMFC呈现了今天的蓬勃生机。早期的膜电极是直接将铂黑与起防水、粘结作用的Tefion微粒混合后热压到质子交换膜上制得的。Pt载量高达10mg/cm2。后来，为增加Pt的利用率，使用了Pt/C催化剂，但Pt的利用率仍非常低，直到80年代中期，PEMFC膜电极的Pt载量仍高达4mg/cm2。80年代中后期，美国Los Alamos 国家实验室（LANL）提出了一种新方法，采用Nafion质子交换聚合物溶液浸渍Pt/C多孔气体扩散电极，再热压到质子交换膜上形成膜电极。此法大大提高了Pt的利用率，将膜电极的载铂量降到了0.4mg/cm2。1992年，LANL对该法进行了改进，使膜电极的Pt载量进一步降低到0.13 mg/cm2。1995年印度电化学能量研究中心（CEER）采用喷涂浸渍法制得了Pt载量为0.1 mg/cm2的膜电极，性能良好。据报道，现在LANL试验的一些单电池中，膜电极上铂载量已降到0.05mg/cm2。膜电极上铂载量的减少，直接可以使燃料电池的成本降低，这就为其商品化的实现准备了条件。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 01:11
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5.3．熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)
50年代初，熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）由于其可以作为大规模民用发电装置的前景而引起了世界范围的重视。在这之后，MCFC发展的非常快，它在电池材料、工艺、结构等方面都得到了很大的改进，但电池的工作寿命并不理想。到了80年代，它已被作为第二代燃料电池，而成为近期实现兆瓦级商品化燃料电池电站的主要研究目标，研制速度日益加快。现在MCFC的主要研制者集中在美国、日本和西欧等国家。预计2002年将商品化生产。
美国能源部（DOE）去年已拨给固定式燃料电池电站的研究费用4420万美元，而其中的2/3将用于MCFC的开发，1/3用于SOFC的开发。美国的MCFC技术开发一直主要由两大公司承担，ERC（Energy Research Corporation）（现为Fuel Cell Energy Inc.）和M-C Power公司。他们通过不同的方法建造MCFC堆。两家公司都到了现场示范阶段：ERC1996年已进行了一套设于加州圣克拉拉的2MW的MCFC电站的实证试验，目前正在寻找3MW装置试验的地点。ERC的MCFC燃料电池在电池内部进行无燃气的改质，而不需要单独设置的改质器。根据试验结果，ERC对电池进行了重新设计，将电池改成250kW单电池堆，而非原来的125kW堆，这样可将3MW的MCFC安装在0.1英亩的场地上，从而降低投资费用。ERC预计将以$1200/kW的设备费用提供3MW的装置。这与小型燃气涡轮发电装置设备费用$1000/kW接近。但小型燃气发电效率仅为30%，并且有废气排放和噪声问题。与此同时，美国M-C Power 公司已在加州圣迭戈的海军航空站进行了250kW装置的试验，现在计划在同一地点试验改进75kW装置。M-C Power公司正在研制500kW模块，计划2002年开始生产。
日本对 MCFC的研究，自1981年"月光计划"时开始，1991年后转为重点，每年在燃料电池上的费用为12-15亿美元，1990年政府追加2亿美元，专门用于MCFC的研究。电池堆的功率1984年为1kW，1986年为10kW。日本同时研究内部转化和外部转化技术，1991年，30kW级间接内部转化MCFC试运转。1992年50-100kW级试运转。1994年，分别由日立和石川岛播磨重工完成两个100kW、电极面积1m2，加压外重整MCFC。另外由中部电力公司制造的1MW外重整MCFC正在川越火力发电厂安装，预计以天然气为燃料时，热电效率大于45%，运行寿命大于5000h。由三菱电机与美国ERC合作研制的内重整30kW MCFC 已运行了10000h。三洋公司也研制了30kW内重整MCFC。目前，石川岛播磨重工有世界上最大面积的MCFC燃料电池堆，试验寿命已达13000h。日本为了促进MCFC的开发研究，于1987年成立了MCFC研究协会，负责燃料电池堆运转、电厂外围设备和系统技术等方面的研究，现在它已联合了14个单位成为日本研究开发主力。
欧洲早在1989年就制定了1个Joule计划，目标是建立环境污染小、可分散安装、功率为200MW的"第二代"电厂，包括MCFC、SOFC和PEMFC三种类型，它将任务分配到各国。进行MCFC研究的主要有荷兰、意大利、德国、丹麦和西班牙。荷兰对MCFC的研究从1986年已经开始，1989年已研制了1kW级电池堆，1992年对10kW级外部转化型与1kW级内部转化型电池堆进行试验，1995年对煤制气与天然气为燃料的2个250kW系统进行试运转。意大利于1986年开始执行MCFC国家研究计划，1992-1994年研制50-100kW电池堆，意大利Ansodo与IFC签定了有关MCFC技术的协议，已安装一套单电池（面积1m2）自动化生产设备，年生产能力为2-3MW，可扩大到6-9MW。德国MBB公司于1992年完成10kW级外部转化技术的研究开发，在ERC协助下，于1992年-1994年进行了100kW级与250kW级电池堆的制造与运转试验。现在MBB公司拥有世界上最大的280kW电池组体。
资料表明，MCFC与其他燃料电池比有着独特优点：
a．发电效率高比PAFC的发电效率还高；
b．不需要昂贵的白金作催化剂，制造成本低；
c．可以用CO作燃料；
d．由于MCFC工作温度600-1000℃，排出的气体可用来取暖，也可与汽轮机联合发电。若热电联产，效率可提高到80%；
e．中小规模经济性与几种发电方式比较，当负载指数大于45%时，MCFC发电系统成本最低。与PAFC相比，虽然MCFC起始投资高，但PAFC的燃料费远比MCFC高。当发电系统为中小规模分散型时，MCFC的经济性更为突出；
f． MCFC的结构比PAFC简单。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 01:34
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5.4．固体氧化物燃料电池(SOFC)
SOFC由用氧化钇稳定氧化锆（YSZ）那样的陶瓷给氧离子通电的电解质和由多孔质给电子通电的燃料和空气极构成。空气中的氧在空气极/电解质界面被氧化，在空气燃料之间氧的分差作用下，在电解质中向燃料极侧移动，在燃料极电解质界面和燃料中的氢或一氧化碳反应，生成水蒸气或二氧化碳，放出电子。电子通过外部回路，再次返回空气极，此时产生电能。
SOFC的特点如下：
l 由于是高温动作（600-1000℃），通过设置底面循环，可以获得超过60%效率的高效发电。
由于氧离子是在电解质中移动，所以也可以用CO、煤气化的气体作为燃料。
由于电池本体的构成材料全部是固体，所以没有电解质的蒸发、流淌。另外，燃料极空气极也没有腐蚀。 l 动作温度高，可以进行甲烷等内部改质。
与其他燃料电池比，发电系统简单，可以期望从容量比较小的设备发展到大规模设备，具有广泛用途。
在固定电站领域，SOFC明显比PEMFC有优势。SOFC很少需要对燃料处理，内部重整、内部热集成、内部集合管使系统设计更为简单，而且，SOFC与燃气轮机及其他设备也很容易进行高效热电联产。下图为西门子-西屋公司开发出的世界第一台SOFC和燃气轮机混合发电站，它于2000年5月安装在美国加州大学，功率220kW，发电效率58%。未来的SOFC/燃气轮机发电效率将达到60-70%。
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5.4．固体氧化物燃料电池(SOFC)
SOFC由用氧化钇稳定氧化锆（YSZ）那样的陶瓷给氧离子通电的电解质和由多孔质给电子通电的燃料和空气极构成。空气中的氧在空气极/电解质界面被氧化，在空气燃料之间氧的分差作用下，在电解质中向燃料极侧移动，在燃料极电解质界面和燃料中的氢或一氧化碳反应，生成水蒸气或二氧化碳，放出电子。电子通过外部回路，再次返回空气极，此时产生电能。
SOFC的特点如下：
l 由于是高温动作（600-1000℃），通过设置底面循环，可以获得超过60%效率的高效发电。
由于氧离子是在电解质中移动，所以也可以用CO、煤气化的气体作为燃料。
由于电池本体的构成材料全部是固体，所以没有电解质的蒸发、流淌。另外，燃料极空气极也没有腐蚀。 l 动作温度高，可以进行甲烷等内部改质。
与其他燃料电池比，发电系统简单，可以期望从容量比较小的设备发展到大规模设备，具有广泛用途。
在固定电站领域，SOFC明显比PEMFC有优势。SOFC很少需要对燃料处理，内部重整、内部热集成、内部集合管使系统设计更为简单，而且，SOFC与燃气轮机及其他设备也很容易进行高效热电联产。下图为西门子-西屋公司开发出的世界第一台SOFC和燃气轮机混合发电站，它于2000年5月安装在美国加州大学，功率220kW，发电效率58%。未来的SOFC/燃气轮机发电效率将达到60-70%。
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另外，美国的其它一些部门在SOFC方面也有一定的实力。位于匹兹堡的PPMF是SOFC技术商业化的重要生产基地，这里拥有完整的SOFC电池构件加工、电池装配和电池质量检测等设备，是目前世界上规模最大的SOFC技术研究开发中心。1990年，该中心为美国DOE制造了20kW级SOFC装置，该装置采用管道煤气为燃料，已连续运行了1700多小时。与此同时，该中心还为日本东京和大阪煤气公司、关西电力公司提供了两套25kW级SOFC试验装置，其中一套为热电联产装置。另外美国阿尔贡国家实验室也研究开发了叠层波纹板式SOFC电池堆，并开发出适合于这种结构材料成型的浇注法和压延法。使电池能量密度得到显著提高，是比较有前途的SOFC结构。
在日本，SOFC研究是"月光计划"的一部分。早在1972年，电子综合技术研究所就开始研究SOFC技术，后来加入"月光计划"研究与开发行列，1986年研究出500W圆管式SOFC电池堆，并组成1.2kW发电装置。东京电力公司与三菱重工从1986年12月开始研制圆管式SOFC装置，获得了输出功率为35W的单电池，当电流密度为200mA/cm2时，电池电压为0.78V，燃料利用率达到58%。1987年7月，电源开发公司与这两家公司合作，开发出1kW圆管式SOFC电池堆，并连续试运行达1000h，最大输出功率为1.3kW。关西电力公司、东京煤气公司与大阪煤气公司等机构则从美国西屋电气公司引进3kW及2.5kW圆管式SOFC电池堆进行试验，取得了满意的结果。从1989年起，东京煤气公司还着手开发大面积平板式SOFC装置，1992年6月完成了100W平板式SOFC装置，该电池的有效面积达400cm2。现Fuji与Sanyo公司开发的平板式SOFC功率已达到千瓦级。另外，中部电力公司与三菱重工合作，从1990年起对叠层波纹板式SOFC系统进行研究和综合评价，研制出406W试验装置，该装置的单电池有效面积达到131cm2。
在欧洲早在70年代，联邦德国海德堡中央研究所就研究出圆管式或半圆管式电解质结构的SOFC发电装置，单电池运行性能良好。80年代后期，在美国和日本的影响下，欧共体积极推动欧洲的SOFC的商业化发展。德国的Siemens、Domier GmbH及ABB研究公司致力于开发千瓦级平板式SOFC发电装置。Siemens公司还与荷兰能源中心 (ECN)合作开发开板式SOFC单电池，有效电极面积为67cm2。ABB研究公司于1993年研制出改良型平板式千瓦级SOFC发电装置，这种电池为金属双极性结构，在800℃下进行了实验，效果良好。现正考虑将其制成25～100kW级SOFC发电系统，供家庭或商业应用。

表燃料电池的分类及技术比较
燃料电池       电解质                工作温度          电化学反应式

PEMFC          固体有机膜             60-100℃          阳极：H2→2H++2e
                                                         阴极：1/2O2+2H+ +2e →H2O

PAFC             H3PO4             175-200℃          阳极：H2→2H+ +2e
                                                         阴极：1/2O2+ 2H+ +2e→H2O

MCFC       （Li、Na、K）2CO3       600-1000℃       阳极：H2+CO32－→H2O+CO2+2e
                                                         阴极：1/2O2+ CO2+2e→CO32－

SOFC    YSZ（用Y2O3稳定的ZrO2）    600-1000℃       阳极：H2+O2－→H2O+2e
                                                         阴极：1/2O2+2e→O2－

作者: jsy 时间: 2006-9-10 01:41
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

6．燃料资源评估
燃料电池运行时必须使用流动性好的气体燃料。低温燃料电池要用氢气，高温燃料电池可以直接使用天然气、煤气。这种燃料的前景如何呢？我国的天然气储量是十分丰富的，现已探明陆地上储量为1.9万亿m3，专家认为我国已探明天然气储量为30万亿m3。我国还将利用丰富的邻国天然气资源，俄罗斯西西伯利亚已探明天然气储量为38.6万亿m3，可向我国年供气200~300亿m3 ；俄罗斯的东西伯利亚已探明天然气储量3.13万亿m3 ，可向我国年供气100~200亿m3；俄远东地区、萨哈林岛探明天然气储量1万亿m3，可向我国东北年供气100亿m3 以上。中亚地区的哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦和土库曼斯坦三国探明的天然气储量6.77万亿m3，可向外供气300亿m3。我国规划在2010年以前铺设天然气管线9000km，届时有望在全国形成"两纵、两横、四枢纽、五气库"的格局，形成可靠的供气系统。其中的两纵是南北的输气干线，即萨哈林岛--大庆--沈阳干线和伊尔库茨克--北京--日照--上海输气干线。目前我国的生产能力约为300亿m3/a， 2010年为700亿m3，2020年为1000～1100亿m3。天然气主要成分为CH4（占90%左右），热值高（每立方米天然气热值为8600～9500千卡），便于运输，在3000公里的距离内运用管道输送都是十经济的。
我国还可利用的液化天然气（LNG）资源也是十分可观的，可向中国立即提供LNG的国家有印度尼西亚、马来西亚、卡塔尔等国。
我国的煤层气也十分丰富，陆上深埋2000米以内浅的煤层气资源量为32~35万亿m3 ，多于陆上天然气资源量（30万亿m3），位于世界前列。
另外作为后续资源，我国已发现在南海、东海深处有大量的天然气水合物，其资源量为700亿吨石油当量。目前已有多个科研机构正在研究其开采利用的技术。
半个世纪以来，世界大多数国家时早以完成了由煤炭时代向石油时代的转换，正在向石油、天然气时代过度。如1950年在世界能源结构中煤炭所占的比例为57.5%，而到1996年则下降为26.9%，天然气占23.5% 石油占39% 两者共占63%。能源界预测目前的消费量，石油只能再用20年，而天然气则可用100年，为此称21世纪是"天然气世纪"。我国的能源工业也必将跟上世界能源消费潮流。
另外由于环保的需要和IGCC技术的推动，煤的大型气化装置技术已经过关。煤炭部门的有关专家介绍，目前的技术完全可以把煤转换为氢气，转换效率可达80%，供给燃料电池作燃料，其效率要比常规热动力装置效率高得多。
我国有大量的生物资源（薪材3000万吨、秸杆45000万吨、稻壳1500万吨、垃圾1.6亿吨等），这种密度低分散度高资源可以转换成沼气或人工煤气或甲醇供分散的、小型高效的燃料电池使用。如广东番禺正在建设使用养猪场沼气的燃料电池电站。
我国在合成氨工业中，氢的年回收量可达到14亿m3；在氯碱工业中有0.37亿m3的氢可供回收利用。此外，在冶金工业、发酵制酒及丁醇溶剂厂等生产过程中都有大量氢可回收。上述各类工业副产氢的可回收总量，估计可达到15亿m3以上。
从长远发展看，小型、高效、灵活、分散的PEMFC、PAFC发电与集中高温型MCFC和SOFC系统均是有燃料保证的。
7．燃料电池发电的经济性
燃料电池是一种正在逐步完善的能源利用方式。其投资正在不断的降低，目前PEMFC的国外商业价格为$1500/kW，PAFC的价格为$3000/kW。国内富原公司公布其PEMFC接受订货的价格为10000元/kW。其他燃料电池国内暂无商业产品。
燃料电池发电与常规的火电投资比较不能单考虑电源投资，还应将长距离输电、配电投资与厂用电、输电能耗和两种能源转换装置的效率考虑在内。如此来计算综合投资大型的火电厂每千瓦约为1.3~1.5万元。发电消耗的燃料为燃料电池的两倍以上，按目前国内天然气最低市价（产地市价人民币1元/m3）计算，当发电时间超过70000h以后，用燃料电池发电将比用传统的热机发电更经济。在实际发电工程中还应考虑传统的热机发电占地面积大，环境污染重的问题。随着燃料电池发电技术的不断完善，造价将不断的降低，特别是在规模化生产后，其造价将大幅度的下降，有理由相信，不久的将来这种发电方式会对传统热机发电构成挑战。
最近国际上一些学者和国际组织认为：大容量、高参数机组发电，超高压、大电网远距离送电的集中供电是一些工业发达国家过去走过的道路。目前的情况正在发生变化，较分散的发电站的出现，再加上对改善能源投资的选择，传统的观念变得过时了。1999年在布鲁塞尔成立的国际热电联产（ICA）组织声称："其实旨是推动世界范围内的清洁、高效、分散的电力生产，它预言这是下一个世纪电力工业的方向" 。随着小型分散的热电厂、燃料电池发电、风力发电、太阳能发电、生物质能发电等的出现和增加，当今的电力系统将发生很大的转变。超大型的电站与分散微型电站的结合可以减少在输配电线路上的投资，会使得电力系统更安全更经济。一个目前拥有50个发电厂的电力公司在未来若干年内会有几千个甚至几万个微型电站与之相连。这种电力网络类似于目前的计算机网络，少数的几台主机与众多的PC机相连。这种电网会使得各种能源得到更好利用和配置，这种变化将要求未来的电力系统运行方式有一个重大的变革。
将来的电网系统可能是现有的大电网和中小燃料电池共存状态。因为大电网有其优越性的同时，也存在着缺陷，如高电压长距离输电将有6-8%的损失。而分散的中小型燃料电池电站可以在许多地点建立，可以减少送电损失（输氢能量损失一般仅为3%），同时也为电网调峰做出了贡献。中小型分散式电力系统将灵活地适应季节性和地域性的电力需求变化。根据专家计算，一条直径为0.91米的输氢管道用于950-1600公里输氢其所输能量约相当于50万伏高压输电线路输送能量的的10倍以上，而输氢管道所需的建设费用仅为建设高压输电线路的1/2-1/4，日常运行维护也比输电线路低得多。在美国这样的电力工业已很发达的国家，将来对燃料电池的市场需要约为17000兆瓦以上，即中小型分散配置，有其独特的优越性。我国也将是这样。
8．对电力系统的影响展望
被称为第四代发电方式的燃料电池，由于具有燃料利用效率可达80%、不排放有害气体（PAFC不排放任何气体）、容量可根据需要而定，所以受到了各方面的极大关注。各国家的政府都在这方面增加研发资金，推动其商业化的进程。在近年它首先受到了交通界的重视，作为交通动力装置已被搬上汽车、舰船，几乎同时它受到了国外电力系统的重视。PAFC发电装置已有数万套进入宾馆、家庭运行，PAFC已有了4万多小时的运行记录。
我国稀土资源丰富，发展MCFC和SOFC技术具有十分有利的条件。以天然气和净化煤气为燃料的MCFC和SOFC发电效率高达55%～65%，而且还可提供优质余热用于联合循环发电，是一种优良的区域性供电电站。热电联供时,燃料利用率高达80%以上。专家们认为它与各种大型中心电站的关系，颇类似于个人电脑与大型中心计算机的关系，二者互为补充。二十一世纪，这种区域性、环境友好的、高效的发电技术有可能发展成为一种主要的供电方式。
最近日本提出2010年普及燃料电池的应用，并向发达欧美国家建议制定安全基准和通用规格。随着其生产成本的降低，燃料电池也将在我国获得快速的发展，它将对传统的热机发电构成有利的挑战。展望其对电力系统的影响如下：
8.1 调峰能力增加
应用氢气做燃料PEMFC已经商业化，在国外容量为3kW、5kW、7kW等热电联用的燃料电池正在源源不断地进入家庭，数百kW的燃料电池正在源源不断地进入旅馆、饭店商厦等场所。这些电力装置同小型光伏发电装置一样可以独立发电，也可与电力网相连。为了获得氢燃料，目前在非纯氢燃料电池前均加了燃料改质器。据专家介绍，碳纳米管储氢技术已获得突破，随着其商业化的发展，实行家庭发电将像用煤气灶与煤气罐配合使用一样方便，购一罐氢气可以发电数月（3kg氢气能量可以使一般轿车行驶500km）。在有煤气或天然气管道的地方，打开气阀就可以发电和供热水。
可以使用天然气、煤气为燃料的MCFC、SOFC发电能力为数千kW发电装置将座落于较大的公用场所，用管道向燃料电池提供燃气为附近的用户提供电力和热能，使城市的发电不再污染环境。成千上万的燃料电池发电装置服役，必将使得电网的调峰能力大大增强，常规的火电厂，由于存在有较大污染，因此让其远离城区带基本负荷。在缺乏调峰手段和缺乏调峰电量的东北电网加大燃料电池的入网量，必将大大地提高未来电网的调峰能力。
8.2 节约配电网的建设费用
我国有许多偏远的山村和海岛，远离电网或处在电网的末端，用电量不大。从商业角度考虑，架设高电压等级的线路是不合算的，但不架设又难以实现村村通电的目标。有了燃料电池，用当地生物质气体为燃料，再配合当地的风能、太阳能等，就可以满足当地的长期的电能需求。这样可以使投资更加合理，又提高电网的经济效益。
8.3 提高电网的安全性
目前电网均采用高压长距离输电的方式使偏僻山区的水电和坑口、路口以及海口处的火电输送到负荷中心地带。中外近年多次电网事故证明，在地震、水灾、暴风、冰雪、雷电等自然灾害面前，这种系统往往是十分脆弱的。而星罗棋布的燃料电池加入到电网中供电，将会大大提高电网的安全性。在某个远距离的基本负荷电源跳闸时，燃料电池可以对电网起到一定的支承作用，保证重要用户的电能需求。随着MCFC、SOFC技术的突破、天然气管线的铺通和大型煤气化技术的解决，届时人们会看到，对于大规模的应用化石能源的电力系统来说，变长距离输电为长距离输气，应用大中小相结合的各种燃料电池靠近负荷供电供热会更经济、更安全。
8.4 电网管理
燃料电池发电将增加管理的复杂性。一是燃料电池发的均是直流电，需变频后入网，如此将需要对谐波进行控制；二是价格管理，每一个小的系统与电网均有电量交换，需要进行合理的价格管理，这与其他新能源入网问题一样（如太阳能、风能、生物质能发电），入网电量小，管理量不小。
9．结束语
人类自从19世纪以来，经历了三次能源结构革命。第一次能源革命发生在19世纪第一次产业革命以后，由于蒸汽机的大量应用，传统的能源--柴薪已不能满足工业生产的需要，于是各国的能源需求开始转向以煤炭为主；第二次能源革命是在20世纪初开始的，当时不断发展的电力、钢铁工业带动了内燃机技术的推广，此时石油逐渐取代了煤炭的地位；第三次能源革命在20世纪70年代初开始的石油危机，它推动了新能源的发展和节能技术的发展。专家认为能源革命时间正在缩短，新的能源结构革命正在悄悄地来临，其动力来自于目前的能源利用方式与环境的矛盾日益尖锐、传统的能源利用方式与能源资源量的矛盾日益尖锐。新的能源资源在当前已占有相当的份额（世界范围内石油占总能源消费的36%，天然气已占到23%），高效、洁净、便捷的能源利用方式--燃料电池开始进入商业化阶段。
我国的煤炭资源比较丰富，目前在我们的能源结构中约占72%。为了解决现代化巨大的电能需求与环境的尖锐矛盾，我国一方面加快了洁净化用煤的技术(煤的整体气化)发展，一方面在迅速地增大天然气应用在能源中的比例。气体能源的发展为燃料电池在我国广泛应用创造了极好的条件。建议如下：
辽宁地区能源资源单一，从长远看只能靠煤电解决本地区的电能需求。但是传统电能转换方式与本地的环境矛盾日益尖锐，发展使用气体能源燃料电池发电可以很好地解决本地电能需求且不污染环境，也有利于解决本地十分棘手的电网调峰问题。燃料电池发电不仅是可能的而且是可行的，可以做成小型的电池堆或用其建成大型的电站。应从现在起加强燃料电池发电的研究工作，立足于用高技术改造东北电网。
鉴于我国对电站用燃料电池的研究还比较落后，我们应走风力发电的路线，采用高起点起步，整机引进国外的燃料电池发电设备，可以先引进规模较小的电池堆。这样可以使我们更快地掌握高技术，有利于燃料电池发电在我省更快的发展。
大连化学物理研究所走在了我国在燃料电池研究的前面，而且对燃料电池的种类研究的也比较全面，辽宁省有很好的燃料电池研究生产条件，我国有大量的燃料电池所用的稀土资源。应很好地利用这一资源，在开发燃料电池应用市场的同时，参与燃料电池的生产，如同内蒙古和新疆风电产业一样，既是产品的使用者也是生产者，抢占燃料电池这一高技术的制高点。
　

　

作者: jsy 时间: 2006-9-10 01:49
标题: 介绍燃料电池电动汽车……
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北京启用新型无污染的零尾气燃料电池公共汽车
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人民日报余建斌张桂芳 2006-06-21 13:59:55

３辆零尾气排放的梅赛德斯·奔驰燃料电池公共汽车２０日正式开始在北京试运行。这是我国首次将这种新型无污染的交通工具应用于公共交通领域。

这３辆燃料电池公共汽车以颐和园北宫门公交站为首末站，围绕中关村地区运行，线路全长１８．２公里，实行两元均一票价。这种汽车以氢气为燃料，由燃料电池机组产生的电能通过电动机驱动，除水以外不排放其他任何污染物。

据介绍，燃料电池汽车因其零排放、能量转换率高等特点，一直被看作是未来汽车的发展方向。目前，除了北京示范运行的３辆车外，还有３３辆同型号的燃料电池公共汽车在英国、德国、西班牙等欧洲８个国家和澳大利亚进行示范运行。

零尾气排放燃料电池公交车驶入北京
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科学时报潘锋 2006-06-23 15:52:01

中油网消息：作为联合国开发计划署一个多方协作参与的典范项目，6月20日由德国戴姆勒—克莱斯勒和巴拉德公司制造的三辆燃料电池公共汽车正式在北京街头亮相，在经过3000公里以上的道路行驶性能和安全考核后，这些燃料电池公共汽车将从当日起在颐和园北门和五道口之间正式运行，全程18.2公里。
联合国开发计划署驻华副代表麦瑞德表示：“这标志着北京正式将燃料电池汽车用于公共交通运营，这在中国尚属首次，并使中国成为最早将这一高端技术用于公共交通的发展中国家。”
在北京和上海，公共汽车是空气污染的主要来源之一。中国仍然是世界上第二大石油消耗国。煤和石油的消耗是两种主要的空气污染来源，占中国整个能源消耗的90%。几乎完全依赖石油产品为燃料的交通领域将在未来20年的中国石油需求中占大部分比例。预计到2010年，大城市的温室气体排放将占到全国所有城市空气污染排放的64%。
与传统的交通工具相比，燃料电池交通工具杜绝了主要污染物如一氧化碳、碳氢化合物等的尾气排放，具有零尾气排放和高燃料使用效率的特点。它们不仅将通过减少温室气体排放从而降低对环境的压力，并且为应对化石燃料短缺提供了新的解决方案。
联合国开发计划署这一总经费达3000多万美元、为期8年的项目，将分两个阶段进行。该项目的二期预计于2006年下半年启动，将为上海提供三辆清洁燃料电池公共汽车并建设配套加氢站。该项目还将在北京扩建加氢站，并对三辆燃料电池公共汽车在运行中所取得的数据进行收集和分析，从而对燃料电池汽车商业化的可行性进行展示和验证，并努力将这种新型无污染的交通工具应用于更多的公共交通领域。麦瑞德表示，联合国开发计划署希望以此推动建立可持续的交通系统，促进可再生能源的利用并减少对空气的污染。

欧盟将推广可再生能源氢燃料电池公交车

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新华网 2006-05-18 14:28:35

  欧盟委员会11日公布了在欧洲9个城市试用氢燃料电池公交车的成功经验，并同时宣布在全欧盟范围内进一步推广这种环保型汽车，力争使这种公交车的日行驶量在3年内达到200辆。

据欧盟委员会介绍，从2003年开始，阿姆斯特丹、巴塞罗那、汉堡、伦敦、卢森堡、马德里、波尔图、斯德哥尔摩和斯图加特9个欧洲城市参加了氢燃料电池公交车的行驶试验。在过去3年内，投入试用的27辆氢燃料电池公交车累计行程达100多万公里，运送旅客400多万人，未发生过任何事故和污染。

欧盟委员会指出，在上述试验过程中，欧洲9个城市成功设计、建设和投入使用了氢燃料供应站，生产了192吨氢气，其中100吨氢气的生产原料是可再生能源，保证了汽车能及时安全地补充燃料。

欧盟委员会负责能源事务的委员皮耶巴尔格斯表示，这一试验的成功是能源技术发展史上的重要一步，为交通领域的环保和可持续发展开辟了新道路。现在的问题已不是验证这一技术是否可行，而是如何推动这一技术使其迅速普及和更具竞争力。

根据欧盟委员会的推广计划，在未来3年里，欧盟政府和企业将投资1.05亿欧元，其中欧盟委员会提供4800万欧元。除生产和推广使用200辆氢燃料电池公交车外，这笔资金还将用于进行一系列示范计划，其中包括在法国、德国、西班牙、意大利试用小型氢燃料电池运输车，以及在其他一些欧洲国家和城市试用氢燃料电池旅游车等。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 01:56
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中国已经成为世界可再生能源投资最多的国家

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国际在线记者安蓓 2006-05-17 09:37:07

清华大学客座研究员马天瑞博士16日在此间召开的“第二届分布式能源国际研讨会”上说，中国已成为世界各国在可再生能源领域投资最多的国家。

　　据统计，2005年世界可再生能源投资量是380亿美元。其中，不含大水电，中国在可再生能源方面的投资为60亿美元，据世界首位。

　　据介绍，在世界范围内，目前有70余家市价总值超过4千万美元的可再生能源公司，市价总值超过300亿美元。可再生能源产业可为世界提供超过17亿个工作岗位。

　　马天瑞指出，中国的可再生能源市场潜力巨大。2005年中国可再生能源领域的60亿美元投资大多数为小水电和太阳能热水器，其中约6亿美元投向了风电领域。

　　不包括大水电，目前中国可再生能源发电装机容量为3700万千瓦，居世界首位。其中，小水电装机为3400万千瓦，位居世界第一。风电装机为80万千瓦，列居世界第八位。

　　根据中国的可再生能源发展规划，到2010年，中国可再生能源发电装机容量将占总装机容量的10％，2020年为20％。2010年不含大水电在内的可再生能源在一次能源消费中的比重将达到5％。这一比例在2020年将达到10％。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 01:59
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国家能源领导小组第二次会议审议《可再生能源中长期发展规划》

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发改委网站 2006-04-30 10:03:53

　　国家能源领导小组第二次会议

　　审议《可再生能源中长期发展规划》

　　4月20日上午，国务院总理、国家能源领导小组组长温家宝主持召开国家能源领导小组第二次会议，听取《2005年能源工作和2006年主要任务》的汇报，并审议《可再生能源中长期发展规划》。国务院副总理、国家能源领导小组副组长曾培炎出席会议，国家能源领导小组全体成员和专家组成员参加了会议，有关部门、能源协会和部分大型能源企业负责人列席了会议。

　　会上，国家发展改革委副主任张国宝系统地汇报了《可再生能源中长期发展规划》，能源领导小组成员和专家对《规划》进行了热烈讨论，一致认为《规划》清楚地阐述了我国可再生能源发展状况和存在问题，提出的指导思想、发展目标和政策措施符合实际，基本可行。温家宝总理在讨论中强调，我国可再生能源技术与国际水平差距不是太大，先觉悟，先起步，加大力度，还是能走在世界前头。他指出要重视可再生能源技术开发和示范，可以选择一些地区集中开展风电、生物液体燃料、太阳能示范，通过示范项目建设带动可再生能源的全面发展。

　　曾培炎副总理指出，发展可再生能源关键是制定支持可再生能源持续发展的配套政策。首先，要实行优惠的价格政策，并保证可再生能源电力优先上网，国家发展改革委要做好可再生能源价格政策工作；第二，财政部要制定促进可再生能源发展的财税政策，如风电增值税应按照小水电的增值税政策实行；第三，要重视技术开发和创新，在可再生能源科研方面加大支持力度；第四，要特别重视替代能源发展，主要是替代石油，要进一步加强生物液体燃料的有关工作。

　　温家宝总理在会议总结讲话中指出，可再生能源是重要的战略替代能源，对增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境有重要作用，是建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的重要战略措施。要更加重视水能、风能、太阳能、生物质能、地热能等可再生能源的开发利用。加快发展水电、太阳能热利用、沼气等技术成熟的可再生能源，尽快使优良资源得到合理开发利用；积极推进资源潜力巨大，技术基本成熟的风力发电、生物质发电、太阳能发电、生物质液化等可再生能源技术的发展，以规模化建设带动产业化发展。要采取行之有效的保障措施，包括营造市场需求、消除市场障碍、财政税收扶持、推动技术进步、培育产业体系、加强法制建设等，加快可再生能源发展，不断提高优质清洁能源在能源结构中的比例。

　　经会议审议原则同意《可再生能源中长期发展规划》，要求进一步修改完善后及时提交国务院常务会议讨论。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:01
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中科院院士建议深圳应设可再生能源产业化基地

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深圳商报 2006-04-27 13:56:02

中科院院士曹镛建议
　　深圳应设可再生能源产业化基地
　　深圳可再生能源资源丰富、市场能量巨大，科技创新和技术成果产业化、市场化能力强，具有国内无可比拟的优势，完全有条件在太阳能应用方面做得更好”。昨天，专程来深参加深圳太阳能协会成立暨光学2006论坛年会的中科院院士曹镛对记者表示。
　　深圳的太阳能资源丰富，深圳从事太阳能光电产品的起步较早，目前从事太阳能相关产品研发、生产和销售的企业约60多家，其中光电企业就有50多家，全球约72％的太阳能光电小产品生产厂家都主要集中在深圳及周边地区。深圳市太阳能学会的成立将有力促进循环经济发展。
　　市科协副主席、市科技信息局副局长曹嘉庚表示，我市中心区主要公交站亭开展太阳能利用。推广建筑节材、新型墙体材料，到2007年底全市建筑新型墙材使用量占墙体面积90％以上。
　　深圳市城市发展研究中心的经济学博士朱衍强认为，为更有效地发展包括太阳能等可再生能源，深圳应设立可再生能源产业化基地，培育可再生能源技术创新和高新技术产业发展的“有效温床”。以产业化和市场化为导向整合各种产业要素，以产业策略促进产业集聚，以产业集群思路加速产业规模扩张，逐步形成可再生能源产业的制高点和集聚中心。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:03
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

我国可再生能源规划

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中国证券报 2006-04-25 11:18:26

　　我国可再生能源规划
　　可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。也就是常说的新能源。
　　在国际上，可再生能源已成为化石燃料等常规能源之外的一种替代能源。在1995年到2003年期间，全球可再生能源累计投资达到了1000亿美元(仅2003年就投资了200亿美元)，使可再生能源的并网发电能力达到了1亿千瓦，至少满足了3亿人的用电需求。尽管目前可再生能源占全球能源的消费比例不到2%(2003年)，但其应用扩展的潜力是巨大的。
　　按目前规划，到2020年，我国小水电总发电装机容量将达到7500万千瓦，年替代8000万吨标准煤;风力发电装机容量可以达到4000万千瓦，年替代3000万吨标准煤;生物质发电装机容量达到2000万千瓦，年替代2800万吨标准煤;生物油开发可达到年产2000万吨标准煤;太阳能热水器总集热面积达到2.7亿平方米，年替代10000多万吨标准煤。
　　如能实现上述发展目标，我国到2020年可再生能源开发利用总量将达到3亿吨标准煤，约占届时一次能源消费总量的10%。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:06
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日本发展可再生能源的启示

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《中国改革报》金叶 2006-04-19 14:23:54

日本是一个常规能源极度短缺贫乏的国家，能源的极度短缺贫乏形成日本珍惜常规能源，循环利用可再生能源的可持续发展观念，而日本对常规能源的惜能如金以及对可再生能源的循环利用，对常规能源同样贫乏的中国无疑是一种有益的启示。
为节约常规能源，日本大力发展对太阳能、风能、生物质能的开发利用。由于对太阳能利用实行补贴政策，太阳能发电得到迅速发展。从2000年起，日本太阳能发电量一直居世界首位，太阳能发电装机容量约为64万千瓦，占世界太阳能发电装机容量的50%，并计划到2010年达到482万千瓦，增加约7倍。在风能利用上，日本的风电发展较快，几乎随处可见。据统计，日本2002年风力发电装机容量为46万千瓦，2003年上升到73万千瓦，2004年达到100万千瓦，并计划到2010年增加到200万千瓦。生物质能发电在日本是新生事物，投资2.2亿日元在岩手县建设的第一座牛粪发电厂于2003年4月投入运行，为300多家奶牛农户提供电力。此外，日本还大力提倡清洁能源，在偏僻的乡村都使用液化气，北方农村冬季采用煤油炉取暖。可再生能源和清洁能源的应用，不仅有利于调整和优化能源结构，实现能源供应多元化，而且有利于人类与生态环境的和谐，实现社会和经济可持续发展。

相比之下，我国在可再生能源的开发利用方面有着更加广阔的发展空间。我国的水利能源丰沛，落差较大的长江、黄河可资发电的水能发电余地很大；风能发电同样有着广阔的潜力；生物质能发电可有效避免对常规能源的开发……

单就目前开发利用比较频繁的石油来说，我国的石油资源相对贫乏，而庞大机动车保有量的迅猛增长对石油能源的需求却是与日俱增。由于资源的严重短缺和价格猛涨，石油成为制约国内经济发展及国家安全的重大隐患。业内权威人士透露，如果机动车燃油价格涨到5元～6元人民币之间，那么国家将考虑启动与市场接轨的替代能源发展规划。届时，替代常规燃油的新的机动车能源将应运而生。在开发替代石油产品同时，应从国家能源战略、经济安全和可持续发展的战略高度，研究我国未来替代石油产品的发展战略，确定替代石油产品发展重点与应用领域。

业内人士分析认为，作为物理特性与液化石油气十分相似的二甲醚是最佳的替代品。近年来，在各国寻求清洁车用替代燃料的过程中，二甲醚的良好燃烧性能及低污染排放特性日益受到重视，而车用替代燃料的发展需求，是推动二甲醚快速发展的主要动力。研究人员认为，二甲醚具有如下优势：燃烧性能好，污染排放水平低；兼容性好，基础设施改造建设容易；储运比液化石油气更安全；资源基础坚实和原料供应灵活。二甲醚可从天然气、煤层气、煤炭、生物质、重油残渣等多种资源制取，可因地制宜地用当地各种廉价、丰富的资源制取。

日本对可再生能源的开发利用以及对常规能源的珍惜与保护，值得我国效仿借鉴。而对可再生能源科学有效地开发利用，是实现可持续发展的科学发展观的有效路径。珍惜点滴的不可再生能源，循环利用可再生能源将是我国经济发展长远战略。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:13
标题: 介绍燃料电池电动汽车……
[这个贴子最后由jsy在 2006/09/10 02:18am 第 3 次编辑]

图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(1)

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新华网记者戚恒摄 2005-06-03 10:33:29

图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(1)
　　6月1日，一名美国通用汽车公司的工程师在旧金山市政厅广场介绍一款燃料电池汽车的动力单元。当天，世界规模最大的燃料电池汽车展在美国旧金山市政厅广场开幕，展出世界8大汽车生产厂商研发的23款零污染燃料电池汽车原型，其中多款车型在时速、行驶距离、安全性和舒适性等方面已接近传统汽车。其中美国通用汽车推出的第三代燃料电池汽车，车速可达每小时160公里，行驶距离为400公里。据该公司技术人员说，这款汽车已可以投入使用，各方面性能都已达到或非常接近目前普通汽车的水平，到2010年将可以大批量生产。

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作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:21
标题: 介绍燃料电池电动汽车……
[这个贴子最后由jsy在 2006/09/10 02:29am 第 2 次编辑]

图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(2)

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新华网记者戚恒摄 2005-06-03 10:34:10
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图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(2)

　　6月1日，一名参观者在旧金山市政厅广场观看展出的燃料电池汽车。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:28
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(3)

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新华网记者戚恒摄 2005-06-03 10:34:55
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图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(3)

　　6月1日，一名石油公司工作人员在美国旧金山市政厅广场展示为燃料电池汽车加氢的装置。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:32
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(4)

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新华网记者戚恒摄 2005-06-03 10:35:40
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图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(4)

　　6月1日，加州空气资源组织的工程师贝万在旧金山市政厅广场利用一个简易的燃料电池汽车模型向参观者介绍燃料电池汽车的工作原理。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:35
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(5)

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新华网记者戚恒摄 2005-06-03 10:36:25
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图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(5)

　　6月1日，加州大学戴维斯分校氢及燃料电池研究员考德威尔驾驶一辆福特燃料电池汽车在旧金山市政厅广场周边道路行驶。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:37
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(6)

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新华网记者戚恒摄 2005-06-03 10:37:09
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图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(6)
　　6月1日，一辆福特FOCUS燃料电池汽车停放在旧金山市政厅广场边。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:40
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(7)

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新华网记者戚恒摄 2005-06-03 10:37:57

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图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(7)

　　6月1日，一家公司的工作人员（右）在旧金山市政厅广场展示他们研制的利用太阳能和水生产氢的装置。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:43
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(8)

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新华网记者戚恒摄 2005-06-03 10:38:37
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图文-世界最大燃料电池汽车展在旧金山开幕(8)

　　6月1日，一辆本田燃料电池汽车在旧金山市政厅广场周边道路行驶。当天，世界规模最大的燃料电池汽车展在美国旧金山市政厅广场开幕，展出来自世界８大汽车生产厂商研发的23款零污染燃料电池汽车原型，其中多款车型在时速、行驶距离、安全性和舒适性等方面已接近传统汽车。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:45
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

布什参观戴克燃料电池汽车和加氢站强调替代燃料的重要性

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汽车热线·中国 2005-06-01 10:32:34

　　近日，美国总统布什在华盛顿观摩戴姆勒克莱斯勒开发的燃料电池汽车F-Cell和氢燃料加注站示范使用时，发表讲话强调替代燃料计划的重要性。

　　这次燃料电池汽车与加氢站的成功使用是戴克集团在燃料电池汽车发展道路上的又一个里程碑。布什总统还将参观这些建成的加氢站并亲自参与燃料电池汽车加注氢燃料的示范表演。

　　目前，戴克集团在美国能源部的氢研究与实验计划中已经成功的研制出了多种燃料电池汽车，是世界上研发燃料电池汽车最多的商业公司。这些汽车包括巴士，新闻采访车和乘用车等多种车型。参加展示的F-Cell汽车仅是戴克集团所研发的30种燃料电池汽车中的一款。

　　F-Cell代表了戴姆勒-克莱斯勒最尖端的燃料电池技术。该车的实用性相当出色。整个燃料电池系统布置在车顶上，从而避免了占用乘客和行李厢的空间。F-Cell的电动马达输出功率为88马力（65千瓦），使车子从0加速到60英里/小时需要16秒，最大速度达到85英里/小时。该车加满氢后可行驶100英里。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:48
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

新能源革命全球赛跑

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经济本刊记者曹海东 2005-05-21 20:54:11

谁先掌握了氢能，谁将是下一次工业革命的赢家

被当前不断走高的石油价格弄得惶惶不安的人应该看看埃默里·洛文斯的书《自然资本论——关于下一次工业革命》，该书以一种近乎激情的笔墨描述一幅场景：再过几十年，在绿阴环绕的城市里静静行驶的汽车排出的只是水蒸汽，大气中二氧化碳含量首次降到200年来的最低点；石油输出国组织OPEC将无事可干，因为油价已经跌到每桶5美元；人类已从周围的水和空气等资源找到了可持续发展的道路。

埃默里·洛文斯说的是一种新的能源革命——氢能。就像当初煤炭代替树木，石油代替煤炭一样，氢能将登上舞台，继而发生一场“氢经济”的工业革命。

此话不无道理，当一种能源的价格在持续上涨的时候，消费者会选择减少或者停止消费，而厂家则会更多地倾向于生产，如果这样的价格被预期地持续上涨的时候，其他可替代的能源将会很快地被开发。

从人类使用能源的历史来看，人类走向氢能似乎是一个长期的方向。人类最早使用木材燃烧的时候，炭氢比例为10：1，当使用煤炭以后，炭氢比例为1：1，使用汽油以后，炭氢比例为1：2，而用天然气后，炭氢比例达到1：4。

“这是一个方向，人类最后会走向用氢时代，而不是用炭。”中国燃料电池公共汽车商业化示范国家项目组协调员伦景光说。

氢能资源丰富，水就是地球上无处不在的“氢矿”；氢的来源可以通过各种一次能源、可再生能源或电力等二次能源得来，特别是氢能是真正的环保能源，生产、使用过程不排放二氧化碳，而且氢气具有可储存性，像天然气一样可以被大规模储存。

美国能源部副部长麦克史莱罗表示，不论石油时代是否即将走到尽头，发展氢能经济的好处就是可以大量利用国内资源来生产，不需要像石油一样仰赖由其他国家的进口。

                  全球赛跑氢能革命

氢能革命将带来整个能源结构的变革，目前世界能源分配的战略格局将会被打破，同时带来汽车驱动技术的变革、环保变革，特别是将引起更大规模的工业变革和经济变革，同时也会影响世界政治、外交格局。

因此，在一轮能源危机面前，各个国家纷纷开始大规模投资到氢能中，力图使自己的氢能研究能够在世界处于新的领导地位，推动氢能的产业化。

2001年5月布什政府在其发布的《国家能源政策报告》中就提出发展氢能，2001年11月能源部召开了“国家氢能发展展望”研讨会。2002年2月形成了题为《美国向氢经济过渡的2030年远景展望》报告，同年11月出台了《国家氢能发展路线图》。

这两个报告认为，氢能是未来美国能源的发展方向，美国应当走以氢能为能源基础的经济发展道路，逐步向“氢经济”时代过渡。

布什政府2003年投资了17亿美元开发氢燃料。

日本也认为“燃料电池是打开氢能源时代大门的关键。”首相小泉纯一郎还在自己的新居安装了一套家用燃料电池发电系统。

日本经济产业省专门设有“新能源和工业技术开发组织”。2001年1月，日本经济产业省的“燃料电池实用化战略研究会”报告提出了指导氢能和燃料电池技术发展的国家行动纲领，并明确制定了分阶段实现燃料电池实用化的目标。为实现这项战略目标，日本政府计划投入研发资金110亿美元，在2010年前使燃料电池的总装机容量达到220万千瓦，到2030年全国建成8500个氢加注站，燃料电池汽车要达到1500万辆，占汽车市场的20%。2004年日本公布的“新产业创造战略”中，燃料电池也被列入未来日本产业竞争力核心的新产业。

虽然有专家告诉《经济》，日本的氢能革命有点冒进，但是如此大规模的投入，说明氢能革命是大势所趋。

加拿大对氢能的研究与开发投入在2003年就从2002年的2.76亿美元增至2.9亿美元，估计未来5年里，氢能开发还将投入10亿美元以上。加拿大氢能业的营业额从2002年的1.34亿美元增至1.88亿美元；加拿大在氢能领域拥有的专利2003年达581项，比2002年增加34%；加拿大氢能公司示范推广的氢能项目从2002年的79项增至262项；2004年的报告显示，在过去5年里，加拿大的氢能公司数目增加了一倍。

2004年6月欧盟提出了《氢燃料经济——通向可持续能源的桥梁》的报告，具体分析了氢燃料良好的经济和社会前景。在2002～2006年欧盟第6个框架研究计划中，对氢能和燃料电池的研究的投资为2500万～3000万欧元，比第5个框架计划提高了一倍。

中国也加入了这场革命之中。2003年3月27日，由全球环境基金（GEF）、联合国开发计划署（UNDP）和中国政府共同支持的“中国燃料电池公共汽车商业化示范项目”正式启动，这项历时5年的工程，总投入3236万美元，力图推动燃料电池公共汽车在中国产业化和推广应用。

据了解，2008年奥运会将有1.8万辆清洁燃料公交车，1000辆电动汽车出现在北京。2010年上海世博会期间，20辆氢燃公交车、300辆氢燃出租车、1000辆电动汽车以及一批燃料电池场地车和邮政车都将投入运行。

据中国燃料电池公共汽车商业化示范国家项目组协调员伦景光介绍，在“863”和“973”计划中均把氢能作为重点研究领域，我国也在2001年到2005年投入8.8亿元研究电动汽车，而其中大约有一半是投入到燃料电池。

在这个新的能源领域，所有国家都在抢占世界氢能领域的制高点。无疑，谁先掌握了氢能，谁将是下一次工业革命的赢家。

                        大势所趋

尽管氢能已开始应用于交通、电力、供暖等领域，以氢为燃料的涡轮发电机、汽车发动机已进入示范阶段，但是最终实现能源动力系统的根本转型，实现向氢能过渡，仍将有一个过程。

氢作为能源的研究目前还处在试验阶段。比如，在氢的生产方面，以天然气和煤炭为原料的制氢技术已经成熟，但是以水和可再生能源制氢还在探索之中。

而在氢能的研究中最为关键的一环，就是成本还很高。清华大学汽车安全与节能国家重点实验室主任助理马凡华也称，虽然研究阶段没有多少障碍，但是价格过高还是一个很大的制约因素。

一般来说，燃料电池成本为每千瓦4000美元—6000美元，是内燃机的130—200倍。还有氢是易挥发、易燃的危险气体，对金属有脆化作用，这使燃料电池车的维护和运转费用大幅度提高。加拿大国家燃料电池研究所大厅里展示的一部“福特”牌燃料电池小汽车，其价格约为100万美元。

据预计，燃料电池轿车的大规模商业化大约在2020年左右，最终的氢能经济会在2040年至2050年之间实现。

国内相关领域的专家认为，近期石油燃料仍将占主导地位；2010年后，汽车燃料将进入多元化时代，非石油燃料将与石油燃料结合获得广泛的商业应用；2020年后，氢燃料应用得到快速发展，以多种能源为基础的氢燃料将逐步上升为主导型燃料。与之相对应，汽车动力将逐步从内燃机到混合动力，然后到氢能燃料电池动力。

在反应敏捷的资本市场上，氢能源概念股已经开始备受关注。有分析认为，国家出台了可再生能源和新能源高技术产业化重点领域专项扶持政策，光伏太阳能概念股、乙醇汽油概念股和氢能源概念股有望成为资本市场的热点。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:51
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

丰田自主开发燃料电池汽车用高压氢箱

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经济参考报 2005-06-01 10:32:57

丰田汽车公司自主开发了35Mpa和70Mpa燃料电池汽车用高压氢箱，这两种高压氢箱分别于去年4月和今年1月取得了高压气体保安协会的认证。该协会于今年3月作为高压氢安全标准而新规定了《压缩氢汽车燃料装置用容器的技术标准》，35Mpa箱从今年4月起也适用于该标准，批准认可的使用时间从以往的3年延长到15年。

本次丰田开发高压氢箱的特点是，在防止氢燃料外漏的衬套（箱子的最内侧层）上通过采用高强度具有防止氢燃料渗透功能的尼龙系列树脂的基础上，使用碳制纤维包装箱子的外侧制成双重结构，实现了材料的轻巧和高强度。

本次通过采用尼龙树脂控制衬套厚度，使35Mpa箱与原来的箱子相比，在同一外形尺寸的基础上，氢储量大约能增加到10%。因此，燃料电池混合动力车“丰田FCHV”以10·15工况连续行驶的距离可由原来的300km延长到330km。为了能在丰田FVHC上安装70Mpa箱，对尺寸也进行了设计，与原来的35Mpa箱相比，氢储量大约增加到1.7倍，因此，在10·15的工况下可以行驶500km以上的距离。

同时，箱内的高压阀也是丰田集团新开发的，采用电磁切换阀配置在箱内的新构造内置式高压阀，提高了安全可靠性。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:54
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

燃料电池汽车和电动汽车最有前途

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产经网-中国电子报 2006-03-30 10:05:03

　　严格说来，新能源汽车应该是可以使用新的可再生能源的汽车，其中就有电动汽车和燃料电池汽车，这些汽车使用的能源可以由太阳能等其他可再生资源转化来，而且能量的转化效率高。现在有一些技术问题需要克服，但是人类必将克服这些技术问题。所以燃料电池汽车和电动汽车是未来最有前途的汽车。
　　而可再生的生物燃料，如乙醇或生物柴油也可以用在汽车上，而且由于可以与现有传统汽车的发动机有较好的兼容性，所以是非常有前途的燃料。同样的还有使用氢气内燃机的汽车，由于仍然要通过燃烧来实现能量的转化，所以能量转化效率较低。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:57
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

约旦自主研发成功氢燃料电池

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驻约旦经商参处子站 2006-03-13 13:41:44

上周，约旦实用工业研究中心（CAIR）的一个研究小组成功地研发出氢燃料电池，并顺利地通过了测试。
此项技术在能源研究领域内不是最新科技，但是，每个国家都在致力于独自研发经济、环保、高效的能源来处理一些高科技的工作。
现如今，世界范围内对能源需求量日渐增长，消耗了大量的地下矿藏，导致一些能源价格急剧上涨，而约旦又是一个自然资源非常短缺的国家，能源技术的开发研究工作就显得非常重要。
约旦已经意识到能源短缺带来的负面影响，正逐步加大在教育、科学研究领域内的投入，注重高科技人才的培养，加强新科技的研究开发力度，以降低约旦对进口能源的依赖程度。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 02:59
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

上海自主研制出燃料电池轿车核心技术

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北京晚报 2006-01-16 10:05:56

上海同济大学领衔的“863计划电动汽车重大专项”中最重要的燃料电池轿车研制项目，1月13日通过了科技部组织的验收，这标志着我国已经掌握燃料电池汽车制造的关键核心技术。

　　采用工业副产品制成的燃料氢气每公斤只需要15元，能够供汽车行驶100公里。如果用汽油10升通常要42元。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 03:01
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

陈良宇：大力推进燃料电池等新能源汽车的开发

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新华社 2006-02-14 10:29:06

　　据《新民晚报》报道，9日上午，中共中央政治局委员、上海市委书记陈良宇等深入基层，调研新能源和自主品牌汽车发展情况。他在讲话时强调，要以科学发展观为统领，站在贯彻国家能源战略的高度，站在推进科教兴市主战略、提升城市国际竞争力的高度，抓住机遇、敢试敢闯，整合资源、形成合力、加强投入，大力推进燃料电池等新能源汽车的开发，尽快形成自主品牌，实现汽车产业的跨越式发展。

　　陈良宇指出，发展燃料电池等新能源汽车是贯彻国家战略的重要举措，必须敢试敢闯、敢冒风险，力求突破、力求超越；必须抓住机遇、争取主动，挤出发展空间；必须把上海的资源整合起来，形成合力、加强投入。发展新能源汽车和培育自主品牌，关键是要突破体制瓶颈，使“产学研”融为一体，形成协同推进合力；关键是培养和集聚一批国际一流的领军人才和团队、用好这些领军人才和团队。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 03:02
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

上海自主研发超越系列燃料电池车三年前进三大步

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文汇报钟慧 2006-03-11 18:01:20

在正在举行的全国两会上，胡锦涛总书记在参加上海代表团审议时再次强调，上海要按照建设创新型国家的要求，走中国特色自主创新道路，并就上海如何发挥自身优势，率先提高自主创新能力，为全面建设小康社会提供强有力的科技支撑提出了明确要求。总书记的殷切期待，为我们准确把握创新目标、加快建设创新体系、加速培育创新人才指明了方向。

上海自主研发的超越系列燃料电池车三年前进三大步，跻身世界先进行列这一事实，不仅使我们对上海在未来将率先进入燃料电池汽车产业化和商业化阶段充满信心，也再次表明，上海在自主创新方面前景广阔，大有作为。

增强自主创新能力是调整经济结构、转变增长方式、提高国家竞争力的中心环节，是面向未来作出的重大战略选择。按照建设创新型国家的要求，大力实施科教兴市主战略，上海就一定能真正做好提高自主创新能力这篇大文章。

今年下半年，10辆“超越三号”氢燃料电池车将进行示范运行，上海市民将有机会亲身试乘试驾。从试验室里的概念车到可以在街头飞驰的运行车，上海自主研发的超越系列燃料电池车三年前进了三大步，已经跻身世界先进行列。

“技术攻关的过程很艰苦，但取得的成果是令人欣慰的。”回顾研发历程，超越系列燃料电池车项目组领头人、同济大学汽车学院院长余卓平教授最感庆幸的是“面对两次关键的技术选择，我们都做出了正确的抉择”。最初的燃料电池车采用车载制氢方案，“奔驰”通过甲醇重整制氢，“通用”则通过汽油重整制氢，为此车辆必须装载复杂的制氢设备。项目组在经过调研后，认为应利用上海的工业副产品氢气资源，将制氢环节前移，车上直接装载氢。这一方案刚提出时曾遭到业内质疑，如今已经成为主流方案。由于液态氢需要在摄氏零下几十度极低温状态下储存，气态氢成为更现实的选择。“超越三号”目前在350公斤/平方厘米的压力条件下，用容积160升的储氢罐储存2公斤多的氢气，一次加氢可行驶230公里。“这与内燃机汽车加一次油可行驶500公里相比还有一定差距，但是能耗下降了一半以上”。余卓平解释道，超越三号在城市行驶100公里仅需1.1公斤氢气，约折合4升汽油，普通汽车则需近10升。

第二个关键的抉择是，早期燃料电池轿车方案单纯采用一个大功率的燃料电池来供电，而项目组提出了用燃料电池和锂离子蓄电池配合的电-电混合动力技术。汽车的供能过程是动态的，借助蓄电池的配合，可使燃料电池的供能过程相对平稳并把刹车时的动能转换成电能储存起来，完成踩油门时动力强劲输出而踩刹车时不浪费能源的动态控制。这一方案，也逐渐被业内认可成为主流，而且项目组还申请了专利。超越三号最高时速可达122公里，0到100公里/小时的加速时间为19秒，“这些指标已经接近目前内燃机汽车的水平，更重要的是实现了真正的零排放，唯一的排放物是水”。

在同济大学新能源汽车工程中心底层大厅，记者看到了超越号系列的样车。余卓平指点着车上的燃料电池告诉记者，氢与空气中的氧在这里相遇，穿过一层一层比纸还薄的质子交换膜，在催化剂铂金的作用下，分离出电子形成电流，同时氢与氧结合变成水。他介绍说，燃料电池及相关设备已经模块化，使“超越三号”在短短一年中搭载了大众桑塔纳3000、上汽自主品牌MPV和奇瑞东方之子3个品牌轿车，红旗、中华、长安都在与研制团队接洽，明后年将会出现一大批中国牌燃料电池轿车。

中国汽车工业的综合发展水平与世界汽车工业有20年以上的差距,而新能源汽车在解决能源紧张和环境污染这两大全球性问题的同时，带来了汽车产业的全新革命，将全球的汽车产业置于同一起跑线上。“这方面国内外的差距不过5年，是迎头赶上的最好机会。”2004年上海必比登国际新能源汽车挑战赛上，“超越三号”在排放、燃料经济性、加速性能、制动性能等7项标准测试中取得了5个A的好成绩。余卓平自豪地告诉记者，经过奥运会前100辆、世博会前1000辆燃料电池汽车的商业化应用，上海将率先进入燃料电池汽车产业化和商业化阶段。“2010年造出1000辆，我们的规模在世界上将数一数二！”

从全球起跑线开始，超越号正在加速，和国际巨头来一场实力的赛跑！（记者钟慧）

作者: jsy 时间: 2006-9-10 03:04
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

我国第一艘以氢为能源的燃料电池船在沪研制成功

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上海市人民政府网站 2006-03-11 18:02:09

上海海事大学1月5日传出信息，国内第一艘以氢为能源的燃料电池船在该校问世。这一与国际研究同步的成果，零污染、低噪声，上海市数家亲水社区以及国内不少临水景区纷纷联系合作。

橙白相间的鲜亮色彩，前尖后方的流线船型，宽敞舒适的两人座位……一眼望去，停在海事大学内的燃料电池船与一般小游艇没啥两样，原来内有乾坤：打开“后备箱”，只见一只长1米多、直径30厘米左右的钢瓶横卧，前方是25英寸电视机大小的“黑匣子”燃料电池。研究人员施伟锋解释，空气与储存在钢瓶中的氢一同在“黑匣子”里反应产生电流，直接驱动船体。根据日前在青浦小河里实测，利用14立方米氢气，可使小艇以14公里时速连续航行5小时。同时，集成在系统中的安全装置将随时监控舱内空气的含氢量，万一钢瓶泄漏，立刻蜂鸣报警。

这艘船吸入的是氢气，排出的是氢氧经过化学反应产生的“纯净水”。研究人员说起“零污染”特点：只要船上的排废管道干净，这些水可以直接饮用。一家物业公司表示，所管理小区的人工水景需要管理、观景用船，用绿色环保的氢动力船很合适。杭州西湖、云南滇池等方面也对这项新技术表示浓厚兴趣。据介绍，随着氢生产、加氢等能源供应链日益完善，燃料电池船的成本将大幅下降。

据了解，燃料电池船在科学、工业领域有很大作用。研究人员黄允千举例：科考船通过探测深海动态了解海底未知世界，可柴油发电机的噪声和振动往往会使探测数据不尽精确，低噪声的燃料电池驱动技术则可避免这个问题。在专运液化天然气的LNG船上应用该技术，则更加安全、环保。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 03:08
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

神力科技：困窘的燃料电池之王

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经济观察报记者丁凯 2006-06-26 10:48:42

　　6月20日，3辆奔驰氢燃料电池公共汽车出现在北京街头，这种公交车全球共有36辆。在这三辆无污染、单车售价180万美元的奔驰大巴受到广泛关注时，上海神力科技有限公司(下称“神力”)上下却是心情复杂。

　　中国目前拥有的16台自主品牌的燃料电池动力汽车，装的都是神力生产的发动机。尽管占有100%的市场份额，是中国燃料电池发动机制造行业的冠军，但神力并未因此阔步向前。他们自1998年成立以来持续亏损，2005年才接近盈亏平衡，直到不久前才做了第一单纯粹市场化的生意。

　　困境

　　胡里清是神力的总经理兼技术总监，他语调高昂，说起话来一字一板，脸上永远洋溢着单纯的笑容——甚至在说“我们公司这么多年一直亏损，十分困难”的时候。

　　这位美国克莱蒙森大学(Clemson University)博士后、加拿大阿尔伯塔大学(University of Alberta)研究员在1998年初回国讲学时，已经是国际知名的加拿大巴拉德动力系统公司的高级项目负责人。巴拉德是专业生产燃料电池并与多个著名汽车品牌合作的企业。胡里清想顺便看看在中国发展燃料电池有没有市场，但当年即便在上海，也没人知道燃料电池是什么。中国甚至连汽车市场都还没有萌芽，经济高速发展的列车飞驰，没有人担心能源问题。

　　失望的胡里清买好了返回加拿大的机票，临行前的最后一夜，一位不速之客找上门来，要求胡里清退掉机票。这个人是当时上海奉浦开发区总经理朱家俊，燃料电池的项目引起了他的注意，他到中科院、科技部去请教之后，认为这个产业前程似锦。

　　当年6月，胡里清抛下在加拿大的优遇，在上海奉浦开发区创立了神力。

　　从1998年到2005年，神力承担的职责，使这家民营企业看来更像一个效率惊人的研发机构。他们拥有了250多项中国、美国发明专利，完成了国家“九五”、“十五”、“863”上海市重大科技攻关等8项国家重点科研任务。

　　一台燃料电池发动机价值动辄二三百万元，这使得相当长时间内，无论在环保意识有限的中国还是在国外，燃料电池汽车都是小众产品。轿车往往被用作公务车，展示政府形象；在民用领域，燃料电池发动机更多被应用在客车上。

　　那些日子，中国没有燃料电池的市场，遑论产业配套，神力没有向市场销售一台发动机，依靠科技部划拨的经费勉强支撑。神力的行政公关主管施涛说，过去四年中，科技部划拨给神力的经费接近1亿元。

　　神力现在有120名员工，研发人员占1/3，每年的人员开销就接近300万元。“公司每年的正常运转至少需要1000万元”，胡里清自己也不知道，在给更多的中国汽车装上燃料电池发动机之前，自己的公司会不会先没有了动力。2005年，科技部一笔原本预计1月到位的经费因故拖延到6月，期间，多名员工以为神力不再受到科技部的重视而离开了公司，胡里清把自己的房产抵押，贷款50万元以解燃眉。

　　曙光

　　2005年，神力造出了15台燃料电池发动机，这些发动机几乎全部以成本价提供给从事燃料电池整车研究的科研院所和高校。

　　刚刚开上北京街头的那三辆奔驰客车源自联合国发展计划署、全球环境基金和中国科技部联手开发的一个项目。施涛说，神力去年开发的15台发动机有4台被装在“清能1号”、“清能3号”以及2辆“清能目标样车”上，这些客车都是中国自主品牌。“不蒸馒头争口气，我们就是冲着这个项目，他们使用的是外国车，但我们中国自己的氢燃料电池客车也能在路上跑。”

　　无奈的是，由于缺乏相关的标准系统，这四辆中国造的氢燃料电池客车没法办牌照。虽然上不了路，但在内部试验测试的过程中它们已经安全运行数万公里。

　　让胡里清和施涛感到欣慰的是，国内的客车厂商觉醒起来，纷纷试探燃料电池动力车市场。2005年底，有意尝试在这一市场有所作为的苏州金龙客车母公司创元集团找到神力，签下了一台发动机的订单。

　　虽然只有一台，但这第一笔来自市场的生意还是让神力上下欢腾起来。 3个月后他们交付了产品，并把这台车命名为“创新一号”。施涛说，这辆车很可能意味着来自市场的生意的开始。

　　当然，除去成本高昂，装备氢燃料电池发动机的汽车还面临着燃料补充的问题。苏州金龙为此正在与当地政府洽谈，试图策动政府部门设立加氢站。然而，让政府掏钱为还远远未成规模的氢燃料电池汽车做配套的加氢站，谈判的艰难可想而知。

　　此外，神力还要面对产业链的培养问题，他们的燃料电池发动机尽可能使用国产部件，对胡里清而言，这一方面是出于扶持自主产业链的责任感，另一方面是为了降低成本。但限于工艺水平，许多相关的国内制造商无法保证数量，在诸如炭纸等一些重要材料和部件上，神力仍然只能依靠进口，受制于国外制造商。

　　神力不存在产业化的问题，他们投资数百万元建立的产业化基地如果满负荷运转可以实现每年千台级别的产能，他们在等市场。眼下，神力正高度关注着上海市政府主导的燃料电池汽车“百千万”发展计划，希望在其中大展拳脚。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 03:10
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

中国燃料电池车受人瞩目 08年有小规模量产可能

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深圳商报吴广 2006-06-20 10:46:27

　　2006年6月8日至12日，第八届米其林必比登挑战赛在巴黎举行。包括世界各大汽车制造厂商、燃料供应商在内的超过2500名嘉宾参与了此次盛会，150辆使用各种燃料的环保车辆在比赛中进行了角逐。奔驰最新设计的氢燃料车吸引了最多的目光，而中国上海参展的燃料电池车“超越三号”也在比赛中获得了4个A的好成绩，成为了本届挑战赛的一大亮点。

　　丰田混合动力领先全球

　　明天的道路移动性将要面临能源挑战、先进技术服务于日趋城市化的道路移动性以及科技与道路安全，这三个话题是本届挑战赛的讨论主题。在未来燃料趋势问题上，赛事主办方赞扬了各国政府对汽车清洁使用所采取的措施，如巴西政府大规模推广生物燃油的应用、欧洲推广使用的天然气、美国加州研究的氢气动力，还着重提到了中国政府研究的电动汽车，有关负责人表示这些都是世界各国在污染排放控制方面令人振奋的成果。同时，该负责人指出，氢气动力在未来仍是最被看好的汽车环保燃料，但是由于燃料使用的可行性和经济性问题，氢燃料的大规模使用恐怕还要等上数十年。在现阶段，混合动力车辆还是目前比较容易推广的切实可行的清洁燃料汽车，在这方面，丰田汽车有效降低了成本，并且让消费者们乐于接受，他们在混合动力车的普及性方面走在世界前沿。

　　中国燃料电池车令全球瞩目

　　本次挑战赛活动中最精彩莫过于6月11日的汽车拉力赛，150多辆参展车辆清晨从主会场——巴黎市郊公园CERAM出发，在行驶了132公里后，抵达巴黎市中心的艾菲尔铁塔下。包括Das?sault航空集团总裁Serge Dassault先生、巴黎第七地区市长Michel Dumont先生以及中国驻法国大使在内的数百名嘉宾在终点夹道欢迎，每一辆参赛车辆都通过了必比登挑战赛终点的拱门，并在铁塔下与必比登小人合影留念，这一刻成为了本届必比登挑战赛的高潮。

　　来自中国的三辆清洁燃料汽车成为了各国媒体记者争相采访的主角，他们分别是来自中国国信的燃料电池车和中国上海的燃料电池车“超越三号”。其中最出风头的两辆“超越三号”由同济大学与上汽集团联合开发而成，是在桑塔纳基础上进行的动力改造，该车噪音低，排放清洁，许多数据指标已经达到国际先进水平，其技术负责人称这项动力设计目前正在研究如何降低成本，目标是2012年整车成本降到35万元左右，计划2008年能够实现小批量产，届时这套燃料电池动力可能会搭载到上汽罗孚的轿车上。中国“超越三号”在本次技术测试赛中的噪音、排放、燃油效率等4项考核上均获得了A级(最高)成绩，为中国汽车人争得了荣誉。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 03:12
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

北京11所氢燃料电池汽车上路

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中国航天报 2006-07-19 14:48:10

近日，北京11所牵头研制的氢燃料电池动力汽车进行首次正式行驶试验，取得了圆满成功。这辆氢燃料电池动力汽车是由依维柯面包车改装而成，动力系统采用该所自主研制的55千瓦氢空燃料电池发动机，并配以镍氢电池作为辅助动力。该种汽车的研制始于2004年年初，此次成功标志着该所承担的国防基础科研计划中的“燃料电池发电系统应用研究”项目主要研制任务基本完成。今后，北京11所将继续进行整车路试考核，为新能源动力技术研究添彩。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 03:13
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

沈培康：小型燃料电池或最早商品化

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第一财经日报记者王珍 2006-07-21 11:03:47

　　江苏省今年计划从科技成果转化基金中拨出3000万元的专款，用于无偿支持氢能源-燃料电池项目。江苏省要求中标项目，在投产的第三年就达到1亿元的年产值。中山大学理工学院教授沈培康作为技术专案，被邀请去对竞标项目进行评估。

　　此前，上海、北京、湖北等省市也提出了发展氢能源的规划。像上海将要投资15亿元，实施燃料电池汽车的“百千万工程”；湖北也拿出了很多资金，来发展混合电动汽车；北京也宣称，2008北京奥运会要花20亿元来买电动汽车。

　　小型燃料电池或最早商品化

　　沈培康说，从全世界看，氢能源-燃料电池至今还没完全实现产业化，不过已经可以商品化了。沈培康透露，他们准备在一些技术成果的转化上与国际机构展开合作。

　　“我们已瞄准了小型燃料电池的产业化方向，因为它是燃料电池中可以最早实现产业化的领域，将来可应用于电子产品、UPS电源，代替小型的化学电池。”但沈培康指出，即使小型燃料电池领域，一开始商品化的规模不会很大，因为成本还是很高。

　　事实上，燃料电池产业化，还需要电子、机械、加工等技术配合。沈培康说，广东省在产业配套上很成熟，而且经济实力雄厚，发展燃料电池很有利。

　　产业化瓶颈在材料创新

　　沈培康认为，目前燃料电池产业化的难点仍是技术问题，尤其在材料创新上。燃料电池20世纪60年代已经应用在军工、航天领域，而将之变为民用，关键在于降低成本，这就需要材料创新，要用廉价的材料达到现在的技术指标，“至少要让燃料电池的性价比与化学电池可以一争”。

　　另一个很大的技术难题，就是氢燃料的来源以及氢的制备、储存、运输和加载，因为氢很轻，而且带有危险性，运输、储存都不容易。如果发展大量的氢燃料汽车，这个问题就更加突出，所以，推进燃料汽车的难度很大。

　　此外，公共设施建设也是一个瓶颈。如果设施不完善，燃料汽车就没法上路，而建一个加氢站要投资1亿元人民币。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 03:14
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

神力氢燃料电池试水商业化

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第一财经日报记者王佑 2006-07-21 11:04:27

　　今年7月7日，上海复星化工医药投资有限公司出资人民币5045.28万元受让了上海神力科技有限公司(下称“神力科技”)36.26%的股权，进军能源领域。神力科技成立于1998年，主攻氢燃料电池技术。

　　神力科技的核心技术就是制造氢动力的轿车、客车发动机。据公司相关人士介绍，2010年时，公司生产的氢动力发动机将与普通汽车发动机的寿命相差无几。

　　现有的氢动力发动机基本在2000小时到2200小时左右，而2010年时将可达到5000小时的使用时长。“跑40万公里应该没有问题。”

　　上海明年起将陆续推出的100辆氢动力汽车，神力科技将参与汽车发动机的设计与制造。其中10辆为客车，90辆为轿车。轿车型号定为罗孚75基础上的上汽自主研发轿车、PASSAT领驭等，而客车制造则将与申沃合作生产。

　　除神力科技之外，大连新源也在研究以氢动力为基础的发动机设备。两者的技术区别在于，前者是空气低压技术，后者则为空气高压技术。

　　低压的特点在于成本低，系统简单，安全性高；高压则意味着功率更大。

　　让神力科技感到困难的是原材料价格的坚挺。主要原材料如双极板、质子交换膜、催化剂和炭纸等的国内外价格差异巨大。某种产品的价格差距，就在9倍左右。该公司内部人士告诉《第一财经日报》，已有相关国内厂家生产出了样品，且质量不错，现在就是一个量产的问题。

　　“下周我们将与奉贤当地政府讨论建设这个新的产业园区，将这些厂商引进来，实现产业上下游的对接。届时复星也将以主办方的角色参与进来。我们也有可能找一些联合投资方做大该项目。”

　　他还表示，公司现在也在涉足氢能电站领域，合作伙伴包括浙江地区的某所著名学府等几所大学。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 03:16
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

氢燃料电池公司各谋出路

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第一财经日报记者许金晶 2006-07-21 11:06:05

　　在燃料电池成本居高不下，而国家政策支持仍然缺位的情况下，各家燃料电池公司都开始了对自身出路的探索，并取得了一定成效。

　　由于燃料电池公共汽车示范项目的配套设施——BP建设的加氢站未能如期建成，飞驰竞立加氢站实际上成为中国第一座为燃料电池汽车提供服务的加氢站。运营者北京飞驰绿能电源技术公司(下称“飞驰绿能”)创建于1998年，2002年在北京市政府的2500万元支持下，飞驰绿能建立了燃料电池的中间试验基地。该公司副总经理张立芳表示，飞驰绿能走出中间试验阶段的时机已经成熟，可以进行小批量试生产。

　　在电动汽车上面，飞驰绿能将市场锁定在拖车、旅游观光车等场地用车上。

　　张立芳解释说，公交车市场目前主要是政府用于示范运营，而轿车购买群体以个人为主，对价格很敏感，而社会上又没有配套的加氢站，因此这两方面都没有什么市场，而场地用车的速度不快、重量较轻，因而所需功率较低，价格也相应比较便宜，容易被接受，因此这方面的市场需求增长非常迅速。

　　除了给汽车做配套外，张立芳把希望盯在燃料电池发电站上。包括风能和水电都大有可为。

　　就目前而言，张立芳最为看重的就是刚刚建成的加氢站。

　　张立芳说，目前加氢站的氢除了可以给燃料电池汽车供氢外，主要还可以作为工业原料向工业客户提供，公司已经与普莱克斯公司达成意向，明年所产氢的三分之一均向普莱克斯公司提供。

　　与飞驰绿能相比，北京世纪富原燃料电池公司(下称“世纪富原”)同样瞄准各种电源的市场前景。世纪富原董事长钟家伦对记者表示，目前世纪富原的开拓重点就是为包括移动电源、移动电站在内的各种电源做配套，而给电动汽车做配套只是放在市场开拓的第二位。

　　张立芳也不同意“氢能产业化需要20年甚至更长时间”的观点，他相信只要5~10年时间，燃料电池和氢能就能在中国实现大规模应用。

作者: jsy 时间: 2006-9-10 03:17
标题: 介绍燃料电池电动汽车……

UNDP燃料电池公汽示范项目二期即将启动

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第一财经日报记者许金晶 2006-07-24 10:00:33

　　在联合国开发计划署(下称“UNDP”)和全球环境基金共同运作的燃料电池公共汽车示范项目的第一阶段完成后(见本报7月20日报道)，这一原定分为两个阶段的示范项目的第二阶段工作也即将展开。

　　近日，UNDP能源环境处负责该项目的项目官员沈一扬告诉《第一财经日报》，第二期在吸取北京经验的基础上，UNDP计划在上海同样导入另外三辆更先进的燃料电池公共汽车并建立加氢站，作为示范工程；同时将协助中国政府帮助城市公交系统掌握有价值的经验，建立与燃料电池与混合动力汽车相关的公共交通政策和规划能力，并提高其商业化的科技和产业化能力。

　　根据UNDP方面提供的资料，这一示范项目从2002年11月开始筹备,原计划总共为期8年时间,其中第一阶段是为北京市购买三辆燃料电池公共汽车，从2006年6月开始在公交线路上运营，并由BP公司建设配套的加氢站，第二阶段则是从2006年开始，根据第一阶段取得的经验，该项目的第二阶段将在北京、上海两地共同展开。

　　沈一扬表示，UNDP和项目各方希望通过北京、上海两地燃料电池公交车的运行进行数据采集、成果推广和研究开发等工作，同时希望该项目能够促进相关的技术革新、行业技术标准的建立、海内外资本导入，以期未来相关技术与服务能够在中国进行商业化运行；而在项目第二阶段完成后，UNDP还很有可能根据两个阶段所获得的信息将该项目延续，进行第三阶段的运作，但具体细节目前尚未确定。

作者: 运河 时间: 2006-9-10 06:49
标题: 介绍燃料电池电动汽车……
燃料电汇应该是个方向。

作者: yxr 时间: 2006-9-10 10:06
标题: 介绍燃料电池电动汽车……
燃料电汇应该是个方向。
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燃料电池因为氢气制造成本较高，目前还看不到良好的商业化前景。做为国家培养人才和技术储备并不是不能搞，中国目前也在搞包括核聚变发电的项目，但是纯电动汽车方面已经可以开发出实用电动汽车，应该开始商业化，没有必要等别人先搞出来了再引进，应该以中国企业自主开发为主，同时吸收国外先进实用技术。

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