燃料电池微电网 ——迈向低成本、高可靠性的清洁能源之路-第2页-北极星储能网

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燃料电池微电网降低能源消耗的三种途径

商业单位以及机构单位安装燃料电池微电网系统都会出于各种各样的原因。但是其中追求低能源消耗是其中最主要的一个。

下面我们就来分析一下燃料电池微电网技术的财政优势：

根据Navigant研究，随着产量的提升以及经济规模的壮大，燃料电池成本呈现逐步下降趋势。Navigant研究发现固定式燃料电池的成本下降速度明显快于风能并且与太阳能成本下降速度保持在同一水平。燃料电池微电网的低成本投入将会获得更快的成本回收周期。

较大的宏观经济走势使燃料电池产业处于更加有利的位置，尤其是处在天然气价格较低的时期。

不足为奇的是，燃料电池相对于公共电力价格具有最大成本优势的地区发挥主要作用。因此，燃料电池装主要应用于美国东北部，加利福尼亚州和夏威夷，这些地区商业电价为10-20美分/kWh，电力价格成本较低地区的2-3倍。然而，燃料电池微电网可为客户提供8-14美分/kWh的电力价格，信息来自于FuelCellEnergy。

据FuelCellEnergy称在这些地区燃料电池微电网系统可以节省20%的电力成本。例如，安装1.4MW的燃料电池相对与，客户可以节省100,000美元。

降低风险

企业和机构在考虑进行大型能源设备投资时最关注的是投资的风险问题。对能源基础设施的投资意味着这部分钱是不能花在运营核心以及市场扩张的。

随着购电协议（PPA）这种措施的普及，将会有助于避免这种风险。这些无需支付定金的方式客户每月需要支付的电价与支付电网电费的价格相当或者更低。与此同时客户获得更加可靠、稳定、清洁的电力。在PPA购电模式下，燃料电池公司对电池进行维护，保证电池的正常运行。这样客户可以同时避免金钱与运营风险。

价格制定

一般情况下。尽管燃料的价格会在整个合同周期（一般20年）范围内上下波动，PPA电价是基本固定的。客户需要考虑到长期价格波动，需要将系统消耗燃料的量考虑在内，一般来说长期的价格协定对于天然气这种燃料是有利的。美国能源信息预测未来到2040年，天然气的价格将会处在相对较低的状态。

公司在考虑购电协议价格时需要将未来电网电力价格波动情况考虑进去。在美国电网电力的价格是呈上升趋势的。受到地方机构以及法规的保护，公共电力价格并不能直接反应燃料的价格。此外，公共电力的价格还会受到未来公共基础设施的建设以及电力需求量等等其他因素的限制。

此外，燃料的成本大约只占到燃料电池发电成本的1/3。其他的2/3主要包括运营以及维护成本、建厂成本，这些部分对于协议电价而言都是固定不变的。这也是为什么燃料电池微电网的协议电价成本比从电网中购买电力要便宜。

EIA预测未来到2040年，电网电力价格将会逐渐上调。对于燃料电池微电网电价制定而言，需要将燃料电池对热能的利用也考虑进来。利用这部分能量，可以为客户供暖或者制冷。因此燃料电池系统提供了两种功能：电力和热能，进而实现为客户节省开支的目的。

刺激政策抵消成本

目前各个州政府以及联邦政府对燃料电池的使用提供不同的鼓励政策。一般政府会通过不同的形式进行资助：拨款、贷款、采购等等一系列的刺激政策。目前总共有30个州将燃料电池和氢能列为其清洁能源；25个州通过设立基金、贷款等其它形式；还有16个州通过减免税收的政策来扶持燃料电池和氢能产业的发展。

康涅狄格州：康涅狄格州向燃料电池微电网项目提供资金支持，同是通过低排放可再生能源项目对其进行资助。燃料电池可获得I级可再生能源执照，电力可以通过长期的协议面向公共用电以及用电单位进行销售。

加利福尼亚州：从2001年开始，有超过400套燃料电池系统通过加利福尼亚州的SGIP项目被安装并应用。整个SGIP项目装机容量已经达到175MW。

纽约州：纽约州的能源研究与发展部门设立150,000,000美元来资助可再生能源项目，以期到2030实现可再生能源电力占整个电力系统的50%的目标。

新泽西州：新泽西州的清洁能源部门为装机量在3MW以上的燃料电池热电联供系统提供支持。

燃料电池微电网的环境优势

美国阿贡国家实验室发布的研究报告指出燃料电池微电网在运行过程中所释放的温室气体量远远低于美国国家电网。如果固体氧化物或者熔融碳酸盐燃料电池等高效率的燃料电池被应用到微电网中，那么其温室气体排放量与现在43%非化石可再生能源发电的加州所产生的碳排放量相当。

目前由加州河滨市运营的废水处理厂是研究燃料电池环境表现的良好范例。在这个燃料电池发电项目中，通过对废水处理产生可再生的生物气，这些生物气作为燃料电池的燃料，产生碳中性的电力供给周边电力用户。相较于其他的燃料电池对燃料成分以及纯度的严苛要求，该项目中的燃料电池可以直接采用生物气作为燃料，大大提升了效率。

河滨市位于南海岸空气质量管理区，这里拥有美国最严苛的空气质量排放标准。由于燃料电池并不像传统内燃机那样通过燃烧来转换能量，这种通过电化学反应的过程显著地提升了能量转换效率，排放量也是比内燃机低数个数量级。河滨市的1.4MW燃料电池系统的排放即使是在空气质量排放控制最为严格的地区也是符合要求的。值得一提的是，加州的SelfGenerationIncentive项目的排放标准是360kg/MW，河滨市的燃料电池微电网完全满足这一要求。

燃料电池一般包括熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池和磷酸燃料电池。大部分的燃料电池以氢气为燃料，但是像生物气这类可再生的燃料也可以被利用，同时像是丙烷这类传统燃料也是可以作为燃料电池的燃料。

同样的燃料进入内燃机会产生侏儒一氧化碳、氮氧化合物、二氧化硫以及固体颗粒物等有害污染物排放，但是如果进入燃料电池通过电化学反应产生电能完全可以杜绝这些污染物的排放。虽然有些燃料电池可以产生二氧化碳，但是可以减少50%的排放量，同时燃料电池不会排放出有害气体。

一般来说，固体氧化物燃料电池和熔融碳酸盐燃料电池的效率均在60%以上，质子交换膜燃料电池效率也在50%以上，可以有效减少温室气体的排放。即使是相对于加州和美国东北地区最先进的发电技术（传统能源），其温室气体排放也是大幅削减。同时效率越高，燃料的需求也就越低。

目前美国已经有9个州将固定式燃料电池列为I级可再生能源发电方式。

原标题：燃料电池微电网 ——迈向低成本、高可靠性的清洁能源之路

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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