与汽轮发电机生产的电能相比,燃料电池具有非同寻常的特性:它的电效率可达60%以上,可以在带部分负荷运行的情况下进行维修,而且除了排放低比率碳氧化物外,几乎没有任何其他的有害排放物。因此,氢动力燃料电池车也是各大汽车公司抢占新世纪汽车产业核心技术的制高点。氢动力燃料电池车是国际大公司竞相研发的新能源车。通用汽车公司已研制出了零污染和零排放的氢动力未来汽车。美国、加拿大在终极能源─氢能源燃料电池的技术及应用领域具有领先水平,但综合成本高。
国际上研制燃料电池的代表公司如福特,通用,本田,丰田,奔驰等。主要研究方向集中在车辆(大型巴士和汽车) 上的应用。另一类是美国的Plug Power,UTC, Idatech和德国在加拿大的Hydrogenics注重于家用燃料电池发电机系统的研究开发。氢能源燃料电池至今还没完全实现产业化,只是在商品化阶段。而小型燃料电池是燃料电池中可以最早实现产业化的领域,可直接应用于邮电、通讯、医疗、救援、办公、家庭、小住宅、电子产品、UPS电源、安全、便携式、军用等,代替小型发电机、小型的化学电池等。
国内863计划资助的燃料电池公司及其项目,研发重点也是集中在汽车的应用上,研制局限于燃料电池本身,主要解决电池反应堆的结构、材料和化学反应上, 而对于燃料电池系统中的电力电子以及系统优化的研究较少。所以,他们的研究距离产品化、商品化、产业化仍然较远。目前,汽车燃料电池中最主要的问题并不是技术水平问题,而是实际生产中的成本问题,燃料电池汽车实用化的关键是如何降低电池的生产成本。
据美国能源部的测算,目前燃料电池生产成本为每千瓦时500美元,必须将成本降低到每千瓦时50美元才能普及。随着各大汽车制造厂家的积极参与、开发投入骤增以及技术的进步,燃料电池生产成本可望迅速降低。据预测,到2010年,美国的燃料电池汽车将占有4%的市场份额,即约有60.8万辆机动车中使用燃料电池,日本市场的占有率约为4.5%,欧洲市场上的占有率约为3.7%。显然,技术风险和市场空间的问题也不大。
随着不可再生能源(煤,天然气和石油等)的不断消耗,以及人们环保意识的不断提高,以氢为能源的燃料电池发电系统将会占据越来越大的市场,将成为推动当地经济社会发展的新能源。今天的运输部门对石油的依赖性非常高,2/3的石油被用于交通运输。氢,不但储量大,而且本身并不是一种昂贵的燃料。从提炼的角度来看,它的成本与汽油大致相当;运输的费用使它的价格高于汽油4~6倍;但是氢的燃料效率要比石油高一倍,因此只要将成本降低到石油的两倍,就能使氢的应用在经济上变为可行。
但是,燃料电池是一个集电池反应堆、(氢和空气)燃料、冷却、温湿度控制、电能转换和安全保护等众多功能一体的复杂系统。国内至今没有公司在系统地研制燃料电池的电力转换和逆变器,这是当前燃料电池发电系统开发领域的一个非常致命的断层,在很大程度上限制了应用推广。