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固体氧化物燃料电池

1、项目简介：
    固体氧化物燃料电池（SOFC）电效率可达55%，系统的热电联产效率可超过80%，是能源转换效率最高的发电系统，具有高效、低污染、燃料适应性强的优点，可用于大型发电站、家庭和商用分布式热电联产系统、车船辅助电源或动力电源等领域。固体氧化物燃料电池（SOFC）可用天然气、煤气、柴油、酒精和生物燃料等。系统是检验SOFC单电池、电池堆及其它元部件技术是否成熟的标志，是固体氧化物燃料电池技术商业化的前提。通过利用高性能单电池组装紧凑型kW级电池堆，集成2kW热电联产示范系统。
 
2、市场背景：
    随着经济的发展，人们对公共建筑的环境舒适性要求越来越高，大型建筑的暖通空调设计成为必需。无论中央空调系统还是集中供暖系统，它们必须依赖于某种能源方式才能运行。分布式能源系统能够独立于集中能源（如电网、热电厂等），它可以单独为一独立大型建筑供应能源，而不受集中能源系统的影响，具有很大的灵活性和独立性。

    在目前阶段，可以选用燃料电池，它在夜间发电的副产物为160～220℃的热水，在冬天可直接供暖供热水，夏天可提供给余热制冷机组进行夜间的余热制冷或直接供热水满足洗浴的需要。

    燃料电池系统和该热动力系统组合起来，则可实现白天和夜间连续的独立建筑冷热电联供。该系统不消耗化石能源，无污染，能源利用效率高，具有进一步理论研究的价值和推广应用潜力。整套系统具有很好的可靠性、噪音低，体积小，可置于独立建筑的顶层一角，从环保角度来说，没有污染，不增加二氧化碳的排放。其缺点是目前的初次设备投资比较高。国际上磷酸型燃料电池已进入商业化，其它几种燃料电池预计在2005年-2010年200KW，将全面进入商业化。

    1990年，日本通产省发表了“长期电源供需展望”报告，预计日本国内的燃料电池发电容量到2000年约2250MW；2010年约10720MW，电力系统用5500MW，其中约有2400MW是MCFC和SOFC高温型燃料电池；2010年煤气化MCFC和SOFC达到实用化；发电效率达到50％-60％。由于燃料电池发电技术仍有许多技术上的难题没有突破，进展速度低于预期值，因此日本目前已将原目标做了修正，预计2000年燃料电池装机容量将达到200MW，其中分布式电源112MW，工业用热电联产型为88MW；2010年将达到2200MW，其中分布式电源型为735MW，工业用热电联产型为1465MW。

    美国能源部(DOE)对美国潜在的燃料电池市场的预测认为：在2005年-2010年，美国年需求燃料电池发电容量约2335MW-4075MW。现在美国的燃料电池年生产能力为60MW，商业化的价格为$2000-$3000／kw，若年生产能力达到100MW／a，商业化的价格则可达到$l000-$1500/Kw。若能达到(2000-4000)MW／a的生产能力，燃料电池的原材料费仅$200-$300／kw。那么燃料电池的价格则有可能达到$900-$1100／kw，此时可完全与常规的发电方式竞争。
 
3、技术特点、指标：
特点：
搭建了年产5000片全电池的国产化生产线，开发了高强度超薄型SOFC单电池制备方法。
建立了与国际惯例接轨的单电池测试技术。
设计了高功率密度、紧凑型、等距离气体流道电池堆结构。
开发了微晶密封玻璃材料及其密封复合组件。
设计了启动燃烧室与重整一体化的高效重整器。
设计了一种采用燃烧启动、燃料预处理、尾气废热梯次利用的固体氧化物燃料电池分布式热电联产系统。

指标：
以10KW电池堆为例。热循环≥20次、功率密度≥0.4W/cm2、衰减速率≤5%/1000h、运行时间≥3000h及电转化效率达到45％、总能源利用率达到75％。
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