來源：中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會機(jī)經(jīng)網(wǎng)
燃料電池微電網(wǎng)正在興起，這是兩個技術(shù)（燃料電池和微電網(wǎng)）的天然屬性和相輔相成的結(jié)果，這兩個技術(shù)互為彼此，唇齒相依。他們共同滿足當(dāng)今能源發(fā)展的需求，這些能源具有成本競爭力，高度可靠，清潔，安靜，包容，模塊化，可擴(kuò)展和社區(qū)友好。
燃料電池微電網(wǎng)
特別報(bào)告：“燃料電池微電網(wǎng)：降低成本，提高可靠性，更清潔能源的途徑”
在未來的某一天，兩種技術(shù)都會在合適的時機(jī)和適合的地點(diǎn)生根開花結(jié)果，因?yàn)楸泵离娋W(wǎng)越來越分散。美國過去幾十年來一直以微電網(wǎng)的思維來發(fā)展和調(diào)整美國全國電網(wǎng)。但微電網(wǎng)曾經(jīng)主要在大學(xué)校園里。然后在2012年，“超級巨風(fēng)”珊蒂，徹底改變了和顛覆了美國對國家傳統(tǒng)集中式電網(wǎng)的認(rèn)識，集中電網(wǎng)的脆弱性和分布式能源的價(jià)值。
今天，廣泛的企業(yè)，機(jī)構(gòu)和社區(qū)正在安裝微電網(wǎng)。根據(jù)燃料電池和氫能協(xié)會（FCHEA）的統(tǒng)計(jì)，燃料電池遵循了類似的軌跡，現(xiàn)在已經(jīng)有40多個州在運(yùn)行燃料電池發(fā)電。
Navigant Research預(yù)測，未來幾年燃料電池和微電網(wǎng)的需求將大幅增長。在全球范圍內(nèi)，燃料電池裝置預(yù)計(jì)將增長10倍以上，從2016年安裝的262兆瓦到9年后的3,000兆瓦。根據(jù)研究公司的統(tǒng)計(jì)，2025年這一新的固定燃料電池市場將達(dá)到162億美元。
Navigant公布了其關(guān)于固定燃料電池的第三季度報(bào)告，說：“技術(shù)突破正在讓持續(xù)的成本下降，產(chǎn)品改進(jìn)和商業(yè)模式創(chuàng)新，使得燃料電池在不斷增長的市場范圍內(nèi)成為可行。與此同時，在Navigant另一個預(yù)測中微電網(wǎng)也正在增長，從2015年的1.4GW到2024年的7.6GW。此時，全球微電網(wǎng)市場年收入將達(dá)到200億美元。
燃料電池微電網(wǎng)的神經(jīng)和大腦
這兩個日益流行的能源的結(jié)合使得電網(wǎng)的神經(jīng)和大腦結(jié)合在一起。燃料電池提供可靠的一代;微電網(wǎng)提供先進(jìn)的智能。
這種配對對于創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)可靠的能源至關(guān)重要。這就是為什么：微電網(wǎng)可能有幾個發(fā)電源，其中一些是間歇性或短壽命的，如太陽能或儲能。另一方面，燃料電池可以每天24小時，每周七天，每年365天不間斷運(yùn)行（只要有燃料供應(yīng)-通常是清潔的天然氣）。當(dāng)其太陽能，電池或其他資源不可用時，微電網(wǎng)總能依靠燃料電池來提供連續(xù)的電力。
因此，燃料電池充當(dāng)微電網(wǎng)可配置其各種能源資源-包括來自中心電網(wǎng)的電力的依靠的一種備份。
什么是燃料電池？燃料電池將化學(xué)能從含氫豐富的燃料轉(zhuǎn)化為電力，并且在幾乎不含污染物的電化學(xué)過程中，同時產(chǎn)生可用的高質(zhì)量的熱能。類似于電池，燃料電池是由許多單個電池形成電堆。當(dāng)諸如天然氣，沼氣甲醇乙醇等的富氫燃料進(jìn)入燃料電池堆時，它與氧電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，熱和水。典型的電池需要固定的電力充電補(bǔ)充能量供應(yīng)，但燃料電池只要有燃料供應(yīng)就連續(xù)發(fā)電。
由于燃料電池骨干備份的完美無缺，先進(jìn)的微電網(wǎng)在多任務(wù)控制中，只要找出在任何給定的時刻使用哪些資源。它根據(jù)微電網(wǎng)控制器設(shè)定的目標(biāo)做出這些決定。目標(biāo)可能是成本效益，可靠性，環(huán)境績效或運(yùn)營商優(yōu)先級的某一個參數(shù)。
微電網(wǎng)和燃料電池通常采用熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）來提高效率。該技術(shù)可以捕捉發(fā)電中產(chǎn)生的熱量，在傳統(tǒng)的集中式發(fā)電廠產(chǎn)生的熱量都浪費(fèi)了。然后在分布式微電網(wǎng)中，利用這部分熱量成為可能，用熱量給建筑物供暖和制冷（帶吸收式制冷機(jī)），或創(chuàng)造有價(jià)值的蒸汽或熱水。
燃料電池也是：
?模塊化和可擴(kuò)展。隨著時間的推移，微電網(wǎng)客戶的能源需求也在增長。
?易于安裝和環(huán)境友好，燃料電池可以安裝在內(nèi)部或外部。他們是社區(qū)友好的，因?yàn)橄啾扔谔柲芑蝻L(fēng)力發(fā)電場可能只需要很少的空間，不要使用大量的土地。
?由于其清潔的排放情況，通常免受監(jiān)管繁瑣的復(fù)制和檢查。事實(shí)上，在許多國家，燃料電池不需要空氣許可證的。
?安靜，因?yàn)樗鼈儙缀鯖]有移動部件。
誰是燃料電池微電網(wǎng)的受益者？一點(diǎn)兒也不奇怪，燃料電池和微電網(wǎng)有類似和相同的客戶群，你會發(fā)現(xiàn)通常彼此的客戶都?xì)g迎對方的產(chǎn)品。這些包括尋求高度可靠的電力的人，如數(shù)據(jù)中心，研究設(shè)施，醫(yī)院，制造商，制藥公司和公共安全。公用事業(yè)公司還使用燃料電池和微電網(wǎng)作為s電網(wǎng)電力替代方案，以幫助加強(qiáng)其電網(wǎng)領(lǐng)域，代替和升級更昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施
FCHEA總裁Morry Markowitz說：“燃料電池是微電網(wǎng)的可行和有效的技術(shù)，特別是在公用電網(wǎng)處于危險(xiǎn)狀態(tài)的地區(qū)（州）。“今天燃料電池可以確保持續(xù)發(fā)揮基礎(chǔ)服務(wù)的力量，如醫(yī)院，第一反應(yīng)者，數(shù)據(jù)中心和其他關(guān)鍵設(shè)施，同時為他們所服務(wù)的社區(qū)提供經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。”
燃料電池微電網(wǎng)市場興旺
雖然在美國的大部分地區(qū)都能找到燃料電池，但燃料電池基本上集中在三個州，加利福尼亞州，康涅狄格州和紐約州。有趣的是，這些州也是微電網(wǎng)的強(qiáng)勁的市場。
根據(jù)FCHEA，加州有超過480個燃料電池固定發(fā)電系統(tǒng)，總計(jì)超過210兆瓦的發(fā)電量。加州也是早期的微電網(wǎng)的倡導(dǎo)者，加利福尼亞州是幾個公用事業(yè)，軍事和商業(yè)微電網(wǎng)的所在地，隨著國家制定新的微電網(wǎng)戰(zhàn)略，它更有可能超前實(shí)現(xiàn)。
FCHEA報(bào)道，幾家燃料電池公司，其中包括FuelCellEnergy，康涅狄格州至少有35兆瓦的燃料電池運(yùn)行和20兆瓦的計(jì)劃安裝。康涅狄格州正在開發(fā)的一個63.3兆瓦的燃料電池安裝將成為世界上最大的燃料電池系統(tǒng)。康涅狄格州是全國第一個開發(fā)補(bǔ)助計(jì)劃來推動微電網(wǎng)的州。
紐約有14兆瓦的燃料電池，更多的可能是隨著州展開其改革能源愿景，一項(xiàng)旨在創(chuàng)建更分散的電網(wǎng)的政策。為此，紐約正在向微電網(wǎng)撥款4000萬美元。
