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摘要：氢在使用时不排放CO₂，因此作为下一代新能源备受期待。使用氢产生电力的“燃料电池系统”，是广泛应用氢能构建氢能社会的关键之一。本文中将介绍商业及工业用燃料电池的现状，以及直接利用氢能的新型燃料电池。

关键字：燃料电池、氢能、商业和工业用燃料电池、纯氢燃料电池、氢能发电、氢能社会

应用于各种场景的燃料电池

在家用领域，燃料电池“Ene-Farm”逐渐普及，而在商业和工业领域，燃料电池的应用也在不断扩大。

商业和工业用燃料电池的发电量范围很广，从数千瓦到数百千瓦不等，根据其用途变化。商业和工业用燃料电池已经活跃于众多场景。出于业务连续性计划（BCP）的需求，一些不能停电的场所，如工厂、公共设施、医院、福利设施等正在加大引入燃料电池。

数据中心也是引入燃料电池的主要设施之一。数据中心安装并运行着网络服务器、数据通讯设备等，在云端存储了大量企业和个人的数据。为了保护这些重要的设备和数据，数据中心必须安装后备电源以备停电时使用。燃料电池在该类场景下能充分发挥作用，因为即使停电，只要有燃气供应，燃料电池就能不间断地发电。

此外，燃料电池能够在离终端用户非常近的地方进行发电，所以发电过程中产生的热量也可以得到利用。正由于燃料电池能够充分地利用电能和热能，非常节能，且有利于减少碳排放，其已经被实际应用于工厂员工宿舍等需要大量热水供应的设施。

不仅在日本，商业和工业用电池在韩国、美国、德国、南非等世界各国也正在被广泛利用。

燃料电池的燃料种类多，可使用沼气或直接使用氢气

商用和工业用燃料电池的燃料不仅限于城市天然气，还可以采用沼气等，以达成CO₂净零排放。

现在已经有一种燃料电池，可以利用从废弃物当中提纯的气体作为燃料来发电，比如从啤酒厂的废水中提取的生物甲烷气体，从污水处理厂提取的消化气体，以及从厨余垃圾中提取的生物质气等。

此外，2016年出现了“纯氢燃料电池”，这种电池无需燃气重整，可以直接供给氢气来实现发电。现在市场上销售的设备，根据其用途，输出功率范围为700W~1000kW，而且已经实现了在批发市场、工厂、温水游泳池和住宿设施等场景中的实际应用。

化工厂也引进了这种纯氢燃料电池，而且化工厂可以利用生产过程当中生成的氢气副产物来发电。从今年开始，一些项目开始将纯氢燃料电池、太阳能发电、蓄电池技术进行整合，以实现工厂用电100%来自可再生能源。

随着氢能供应链逐步构建完成，今后，纯氢燃料电池的应用也将不断扩大。福岛县浪江町用于制氢的“福岛氢能研究基地”（FH2R）已经投入使用，浪江町的国道服务区“NAMIE”已安装有以FH2R生产的氢气为燃料的纯氢燃料电池。2021年7月至9月举行的东京奥运会和残奥会上使用的圣火燃料也部分采用了FH2R所生产的氢气。此外，东京奥运会和残奥会的奥运村（晴海旗）中也安装了纯氢燃料电池。

目前，关于纯氢燃料电池加氢方式的研究也是多种多样。已经有很多地方安装了储氢罐，并通过管道将氢气输送给纯氢燃料电池，维持纯氢燃料电池的运行。而晴海旗和北九州的氢能小镇的纯氢燃料电池，则是通过地下管线和加氢站来供给氢气。

此外，福岛县浪江町还进行了用像电线那样的高架氢气管道来供应氢气的实证。同样已经得到验证的运氢方式还有“储氢合金”，这是一种能够在在冷却时吸收氢气、加热时释放氢气的金属。“储氢合金”的卡式罐可以像卡式炉气罐那样长期保存，因此一些信号灯已经采用纯氢燃料电池作为备用电源。

今后，根据用户的需求和地理环境，氢能的供给方式将更加多样化，纯氢燃料电池的使用也将变得更加方便。

毋庸置疑，燃料电池是实现“氢能社会”的关键之一，更是未来实现碳中和能源系统不可或缺的设备。燃料电池在今后仍将不断进化，其技术发展和最新动向值得关注。

“燃料电池”——未来能源系统不可或缺的设备