燃料電池分布式發電具有效率高、噪音低、體積小、排放低的優勢，適用于靠近用戶的千瓦至兆瓦級的分布式發電系統，主要應用領域為微型分布式熱電聯供系統（CHP）、大型分布式電站或熱電聯供系統。目前質子交換膜燃料電池（PEMFC）和固體氧化物燃料電池 （SOFC）技術，均已經成功應用于家用分布式熱電聯供系統和中小型分布式電站領域。

氫燃料電池發電技術優勢 

從含氫廢氣耦合氫燃料電池發電的技術角度分析，氫燃料電池發電技術的優勢特征明顯，表現在以下方面。 

含氫廢氣耦合燃料電池發電技術可改變我國化工廢氣處置的現狀，避免了傳統廢氣焚燒處置技術帶來的高耗能、高排放、負收益等弊端，實現了含氫廢氣的資源化利用及經濟性產出，調動了石油化工企業環保治理的積極性，促進環保產業的可持續發展，對發電處置行業也具有巨大的產業提升作用，應用前景十分廣闊。

燃料電池作為分布式電站應用領域的一種新興技術，其市場推廣的速度與發電成本緊密相關。在不考慮政策性補貼的情況下，發電成本主要由兩部分組成，燃料成本和設備折舊成本。表1給出了中國、日本和美國典型的居民工商業電價和天然氣價。

對于中國市場，由于國內目前尚沒有分布式燃料電池發電系統成熟的產品推出，參照日本和美國已商業化產品的成本和性能指標，對國內推廣分布式燃料電池熱電聯供系統的經濟性進行展望，如圖1所示。對于小型燃料電池發電系統，當前千瓦級系統的度電成本在國內將高達1.8元/kWh以上，中期和長期將分別降低至1.0元/kWh 和0.7元/kWh，仍明顯高于終端居民電價，顯然從發電收益上難以收回投資。如若計入熱的價值，則中期和遠期的綜合發電成本最低可降低至約0.68元/kWh和0.51元/kWh，逐漸接近并與終端居民電價基本持平，從經濟性角度仍無明顯優勢。

圖1 中國近期、中期和長期分布式燃料電池系統經濟性展望

1. 提高氫燃料電池的電堆性能和電池耐久性，這是燃料電池大規模發電的技術保障。電池耐久性的提高，需要加強關鍵材料及部件的耐久性研發，從而提高電堆及系統的壽命。 

2. 降低氫燃料電池的成本。通過發展低成本材料，優化膜電極、催化劑、氣體擴散層、雙極板和系統部件等，使電池電堆的核心材料及部件均達到先進水平，擺脫部分材料完全依賴進口的局面，降低電堆系統成本，最終實現完全國產化和產業化生產。

3. 日本和美國分別在小型和大型分布式燃料電池發電技術和推廣規模方面走在前列。基于燃料電池系統成本大幅下降和效率將提升的發展預測，大型分布式燃料電池系統在美國和日本，都能夠較快地獲得市場競爭力（2030年左右），具備在中長期進行規模化市場推廣的條件；小型分布式燃料電池系統在考慮熱價值后，在日本也將逐漸具備市場競爭力。

4. 基于國內的居民和工商業電價水平，小型分布式燃料電池發電系統在國內很長時間內將難以具備經濟性優勢；對于大型工商業分布式燃料電池系統，只有到中長期尤其是遠期，考慮熱力價值后，大型分布式熱電聯供系統才能展現出較明顯的經濟性優勢。較高的發電成本和較低的用電價格，將是中國市場推廣燃料電池熱電聯供 系統的主要障礙。

5. 在“碳中和”的目標下，分布式燃料電池系統將是我國建筑領域實現碳減排的一個重要方式，尤其在工商業領域，大型分布式燃料電池系統將逐漸呈現經濟競爭力。當前我國分布式燃 電池系統技術總體還處于研發階段，與國際先進水平差距很大，需不斷縮小技術和產業上同國際先進水平的差距，并大幅降低燃料電池發電系統的成本，為示范應用和規模化推廣創造條件。

原文始發于微信公眾號（小鄭的燃料電池筆記）：分布式燃料電池發電應用簡介