为什么日本汽车公司对新能源汽车并不感冒

近日，外媒报道，日本丰田计划与中国一汽合作，投资12.2亿美元，在天津建造一座新能源汽车工厂。该工厂预计每年生产20万辆纯电动、插电式混合动力和燃料电池汽车。目前，丰田还未透露其中纯电动、插混和燃料电池各自的生产比例。

据相关资料显示，这已不是第一次丰田在中国布局燃料电池相关项目了。最早于2017年10月，丰田就启动了氢燃料电池车MIRAI未来在中国的实证实验。2019年9月以来，丰田在国内布局了从燃料电池电堆，到燃料电池，再到燃料电池重卡示范应用的项目。

2020年1月，20辆氢能源公交车正式投入江苏常熟3路城市公交线运行。资料显示，该车是苏州金龙（海格）第五代氢能源公交，采用丰田燃料电池电堆等核心零部件，上海重塑燃料电池系统，可实现-30℃低温启动，-40℃低温存储。

2019年12月，上海重塑、江苏常熟高新技术产业开发区管理委员会、丰田通商（上海）有限公司三方达成合作，携手打造氢燃料电池重型卡车示范应用项目。

2019年9月，广汽集团与丰田签订《深化战略合作框架协议》。根据协议，双方将进一步深化开展涵盖新能源车、节能车及智能网联车领域的全面的技术合作，包括在广汽集团及合资企业的车型上搭载燃料电池等。

除日本丰田外，日本本田、韩国现代也在国内积极布局：

2020年2月，韩国现代完成对四川现代汽车有限公司100%收购。资料显示，这是第一家合资车企转变为外商独资车企的案例。此前于2020年1月，韩国现代表示，基于在韩国和瑞士的经验，公司将在四川工厂生产氢燃料整车，进行本土化的研发，加深与中国合作伙伴进行氢燃料的资源互补，并通过租赁的模式进行运营和落地。公司表示，将在2030年完成在中国投放1000辆氢燃料汽车。

2020年1月，江西五十铃汽车有限公司与本田联合开发氢燃料电池卡车。资料显示，这也是本田首次向外部公司提供其燃料电池系统。

氢云链研究表明，2019年，中国燃料电池技术取得了一定的进展，初步掌握了燃料电池电堆与关键材料、动力系统与核心部件、整车集成等核心技术；部分关键技术实验室水平已接近国际先进水平。但是，中国燃料电池在工程化、产业化与总体技术水平相对落后。外资企业资金与技术的引进，可能会加快中国燃料电池产业发展的步伐，但同时也可能是制约产业可持续发展的毒药。

氢云链认为，国家有关部门可参考国际上有效的氢能与燃料电池项目管理机制，研究制定促进燃料电池产业发展和推广应用的工作方案，进一步明确国家战略导向，开展规范的顶层设计，防止低水平企业盲目开展低水平重复建设。对于企业来说，需加强研发投入，确保核心技术自主可控，才能确保在行业内的市场竞争力；同时，也可为中国在燃料电池技术领域追赶世界先进水平提供强有力技术支撑。

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燃料电池

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。 磷酸型燃料电池(PAFC) 燃料电池

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。 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"PC25"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，在中国就将迎来第一座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200kWPAFC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。 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。 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BallardGenerationSystem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。BallardGenerationSystem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BallardFuelCell商业化。BallardFuelCell已经用于固定发电厂：由BallardGenerationSystem，GPUInternationalInc.，AlstomSA和EBARA公司共同组建了BallardGenerationSystem，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IndianaCinergy，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EBARABallard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。 图是安装在柏林的250kW PEMFC燃料电池电站： 在美国，PlugPower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，PlugPower模块第一个成功地将汽油转变为电力。最近，PlugPower公司开发出它的专利产品PlugPower7000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，PlugPower公司和GEMicroGen成立了合资公司，产品改称GEHomeGen7000，由GEMicroGen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)、VolkswagenAG(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LosAlamos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0.13mg/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0.1mg/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。 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（EnergyResearchCorporation）（现为FuelCellEnergyInc.）和M-CPower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-CPower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-CPower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30kWMCFC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。 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： 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%。 被称为第三代燃料电池的SOFC正在积极的研制和开发中，它是正在兴起的新型发电方式之一。美国是世界上最早研究SOFC的国家，而美国的西屋电气公司所起的作用尤为重要，现已成为在SOFC研究方面最有权威的机构。 早在1962年，西屋电气公司就以甲烷为燃料，在SOFC试验装置上获得电流，并指出烃类燃料在SOFC内必须完成燃料的催化转化与电化学反应两个基础过程，为SOFC的发展奠定了基础。此后10年间，该公司与OCR机构协作，连接400个小圆筒型ZrO2-CaO电解质，试制100W电池，但此形式不便供大规模发电装置应用。80年代后，为了开辟新能源，缓解石油资源紧缺而带来的能源危机，SOFC研究得到蓬勃发展。西屋电气公司将电化学气相沉积技术应用于SOFC的电解质及电极薄膜制备过程，使电解质层厚度减至微米级，电池性能得到明显提高，从而揭开了SOFC的研究崭新的一页。80年代中后期，它开始向研究大功率SOFC电池堆发展。1986年，400W管式SOFC电池组在田纳西州运行成功。 1987年，又在日本东京、大阪煤气公司各安装了3kW级列管式SOFC发电机组，成功地进行连续运行试验长达5000h，标志着SOFC研究从实验研究向商业发展。进入90年代DOE机构继续投资给西屋电气公司6400余万美元，旨在开发出高转化率、2MW级的SOFC发电机组。1992年两台25kW管型SOFC分别在日本大阪、美国南加州进行了几千小时实验运行。从1995年起，西屋电气公司采用空气电极作支撑管，取代了原先CaO稳定的ZrO2支撑管，简化了SOFC的结构,使电池的功率密度提高了近3倍。该公司为荷兰Utilies公司建造100kW管式SOFC系统，能量总利用率达到75%，已经正式投入使用。目前，SiemensWestinghouse宣布有两座250kWSOFC示范电厂很快将在挪威和加拿大的多伦多附近建成。下图为西屋公司在荷兰安装的SOFC示范电厂，它可以提供110kW的电力和64kW的热，发电效率达到46%，运行14000h。 燃料电池 编辑本段评估

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。中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。 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"。中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。

编辑本段经济性

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的中国国外商业价格为$1500/kW，PAFC的价格为$3000/kW。中国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，按目前在中国天然气最低市价（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。

编辑本段展望

中国稀土资源丰富，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：

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

节约配电网的建设费用

中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。

提高电网的安全性

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。

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。

南通职业大学的邮编为226007，该校地址位于江苏省南通市青年中路89号，是一所经江苏省人民政府批准、教育部备案设置的综合性全日制普通高校，是全国办学历史最长的高等职业院校之一。

南通职业大学始建于1973年，坐落在江海交汇、紧邻上海、物阜民安、人文荟萃的长三角北翼中心城市——江苏省南通市，是一所经江苏省人民政府批准、教育部备案设置的综合性全日制普通高校，是全国办学历史最长的高等职业院校之一，是全国为数不多涵括学历教育、技工教育、职业培训于一身的职业院校。学校面向江苏、山西、山东、浙江、安徽、江西、河南、广东、广西、四川、贵州、云南、甘肃等13个省份招生，建有南通市区和海门两大校区，设有机械工程、电子信息工程、化学与生物工程、建筑工程、汽车与交通工程、艺术设计、经济管理、国际合作教育（外国语）、技师、海门、继续教育等11个学院，校园总面积1000多亩，建筑面积40多万平方米，现有教职工800多人、各级各类在校生近18000人。

办学四十多年来，学校秉承“厚德远志、格物致知”的校训，遵循张謇先生“学必期于用、用必适于地”的教育思想，坚持“根植南通、服务南通”的办学思路，始终把立德树人作为根本任务，深入贯彻落实和党的十九大精神，努力办好人民满意的高职教育，先后荣获江苏省先进基层党组织、江苏省教育系统创先争优先进集体、江苏省高校思想政治教育工作先进集体等称号。学校是全国高职专科人才培养工作水平优秀院校、江苏省高水平高等职业院校建设单位、江苏省示范性高职院校、江苏省职业教育先进集体、江苏省文明单位、江苏省高校和谐校园、江苏省平安校园。学校是教育部首批现代学徒制试点单位，是教育部《职业院校管理水平提升行动计划》工作委员会主任单位、中国职教学会发展战略研究工作委员会副会长兼秘书长单位。据中国教育大数据研究院报告显示，2017年学校知名度、关注度、认可度、美誉度位于高职院校全国第34位，江苏第4位。

学校积极探索现代职业教育体系建设，与3所本科院校、7所中职学校分别合作开展专本“4+0”联合培养、“3+2”分段培养和中高职“3+3”分段培养，架立了中职、专科、本科互联互通，学历教育与技工教育、职业培训交互并行的 “立交桥”。学校还是国家建设行业技能型紧缺人才培养基地、江苏省产业人才培训示范基地、江苏省高等教育人才培养模式创新实验基地。学生技能证书获证率达到99.8%，计算机和英语考试通过率遥遥领先于全省平均水平，在挑战杯、职业院校技能大赛、数学建模大赛、电子设计竞赛等各级各类赛事中成绩优异，毕业设计（论文）连续六年获省一等奖、评优获奖率稳居全省前列。

学校专业建设精准对接区域产业发展，形成了“以工为主，文、管、艺并举”的专业格局，现有50多个专业，其中国家级重点专业5个、省政府立项品牌专业1个、省高水平骨干立项专业4个、省重点专业群4个，省品牌（特色）专业9个、省示范建设重点专业（群）4个。学校现拥有国家级职业教育专业教学资源库1个、国家级精品课程2门、国家级精品资源共享课程2门、省级精品课程10门，“十二五”国家规划教材7部、省级精品（重点）教材26部，国家级实训基地4个、省级实验教学示范中心1个；国家级教学成果一等奖1项，省级教学成果特等奖1项、一等奖3项、二等奖6项。

学校大力实施“人才强校”战略，着力推进教授、博士“双百工程”，建有一支高素质的“双师型”教师队伍，现有专任教师511名，其中正、副教授比例达到51.58%，青年教师中硕、博士研究生比例达到83.73%，“双师”素质教师占88.93%。现有全国优秀教育工作者3人；全国五一劳模奖章获得者1人、全国技术能手1人、国务院特殊津贴专家1人、省级优秀教学团队3支、省产业教授3人、省级教学名师3人、省有突出贡献的中青年专家1人、江苏工匠1人、省“333工程”培养对象11人、省“青蓝工程”中青年学术带头人和优秀青年骨干教师培养对象26人。

学校开创性提出了“专业与产业、课程与岗位、课堂与车间、科研与生产、实习与就业、培训与工种、老师与师傅、校长与厂长”八个对接的理念，深入推进产教融合、校企合作和社会服务。上世纪80年代学校实施的“早期挂钩、定向推荐”模式，被誉为我国校企合作联合培养人才“第一单”。学校是南通建筑产教联盟理事长单位，近年来先后与南通建工、中航高科、罗莱家纺、林洋电子、中兴通讯合作共建南通华夏建筑工程学院、南通科技机械学院、罗莱商学院、林洋电子学院以及中兴通讯互联网学院，与中兴通讯、上汽通用、阿里巴巴、施耐德等知名企业合作建有教育部ICT行业创新基地、教育部上海通用汽车ASEP项目、阿里巴巴数据中心培训学院和施耐德电气南通培训中心，与江山农化、江苏龙信、国核维科、万洲石化等大型企业合作开展“订单式”人才培养，建有国家土建结构预制装配化工程技术研究中心南通分中心、江苏高校人文社会科学校外研究基地培育点、江苏省农药废水处理与资源化技术研发中心、南通市新材料政产学研协作基地、南通市哲学社会科学研究基地“通商研究所”，拥有建筑节能及保温技术、数控机床加工精度、催化技术应用、工业机器人应用、新能源汽车驱动与智能控制技术等5个市级重点实验室，数控技术、建筑工程、精细化工、楼宇弱电、数字化设计与制造技术、无人机应用技术、环境检测等7个市级公共服务平台，90%以上高级职称教师在企业担任技术顾问、评审专家，为企业提供科技服务，每年面向社会培训各类人才6万人次。

学校践行以生为本的理念，努力提升学生管理服务效能。招生和就创业工作始终保持“两旺”态势，生源量大质优，每年招生录取均在4000人以上，招生计划完成率和录取报到率稳居南通第一和全省前列；“专转本”考试上线率、录取率及高分考生人数一直位居全省高职院校前3名。学校坚持以促进就业为导向，多年来，毕业生就业率一直保持在98%以上，用人单位满意度达到93%以上，连续八次被评为江苏省高校毕业生就业工作先进集体。“双创”教育特色鲜明，按照树立“创业念”、提高“创业力”、打造“创业场”、开设“创业课”、培育“创业人”、提供“创业金”、建立“创业链”、形成“创业态”等八大路径，全面推进“双创”工作，创立了南通市首家高职院校创业教育孵化基地，被评为江苏省大学生创业教育示范校，成功打造了“点击”、“雅兰”、“无人机商用服务”等一批品牌项目，多次获得国家和省市各类创新创业大赛殊荣。校团委摘得共青团系统最高荣誉全国五四红旗团委，校学生会被评为省十佳学生会。

在中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。在中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中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。近几年中国加强了在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。此前参与燃料电池研究的有关概况如下：

1：PEMFC的研究状况

中国最早开展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100WPEMFC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。

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，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。

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。

2：MCFC的研究简况

在中国开展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。

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。

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。 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，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，它已是能源、电力行业不得不正视的课题。

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。

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"PC25"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，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。2001年，在中国就将迎来第一座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。

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，它的应用领域从交通工具到固定电站，其子公司BallardGenerationSystem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。BallardGenerationSystem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BallardFuelCell商业化。BallardFuelCell已经用于固定发电厂：由BallardGenerationSystem，GPUInternationalInc.，AlstomSA和EBARA公司共同组建了BallardGenerationSystem，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IndianaCinergy，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EBARABallard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，正在测试。

图是安装在柏林的250kW PEMFC燃料电池电站：

在美国，PlugPower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，PlugPower模块第一个成功地将汽油转变为电力。PlugPower公司开发出它的专利产品PlugPower7000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，PlugPower公司和GEMicroGen成立了合资公司，产品改称GEHomeGen7000，由GEMicroGen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)、VolkswagenAG(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。这些大的汽车公司均有燃料电池开发计划，虽然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。

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。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）2000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（EnergyResearchCorporation）（现为FuelCellEnergyInc.）和M-CPower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，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-CPower公司已在加州圣迭戈的海军航空站进行了250kW装置的试验，计划在同一地点试验改进75kW装置。M-CPower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30kWMCFC已运行了10000h。三洋公司也研制了30kW内重整MCFC。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，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。

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：

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%。

被称为第三代燃料电池的SOFC正在积极的研制和开发中，它是正在兴起的新型发电方式之一。美国是世界上最早研究SOFC的国家，而美国的西屋电气公司所起的作用尤为重要，现已成为在SOFC研究方面最有权威的机构。 早在1962年，西屋电气公司就以甲烷为燃料，在SOFC试验装置上获得电流，并指出烃类燃料在SOFC内必须完成燃料的催化转化与电化学反应两个基础过程，为SOFC的发展奠定了基础。此后10年间，该公司与OCR机构协作，连接400个小圆筒型ZrO2-CaO电解质，试制100W电池，但此形式不便供大规模发电装置应用。80年代后，为了开辟新能源，缓解石油资源紧缺而带来的能源危机，SOFC研究得到蓬勃发展。西屋电气公司将电化学气相沉积技术应用于SOFC的电解质及电极薄膜制备过程，使电解质层厚度减至微米级，电池性能得到明显提高，从而揭开了SOFC的研究崭新的一页。80年代中后期，它开始向研究大功率SOFC电池堆发展。1986年，400W管式SOFC电池组在田纳西州运行成功。

燃料电池

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、DomierGmbH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。

它是丰田集团唯一的商社，以汽车相关业务为主轴

丰田不光做汽车 还有很多其他产业 包括银行 金融都有涉及 比如丰田金融

丰田通商株式会社从1970年左右就开始与我国有相关贸易往来

它主要涉及金属 机械电子 食品材料 能源 化学品等行业

它还有一个汽车本部 主要负责向120多个国家出口丰田集团在国内生产的轿车、卡车等整车和汽车零部件之外，还向第三国出口以及在海外零售各汽车制造商在海外生产的整车。

历时8年的RCEP协议于11月15日正式签署。 RCEP全称为“区域全面经济伙伴关系协定”，2012年由东盟10国发起，邀请中国、日本、韩国、澳大利亚、新西兰、印度共同参加，旨在通过削减关税及非关税壁垒，建立统一市场的自由贸易协定。

除去尚有部分重要问题没有解决的印度未加入以外，其余十五国签订的该协议意味着，彼此之间将基于该协议为各方提供便利。

今年早些时候，能源一号对于逆变器和组件厂商在海外工厂、联络点以及办事处做过相对完整的梳理，以下是具体信息。今年以来，包括晶澳 科技 、隆基股份在内，还陆续收购和新建了一些海外基地。这些中资在海外的办事机构及投资项目，不少属于RCEP所在的亚太国家范畴内。

因而，以下公司都会备受RCEP协议签订的利好而获得更大的业务增长机遇及发展空间。

所以，RCEP的建立，将大大有利于中国与周边国家的新能源贸易往来，同时也对中国企业在未来在布局这些地区的新能源产品、市场带来更多便利。

举例来说，中资设在亚洲各地的海外工厂，可直接将中国的制造能力进行复制及略作变化，把产成品输向美国等个别对中国光伏设置贸易壁垒的地方。

中国企业本身，也可借由较好的贸易政策与RCEP协议所在国保持更好的关系与沟通，从而带动中方及贸易伙伴国家一同做大新能源产业。

疫情期间，有海外产能和强大分销渠道的公司，与世界各地朋友做生意的顺畅度大大提高，中国企业的地缘优势虽不能彻底体现出来，但因根深蒂固的海外厂区、办事机构及第三方合作伙伴关系，让业务协作并不受疫情问题的困扰。今年前三季度，业绩表现出色的中国A股及美股等公司，恰恰是上述这类企业。

从组件市场来看，正泰新能源、晶科能源、隆基股份、天合光能、协鑫等都在全球各地布局了大量产品生产线，不少位于亚洲等地。良好的海外工厂，加之部分厂商也同时拥有海外的硅片、支架等周边伙伴产能，对企业的出口贸易带来了极大便利。

逆变器领域来说，包括华为智能光伏、古瑞瓦特、锦浪 科技 、爱士惟、固德威等逆变器厂家，则可以通过庞大的分销网络、当地销售人员来承担及保障疫情期间的产品供应。

随着RCEP的签订，中国企业征战全球的战略意义更加深远。相关细节显示，RCEP所在国的所有货物贸易中，都可逐步取消关税与非关税壁垒。协定中指出合作应扩展到其他领域，包括但不限于银行、金融、 旅游 、工业合作、交通、电信、知识产权、中小企业、环境、生物技术、渔业、林业及林业产品、矿业、能源及次区域开发等。因此，需要金融、工业伙伴支持的中国新能源企业，中长线也会获得更多的利好。

再结合诸多国家宣布碳中和目标的情形，我们会发现，今后带给包括中国新能源厂商的机遇也会进一步扩大。9月，我国宣布力争2030年前碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。紧接着的10月，韩国总统文在寅在国会发表演讲时宣布，韩国将在2050年前实现碳中和。今年11月，日本有消息称考虑为实现2020碳中和目标采取税收刺激措施。此前，新西兰已完成碳中和目标立法。大趋势下，其余国家预计也会陆续确定碳中和的目标。

能源行业是完成碳中和目标的重要突破口，十五国共同签订的协议，将为国内外可再生能源企业带来更多的发展契机。下面将从光伏布局的角度来看看，中国企业在RCEP协议所在国的新能源业务发展脉络，以及这些国家本身所制定的新能源目标情况是怎样的。

东盟各国生物质能、地热能、水能资源最为丰富，风能、太阳能和潮汐能具有较大潜力。中国企业在东盟各国都有相当规模的光伏项目布局，以下以中国企业在越南、泰国的光伏布局为代表进行盘点。

越南的光伏市场一直是中国企业争取的重要地区，中国企业在越南的有关光伏布局包括大型光伏项目、工厂建立、产能收购、产品出口等颇多。

2019年，中国出口到越南的光伏组件达4.48GW，今年中国对越南市场的布局也在如火如荼地进行，对疫情的担忧并未影响到相关项目进程。

今年2月，隆基股份收购越南生产基地3GW电池、7GW组件；5月，中国电建签署越南禄宁550MW光伏发电项目合同；6月，中国电建签署越南富美330MW光伏发电项目合同；11月，晶澳 科技 越南基地年产3.5GW高功率组件项目开工奠基仪式顺利举行，该项目利用越南基地现有土地，投资7 亿元，建设年产3.5GW高功率组件生产线及配套设施。这些布局也是看好越南当地作为良好的产品输出地、贸易、土地、人员及新能源政策有优势等综合判断而进行的。

据国内多位负责越南市场的销售、项目开发负责人表示，今年越南光伏的新增装机容量在3.5~4GW左右。此次签署的RCEP或将进一步开拓中国企业在越南光伏市场的布局。

同样属于“东盟”十国的泰国，也是中国企业布局的关键市场。今年2月，中国能建签署泰国58.5MW浮体光伏EPC合同；4月，中能建葛洲坝国际逆势签约泰国90MW光热光伏项目EPC合同，投资金额高达5亿美元。2个月之后，晶澳 科技 为泰国12.5MW漂浮电站供货高效PERC组件。随后的8月，中国能建助力泰国11.56MW光伏停车场落地。

根据泰国的电力发展计划，到2036年，泰国的可再生能源发电总装机容量有望达到17GW，泰国仍然有巨大市场供光伏发展。

签订自贸协定的十五国中，值得重点提出的是韩国。

今年7月，韩国产业通商资源部发布政策：光伏组件供应商应具备低碳认证资质，且该政策未设置缓冲期，要求立即实施。而在中国光伏企业申请此项认证时,韩国认证部门以新冠疫情为由，拒绝到中国进行低碳认证，无法得到认证的中国企业对韩国的出口受到了阻碍。

国内业界普遍认为，韩国此举是人为向中国设置了贸易壁垒。此次签署的协定明确规定，协定各国在实质上所有货物贸易中逐步取消关税与非关税壁垒，韩国对中国人为设置的贸易壁垒有望在短时间内得到解决。

今年5月，韩国也公布了一项长期能源计划：至2034年，可再生能源占韩国能源结构的比例将从目前的15.1%提高到40%。与此同时，液化天然气发电的所占的比重将从32.3%下降到31%。在贸易壁垒问题得到解决之后，中国企业有望在韩国市场大展身手。

另一邻国——日本的新能源市场也表现不错，中国企业积极在当地开疆辟土。晶科能源、华为等早就在日本地区取得了相当惊艳的销售业绩。

今年3月，隆基股份也与日本信越集团签订掺镓相关专利许可协议；4月，日本的82MW光伏项目竣工，均采用来自国内厂商的铝合金架台；6月，晶澳 科技 宣布为日本关西地区110MW光伏电站供应单晶PERC MBB组件，该项目是日本市场目前规模最大的单体项目之一。

10月，日本首相菅义伟宣布了使温室气体排放量在2050年之前实质上减为零的目标。同理，以可再生能源为主导的碳中和目标市场布局，日本光伏市场在未来同样具有巨大潜力，中国企业也有望因自贸协定在交易过程中获利。

新西兰已经完成碳中和目标立法，澳大利亚还未提出到2050年实现净零排放目标或碳价的方案，但于今年9月表示，计划未来十年内在能源技术方面投资180亿澳元以减少碳排放。

中国在澳大利亚的布局包括，今年1月传来消息即将完工的，东方日升投资并承建的澳大利亚西部最大的132MW Merredin光伏电站。今年6月，中国能建葛洲坝国际也签署了澳大利亚85MW光伏电站的EPC项目。

在组件及电站领域，正泰新能源、晶科能源等都在澳大利亚拥有较广泛的布局及渠道伙伴商。而古瑞瓦特、锦浪 科技 、固德威、阳光电源、爱士惟等核心逆变器厂商也在澳大利亚的分布式市场斩获不少订单，深受当地消费者的好评。

新西兰方面，当地的电力输送国企Transpower于今年4月表示，到2050年，新西兰可通过基于风力、太阳能、地热和水力发电的多能源发电满足全国的电力需求。在装机容量方面，新西兰预计2050年太阳能容量可达6GW。中国企业在新西兰已经展开相应的市场开拓。未来随着RCEP的确定后，也会看到更多项目的开花结果。

综合澳大利亚和新西兰等两国对相关可再生能源的规划，在自贸协定的加持下，中国与两国开展相关项目合作或能得到一定的便利。

关税与非关税壁垒是国与国之间交易长久以来难以避免的问题，或是为保护本国企业而颁布的措施，或是为进行部分不正当竞争，然而历时八年才签署的协议向世界表明，合作才能共赢。

世界各国的共同目标最终指向实现“碳中和”，随着协议的签订，放开可再生能源的布局的脚步，实现“碳中和”的目标指日可待。