大家应该都经历过一些突然停电的情况，这个时候通常会用柴油发电机来应急发电。而氢燃料电池作为一种发电装置，也是可以用来应急发电的，这种应用场景就属于分布式能源系统的范畴。下面就一起来深入了解下氢燃料电池在分布式能源系统中的应用。

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一、分布式能源系统简介

分布式能源系统，指的是靠近用户或用电现场配置较小的发电机组，包括分布式冷热电联供系统、分布式发电站、固定式发电站、备用电源等，可独立运行，也可并网运行，被用于应急发电、厂区削峰填谷、能源稀少地区补充用电等场景。

作为新一代供能方式，分布式能源系统主要有四个特征：

直接面向用户需求，布置在用户附近，减少能量输送成本。
相对于传统的集中式供能系统，均为中、小容量，灵活节约。
多功能趋势，既包含多种能源输入，又可同时满足用户的多种能量需求。
可供选择技术也日益增多，如与燃料电池的结合，经过系统优化和整合，实现多个功能目标。

分布式能源系统的核心及重要组成部分是分布式冷热电联供系统，其种类繁多，可与风能、太阳能、生物质能相结合。按热机类型分类，主要有燃气轮机、内燃机、汽轮机、斯特林发动机，以及燃料电池等分布式冷热电联供。

二、氢燃料电池分布式发电的优势

其中，氢燃料电池分布式发电具有效率高、噪音低、体积小、排放清洁环保、功率配置灵活等优势，适用于靠近用户的千瓦至兆瓦级分布式发电系统，主要应用领域为微型分布式热电联供系统、大型分布式电站或热电联供系统。

巴拉德固定式燃料电池解决方案

根据电解质类型的不同，燃料电池通常可分为碱性燃料电池(alkaline fuel cell，AFC)、磷酸燃料电池(phosphoric acid fuel cell，PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(molten-carbonate fuel cell，MCFC)、固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，SOFC)及质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)。

其中，质子交换膜燃料电池(PEMFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)技术都已经有成功的应用案例。

PEMFC主要由聚合物材料构成，一般工作在60~100 ℃，采用纯氢作为燃料，功率密度高，具有良好的启停能力，是目前发展最为广泛，技术比较成熟的一类燃料电池。
SOFC主要由陶瓷材料构成，一般工作在600~1 000 ℃，无需贵金属催化剂，燃料适应性广，可以采用多种碳氢燃料，在发电的同时产生大量高品位的热能，在小型热电联供系统中极具应用前景。

目前，PEMFC由于在早期成本上更占优势，因此占据更大的市场应用份额。

攀业氢能制氢、储氢、发电一体化备电系统

华硕能源工业副氢燃料电池分布式电站

钮特动力便携式氢燃料电池应急备用电源

三、氢燃料电池分布式能源系统案例

综合诸多资料来看，目前氢燃料电池分布式能源系统案例主要有副氢工业园区、备用电源、绿氢组合发电等。

1、副氢工业园区

这类型案例主要是应用于烧碱行业副产氢气、钢铁高炉煤气可分离回收副产氢气、焦炭生产过程中的焦炉煤气可分离回收氢气、石化工业中的乙烯和丙烯生产装置可回收氢气等工业园，把原来排空或“点灯”的工业副氢用来发电，从而达到节能环保、提高经济效益的目的。

在嘉兴港区嘉化能源园区，由重塑集团旗下电力电子事业部磐动电气打造的兆瓦级氢能分布式发电站，正在利用园区内烧碱厂副产的氢气，就地转化成安全、经济的清洁能源，成为园区满足高峰时期生产用电需求的有力补充，并有效降低了用电成本。

清能股份为韩国蔚山工业园交付的200kW固定式燃料电池发电系统，成功利用当地工业尾氢及天然气重整制氢，并入当地的电网，为园区及周边居民供电。

2、备用电源

该应用案例主要是应急电源，如抢修、救灾等场景。除此之外，办公大楼、商超、数据中心、通信基站等场景也可应用。

本田在其位于加利福尼亚州托伦斯的公司园区推出了一个新的固定式燃料电池发电站。该试点项目将为校园数据中心提供备用电源，并将由绿色来源的氢气提供动力。

由国鸿氢能参与研发的氢燃料电池移动应急电源车已参与多次救灾、重大活动等的保供电工作。另外，国鸿氢能与中国铁塔合作建设的燃料电池备电基站已稳定运营至今。

由中国移动通信集团湖北有限公司，武汉理工新能源有限公司和武汉理工大学共同开展的“绿色基站备用电源示范项目”，首台通信基站燃料电池备用电源成功安装于武汉市梁子湖畔的湖北移动的通信基站，保证了该基站的零掉线，提高了通信的服务质量，同时也使通信基站更加绿色环保。

3、绿氢组合发电

这是一套组合拳，光/风发电制氢 + 储存 + 固定式氢燃料电池发电。

在江苏无锡的松下冷热电三联供氢能示范项目，搭配太阳能发电及储能系统，使工厂内100%使用可再生能源。

宁波慈溪氢电耦合直流微网示范工程是国家电网首个氢能国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项的配套项目，由国网浙江省电力有限公司牵头，组建产学研用联合体进行研发、生产装配及示范运营，采用众宇动力首套固定式热电联产系统，通过将氢能与风力、光伏等可再生能源耦合运行，同时通过氢能微网，满足用户对电、氢、热多种能源的需求。

四、应用挑战及相关厂商

理论上，所有氢燃料电池企业的产品都能应用到分布式能源系统上。但实际应用中还存在诸多问题亟需解决，比如燃料电池电堆的性能需要进一步优化与提高，还有氢气的制备、储存、运输等环节远未成熟等等。

虽然氢燃料电池分布式能源系统还面临许多挑战，但是氢能产业的各个环节正在快速发展，未来随着相关技术、法规的成熟和完善，氢燃料电池分布式能源系统应用前景十分广阔，众多燃料电池厂商纷纷布局。

据不完全统计，目前布局固定式发电站的氢燃料电池相关企业有巴拉德、松下能源、路普能源、本田、清能股份、重塑集团、国鸿氢能、武汉理工新能源、众宇动力、氢途科技、华硕能源、攀业氢能、风氢扬、氢璞创能、清极能源、鲲华科技、高成绿能、纽特动力、铧德氢能、东方电气、华清能源、申氢宸、江苏氢电、江苏氢港、明天氢能、氢蓝时代、爱德曼等等。

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原文始发于微信公众号（艾邦氢科技网）

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