1、燃料電池市場悄然興起

經過近十年的發展，燃料電池在一系列早期應用中已經表現出了良好的優勢，與現有的能源利用技術可以進行諸多領域的競爭，進而使這項技術具有了更為廣闊的吸引力。燃料電池已在多個工業領域（包括叉車、數據中心和電信塔）的應用證明了其作為可靠和清潔的電力供應等多功能應用，以及作為零售店和企業設施的現場低排放電源越來越受廣大消費者歡迎。燃料電池發電正變得越來越廣泛，全球有超過十萬個燃料電池系統在運行。

為什么燃料電池的銷售和租賃在終端用戶市場上在不斷增加？因為，無論是動力、靜止、離網或便攜式的應用需求，這項技術都能夠實現用途廣泛、可靠，能夠為任何需要它的空間提供電力。燃料電池是一種低至零排放技術，在不燃燒的情況下進行電化學發電，通常不受國家空氣許可要求的限制。由于運動部件很少，燃料電池非常安靜，與其他一些技術相比，安裝占地面積小。這些良好的屬性允許將該技術放置在室內或室外，例如屋頂、地下室、停車庫、建筑場地或公共空間附近。

此外，燃料電池具有可擴展性，從小型便攜式到多兆瓦（mw）公用事業規模的裝置，發電效率約為50%。一些燃料電池系統可以捕獲副產品的熱量，從而將電和熱的綜合效率提高到90%或更高。

燃料電池利用氫，幾乎可以從任何含氫的來源中提取氫，包括傳統（化石燃料）和可再生資源（沼氣、生物量、太陽能和風能）。考慮到這些不同的氫源，燃料電池與可再生和化石燃料工業之間存在協同作用。隨著燃料電池和氫氣行業的持續增長，這些行業的市場擴張機會也將擴大。

2、天然氣應用

越來越多的燃料電池為企業設施和校園、數據中心、零售店、生產設施、政府大樓、學校和醫院提供現場電力，而其產生的副產品通常只有熱量和水。以美國為例，保守估計美國主要在加利福尼亞、紐約和康涅狄格州安裝了超過200兆瓦的大型固定燃料電池發電能力，在這些區域國家政策和排放目標控制促進了燃料電池能源的陸續使用。燃料電池發電廠在成本上也可以與某些州的電網競爭，提供高質量的電力，并已證明在暴風雨和其他損害電網完整性的事件中提供可靠的電力。這些燃料電池系統大多由天然氣驅動。

而很多公用事業公司運行多兆瓦燃料電池系統，以確保電網的彈性發電。韓國在最大的公用設施上安裝了一個59兆瓦的天然氣燃料電池發電廠，可以為電網提供連續的基本負荷電力，并為區域供熱系統提供優質的熱量。

在美國，DelmarvaPower（特拉華州）運營著30兆瓦的天然氣燃料電池，為約22000戶家庭提供持續可靠的電網電力。總部位于弗吉尼亞州的能源公司Dominion在康涅狄格州布里奇波特市中心也有一個14.9兆瓦的天然氣燃料電池設施，為康涅狄格州的電網提供電力。并有多兆瓦天然氣燃料電池設施正在建造中，為康涅狄格州的UnitedIlluminating和UILHoldingsCorp.提供電力。世界各地的一些能源公司也與燃料電池制造商簽訂了營銷或分銷協議，以在客戶群中推廣天然氣燃料電池系統。

此外，小型（≤1千瓦）天然氣燃料電池系統在日本市場上很容買到，在日本，已有超過10萬套住宅燃料電池系統出售給家庭和公寓樓。這個數字還在穩步增長，以達到日本政府的燃料電池規劃目標，即到2030年使用燃料電池為日本10%的家庭（約530萬戶）供電。住宅燃料電池在歐洲也表現出了良好前景，歐洲12個歐盟成員國正在試驗1000個住宅天然氣燃料電池系統。

在美國的康涅狄格州即將建成的幾個微電網中，燃料電池也被納入其中，這些微電網設計用于在停電和其他緊急情況下向應急庇護所提供彈性和可靠的電力。

3、沼氣/生物質

燃料電池也可以通過利用富氫沼氣實現電力供應。根據美國能源部（DOE）估計，美國沼氣資源有能力以50%的電效率生產約5千兆瓦的電力。DOE報告也指出，大部分沼氣資源將位于大型城市中心附近，也是燃料電池發電的主要需求中心附近，即車輛（FCEV）和固定燃料電池發電。

其中，一種沼氣來源是廢水處理過程中（厭氧消化氣體，簡稱ADG）的甲烷副產品，這是一種通常會被燃燒掉，并向大氣中直接排放產生溫室氣體的副產品，通過燃料電池技術它可以轉變為一種電力資源，即現場發電（稱為"廢物轉化為能源"）。例如，美國的加利福尼亞和紐約已經有十幾家城市污水處理廠使用ADG和燃料電池發電。

微軟已經在俄亥俄明州啟動了一個試驗項目，利用一個300千瓦的ADG動力燃料電池為鄰近廢水處理廠的一個小型離網數據處理廠供電，并創造了一個100%可再生能源利用的裝置。微軟正在率先將較小的數據設施和燃料電池放在廢棄的沼氣池附近，作為投資大型數據中心所需電力基礎設施的替代方案。

此外，沼氣還可以在燃料電池電動汽車和燃料電池驅動的材料處理設備中所需要的可再生氫的大規模生產發揮作用。美國能源部報告稱，美國廢水處理廠每年可提供50萬噸甲烷，這些甲烷可提供足夠的氫氣，每天可以為60萬輛燃料車提供燃料。美國垃圾填埋場每年也可產生1240萬噸甲烷，充足的氫氣每天可為1300萬輛燃料車提供燃料。

最近的一項研究表明，使用沼氣驅動的燃料電池不僅可以產生電力和熱量，還可以產生氫氣流。加利福尼亞州奧蘭治縣的廢水處理廠在為期兩年的試點項目中成功地展示了燃料電池三代系統，生產電力和熱量，并將可再生產生的天然氣輸送到位于工廠附近的氫燃料站。

另一個燃料電池三代系統已經在加拿大溫哥華運行，這套系統使用填埋氣（LFG）提供資源發電。除了發電外，附近的一個水培溫室還可以充分利用燃料電池的廢熱，而可再生氫則可出口用于汽車燃料或工業中。寶馬也正在美國南卡羅來納州的汽車制造廠研究將LFG用于氫氣制造，作為工廠275輛燃料電池驅動材料裝卸車的低成本氫氣來源。

美國最大的洋蔥加工廠Gills洋蔥（加利福尼亞）通過一個600千瓦（kw）的燃料電池將75%的洋蔥加工廢料轉化為低排放、碳中性的能源。ADG供電系統為工廠提供基本負荷電力，并利用副產品熱量支持厭氧消化池中洋蔥廢料的處理。該公司每年節省大約70萬美元的電力成本，并消除了每年40萬美元的運輸洋蔥廢料到農田的成本。藍湖印第安人部落（加利福尼亞）也利用當地的生物量，將木材作業產生的木屑轉化為一個綜合生物量燃料電池發電系統中的富氫合成氣。

4、風與太陽

風力與太陽能發電會產生多余的電力無法直接儲存，但可以通過多余的電力來電解水，產生氫氣和氧氣，并將氫氣和氧氣儲存在地下供日后使用，這種模式可以大規模儲存多余的可再生能源，也可以將氫氣注入到天然氣管道，輸送到下游使用。可再生氫也可以儲存在罐中，通過運輸，注入到加氫站網絡中，然后用于燃料電池或汽車燃料。

德國正積極尋求P2G作為其能源轉型戰略的一部分，目前已有十幾項P2G技術正在部署中。在美國，南加州天然氣公司最近也宣布了美國首個將風能和太陽能資源中的電力轉換為氫氣和甲烷的P2G演示，并測試了美國現有天然氣管道的使用，以驗證通過這種方式儲存剩余電力的可行性。

隨著全球運輸燃料電池應用的持續增長，以及生產100%可再生氫汽車的需求不斷增長，氫燃料的應用可能為太陽能和風能行業的發展帶來更大機遇。

在美國加利福尼亞州，九個氫燃料站中的三個使用現場太陽能電解來產生氫氣，更多的氫燃料站也在建設當中，在美國東北部的燃料站也使用現場太陽能（康涅狄格州）和風力發電（紐約）的方式來制氫。

美國國家可再生能源實驗室（科羅拉多州）正在開發利用風能和太陽能資源為運輸車輛生產氫氣，并計劃在夏威夷的一個聯邦設施建設一個太陽能氫站。在日本和歐洲，一些發電站可以提供現場太陽能發電制氫。隨著汽車制造商將其燃料電池電動汽車陸續推向消費市場，該市場在未來幾年將保持不斷增長。

5、甲醇

燃料電池可以由甲醇提供動力，甲醇是一種可以直接在系統內進行改造的酒精燃料。甲醇具有巨大的燃料電池使用潛力，因為每加侖中的氫原子比任何其他在正常條件下穩定的液體都要多。另外，甲醇易于運輸和儲存，并且作為世界上最大的化工產品之一，每年全球需求量為5000萬噸。

擁有甲醇燃料電池產品的公司正在材料處理和離網應用領域尋找市場機遇，例如電信塔的電力、監控設備和傳感器、手持電子設備以及休閑車輛和船只中的電子設備等。

甲醇在發展備用和遠程動力燃料電池市場中扮演著越來越重要的角色，特別是在非洲、印度、加勒比和東南亞。公用電網的可靠電力，尤其是蜂窩塔的可靠電力，對經濟增長、健康和公共安全起著至關重要的作用，而甲醇燃料電池能夠通過使用這些地區隨時可用的普通商品來滿足這一需求。

數百個甲醇燃料電池備用電力系統已經在菲律賓、加勒比和拉丁美洲的電信網絡中運行，在那里電網可能遭受極端天氣影響導致的電力中斷。在印度，政府已經授權在電信網站使用清潔能源，燃料電池被視為一個最具吸引力的選擇，以取代目前為許多蜂窩塔供電的污染嚴重的柴油發電機。

5、潛力巨大的新興產業

國際知名企業也已經認識到燃料電池的優勢，并正在利用這項經過驗證的技術改變能源使用格局，越來越多的企業采用燃料電池技術，燃料電池的客戶群正在逐漸擴大。隨著燃料電池行業的持續增長，與清潔能源未來愿景相同的關聯能源行業將出現潛在的新市場和新機遇。皙梓博士