燃料电池能否抓住发展先机？

清洁能源：一举两得 近年来，人们很自然地将关注重点转移到清洁能源上，期望可以借此创造财富和新的就业机会。清洁能源不仅可以带来经济的增长，还可以帮助各国履行解决全球气候变化问题的承诺。世界领导人如美国总统奥巴马和阿拉伯联合酋长国教育部长Sheikh Nahyan等自然不会放弃这种一举两得的发展机会。 在清洁能源方面，燃料电池尤其迎来了前所未有的发展机遇，在缓解气候变化问题、增加能源保障性及降低城市污染等方面可以扮演重要角色。如果可以率先在欧洲、日本及北美地区成功应用于某个领域，而且可以带来经济效益的话，那么这将有助于这项技术在以上这些成熟市场中得到广泛的应用。 不过，在所谓的新兴市场，燃料电池的推动因素可能更加具有本国特色，例如有的国家的发展重点是将燃料电池推广到普通消费市场。在本文中，我们主要分析了两个主要的推动因素：创造就业率和降低排放，并探讨燃料电池在维持经济和环境可持续性发展方面具有的潜能。

燃料电池广泛用于Class 1及Class 2叉车中，来替代传统的铅酸蓄电池。我们还将看一下印度和中东市场。在接下来的五年时间里，燃料电池将在这两个新兴市场获得快速的发展和广泛的应用。 燃料电池市场发展前景被看好，全球许多新兴市场都计划积极推广燃料电池的应用，而且还将发展本国的电池制造业。在中央政府的支持下，这些国家将有可能超越北美和欧洲成为燃料电池的制造中心。

燃料电池与降低排放 燃料电池是一种将化学能转变为电能的装置，简单地说就是通过化学反应将氢和氧转化成水，同时释放出电能。因此可以说，燃料电池可以为任何需要电能的装置或设备提供能量。 到目前为止，燃料电池主要用作休闲和露营、零排放叉车等的辅助电源；通讯设备的不断电电源及普通居民区热电联产设备的电源。 燃料电池在移动设备方面的应用具有巨大的市场发展前景，尤其可以满足消费电子设备长时间供电且不必依赖电网充电的需求。长期来看，大规模燃料电池供电厂可以为更多的应用领域提供低排放高效率电力，同时，燃料电池车在加载可再生的氢气后可以实现零排放（仅排放出水）。 燃料电池可以帮助降低许多行业CO2及其他法律认定的污染物（SOX、NOX和颗粒物）的排放，而且还可以在不改变消费者生活方式的情况下实现大幅度的降低。燃料电池的燃料是纯氢，在使用过程中唯一的排放物是水，不过从整个生命周期来看，燃料电池的使用是否是零排放还要看所用的氢来自可再生能源还是来自化石燃料。 如果燃料电池直接采用碳氢化合物，比如在日本家庭采用的微型天然气热电联产（mCHP）装置，在天然气转换过程中就会产生CO2。不过，燃料电池热电联产装置的供电及供热效率要比燃烧型装置高，单位热能或电能所产生的CO2相对就少。具体来说，一台日本PEM mCHP设备每单位电能所产生的CO2大约比一家日本热电站所排放的CO2少三分之一。 燃料电池的发电效率要远远大于内燃机（ICEs），因为燃料电池可以回收热能，使其效率超过理论上最大的卡诺效率，而这是内燃机效率的瓶颈。 此外，即使采用碳氢化合物，燃料电池排放的SOX、NOX等有害气体的量也非常少，而且完全没有颗粒物。我们认为如果在固定设施及运输设备中大量采用燃料电池的话，CO2的排放量可以得到大幅降低。当世界领导人在哥本哈根试图制定新的策略来应对气候变化时，他们应该考虑一下燃料电池可以扮演的角色。 燃料电池还可以降低的噪音的“排放”。跟那些法律规定的污染物一样，噪音对人们的生活质量也产生巨大的影响，尤其在城市生活中。

燃料电池与绿领工作 除了在提高发电效率、降低CO2及其他有毒物质的排放以及减少某些应用领域的噪音等方面所起的重要作用外，燃料电池还可以带来经济效益。在当前经济发展不明朗的情况下，燃料电池产业不仅可以刺激许多国家经济的增长，还可以带来许多潜在的就业机会。 在欧洲和北美地区，尤其在受经济危机影响最大的区域，发展经济和为那些大幅下滑的行业创造就业机会一直是政府工作的重心。正如二十世纪三十年代针对经济大萧条提出的“新政”计划一样，美国此次应对经济危机所推出的计划主要将重点放在为快速增长行业创造新的就业机会。 美国2008年通过的“发展可再生能源暨创造就业机会法案”尤其强调要创造“绿领”工作机会，也就是新型清洁技术制造业方面的工作机会。同样，美国在2009年制定的“经济复苏及再投资法案（ARRA）”也提出创造就业机会的方案。大约有几十亿美元的资金会投入到能源领域，该法案将拨款4200万美元用于燃料电池的开发。 根据我们在“2010行业分析报告（2010 Industry Review）”中对全球就业率的预测，在未来10年中，随着燃料电池在全球应用的不断加深，燃料电池制造、安装及维护可以在全球带来超过100万个的工作机会。 固定式燃料电池行业很可能会获得最大的发展，热电联产设备和不断电电源的制造以及相关设备的安装都会创造大量的工作机会；交通运输和移动设备燃料电池行业也可以创造大量的就业机会，只是相对少于固定式燃料电池行业。此外，随着某些细分领域生产效率的提升及制造规模的提高，在某些区域及不同发展时期还会出现一些新的发展趋势。 与欧洲和北美政府性投资及政策引导不同的是，亚洲一些制造中心，如中国大陆、印度、日本、韩国及中国台湾等国家和地区，燃料电池供应链的发展将创造大量的就业机会。这种发展非常重要，如果我们把日本排除在外的话（燃料电池的成熟市场），我们在这些地区看到非常广阔的发展前景。这种发展部分受全球经济及环境可持续发展大趋势的推动； 此外，这种大趋势还将推动这些新兴市场将他们制造的燃料电池出口到世界其他市场。经过深入分析就可以发现这些新兴市场特有的一些推动因素，而这些因素将成为燃料电池发展的重要推动力。 高科技移动消费电子设备对电源需求的增加对传统电池业带来了挑战，燃料电池能否填补这个需求缺口？此外在欧洲，越来越多的露营车，或称为休闲车或房车，都有汽车辅助电源（APU）配置，作为标准件或选配件。

新兴市场的发展 我们将新兴市场定义为一个非传统的地区和国家，一个在未来五年时间里燃料电池产业会得到巨大发展的市场。在2009年行业分析报告中，我们分析了一些这样的新兴市场，包括阿根廷、巴西、中国、印度、波兰、俄罗斯、南非及阿拉伯联合酋长国等。 在这些市场中究竟存在哪些主要的推动因素和障碍？这些国家的发展对燃料电池行业的成长有怎样的意义？

印度：蓄势腾飞 印度拥有独特的能源发展环境：虽然刚刚经历经济危机，但是经济发展依然迅猛，平均GDP增长率保持在6%～8%水平，每年有数百万人摆脱贫苦。 能否维持如此快速的发展速度，关键在于能否为制造业及非常关键的第三服务产业提供持续可靠的经济型能源。事实上，印度面临着紧迫的能源供应缺口：该国煤电产能每年增长的速度仅为4,000MW，与维持经济发展所需的每年15,000MW电量增长需求相去甚远。

此外，印度经济体系中其他一些行业增长甚至更快，比如移动通讯行业每月就会新增800万用户，甚至更多。国家电网供电也不稳定，城市内每天最多会停电20次左右，停电时间达6~10个小时，这表明电信基础设施供应商只能依赖其他形式的供电方式。 在这种情况下，燃料电池可以成为能源结构中一种重要电力来源。不久前，Plug Power和Tata Teleservices公司签订了一项200 LGP燃料电池设备，同时IdaTech和Acme Telepower 公司还签订了天然气燃料电池设备。印度在接下来的几年时间里要建造成千上万个电信通讯基站，可以想象这将为燃料电池带来多大的市场需求。 在大型固定式发电领域，一些大型印度集团公司正计划转变成垂直式的能源服务供应商，既参与上游天然气转换业务，又为下游客户提供产品与服务。 Reliance Industries和Tata这样的公司也在计划开发大型固定式天然气燃料电池，为他们旗下的各种资产提供热电冷联供，包括购物商场、豪华酒店和私立医院等。此外，这些公司拥有自己的燃料电池研发实验室，并计划购买或转让技术许可，并将这些技术应用到印度市场。他们还会在印度进行燃料电池设备的生产，就像Plug和IdaTech公司那样，也计划 在印度开展系统整合和最终组装业务。 在印度进行产品制造可以享受当地高产能低成本的优势，而且还可以把印度建成公司的全球制造基地，将产品出口到其他东南亚地区、中东以及撒哈拉以南的非洲地区。我们称这种方式为“反向进口替代”，不仅对其他新兴市场具有借鉴意义，还对全球整个燃料电池供应链内产品的制造、开发及成本的降低具有重要的意义。

中东地区 中东地区燃料电池发展的主要推动力就是该地区对经济多元化发展的强烈愿望。直到最近，发展重点才确立在两个方面，即建设与旅游，而这会带动该地区对能源和水的需求的增加。 自此次全球经济危机以来，为后碳氢化合物世界建立一个可再生能源基地又成为新的发展重点，即在当前的计划之上筹划一些大型的可持续发展能源项目，比如在阿布扎比推行的Masdar initiative项目，目标是要建立一个零碳排放、零污染城市。 虽然中东地区拥有丰富的碳氢化合物能源储备，但至今为止，对清洁能源技术如燃料电池的关注相对较少，仅仅有一些关于燃料电池石油转换装置和小型太阳能制氢项目的研究。不过，清洁能源技术带来的经济效益引起了人们的注意。在政府的支持下，这项技术开始得到人们的重视。一些燃料电池供应商开始到中东地区“掘金”，比如P21和Altergy公司率先进入不间断电源行业，为电信及紧急任务基础设备提供产品。其他公司如Hydrogenics正在开发太阳能电解技术，作为调节和平衡太阳能光伏发电间断性供电的一种方式。 长期来看，大型固定式燃料电池应用在建筑物（尤其是办公楼和公寓）电冷联供以及海水淡化（水电联供厂所采用的反渗透方式）方面是完全可能实现的。 海水淡化是能源密度比较高的加工流程，而且是中东地区电能消耗越来越大的一个领域。燃料电池在建立新的城市或开发新的岛屿过程中可以担当1~2MW水电联供设施的分配式发电机。 燃料电池在未来几年里还将取得发展的一个应用领域是豪华游艇行业。燃料电池可以为游艇提供安静的乘驾环境，而且还可以实现零排放。中东地区低排放游艇码头的大量涌现，也将使燃料电池得到进一步的发展。

总结 ■ 燃料电池迎来了前所未有的发展机遇，在推动经济发展和解决环境问题方面可以扮演重要角色。这些机会主要体现在欧洲、日本及北美地区，因为这些地区在提高就业率和降低排放方面的需求更加紧迫。 ■ 燃料电池技术可以降低CO2及法律认定的污染物的排放，还可以提高设备的运行效率。在创造就业机会方面，据当前预测，燃料电池在全球范围内可以带来约100万个的工作机会，不过有一些可能会出现在非传统区域。 ■ 印度以及其他一些新兴市场，在制造方面具有低成本高产能优势，此外加上国内市场的规模以及出口的潜能，将使这些市场挑战北美及欧洲，成为燃料电池制造的中心。 ■ 中东地区受经济多元化发展愿望的驱动，也可能大量采用燃料电池，尤其作为其可再生能源系统的一部分。

太阳能制氢技术 中东地区能源供给完全无法满足其不断增长的需求，人们逐渐对替代能源如太阳能光伏及聚光式太阳能电池阵列等技术产生兴趣。 太阳能技术的问题在于其间断性，随着天、季节及年周期性地波动。太阳能储存只能采用大型的蓄电池系统，在成本和基础设施建设方面有局限性。这就意味着电网必须有备用发电能力（一般都是采用石化燃油发电系统），以防出现可再生资源无法获取的情况出现。 不过，通过电解技术采用可再生能资源制备氢气，然后将氢气储备起来用于燃料电池是一种解决办法。这种办法可以解决在可再生资源无法获取时出现的间断性问题。这还可以在不依赖石化燃料发电的情况下保证电网电力的供应。 直到今天，可再生能源电解只局限于示范工程及微型电网中。不过，以这种方式采用燃料电池及可再生能源可以降低碳排放，这点非常明确。此外，因为这种方式所采用的能源是不含碳的，因此将可再生能转变成氢，然后通过燃料电池转变成电能的效率并不是关键所在，因为无论与其他技术相比这种转换方式的效率怎样，它始终具备一个非常关键的优势，即完全零碳排放。 目前，许多公司在中东地区正与当地合作伙伴展开合作，为分配式及并网发电开发太阳能电解燃料电池系统。（完）

关于作者： Dr. Jonathan Butler是一位负责亚洲地区的高级市场分析师，在FCT Consulting公司参与许多研究项目。Jonathan的研究重点在燃料电池便携式应用领域。他目前的研究重点包括燃料电池的供应链管理、立法、政策和知识产权等，尤其是关于专利和专利异议的分析，以及这些专利的商业影响。他还对燃料电池在中东的发展非常感兴趣。 Dr. Kerry-Ann Adamson是FCT Consulting公司经理及首席分析师。Kerry-Ann在燃料电池行业有超过10年的工作经验，她最擅长的领域是燃料电池在运输及分配式发电方面的应用。Kerry-Ann曾经在私营及公共领域中参与许多燃料电池项目。她的主要研究重点在北美地区及除欧洲及亚洲外的其他地区。

关于FCT Consulting FCT Consulting（www.fuelcelltoday.com/consulting）是一家致力于全球燃料电池和氢能源行业调研的咨询公司。公司供针对当前燃料电池行业面临的众多问题为企业、政府及非政府机构提供独立、严谨、高质量的资讯。自成立以来，FCT Consulting已经为大量全球各地客户提供咨询服务，包括西方政府机构、刚起步的中小型企业、知名的跨国公司以及许多业内知名公司。