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以目前全球经济发展的速度计算，包括石油资源在内的传统资源已很难满足人类发展的长期需求。因此，开发新能源，尤其是可再生能源和对环境无害的能源，走一条可持续发展的道路，已成为人类发展中的紧迫课题。现今主要的新能源有太阳能、风能、地热能、波浪能和氢能等，而其中的太阳能和氢能在技术、产业规模和发展速度方面都位居前列，许多发达国家也投入大量研究与开发资金，力求掌握领先技术，并促进科技成果产业化，为经济发展注入新的活力。
一、太阳能技术与产业发展
国际能源机构光发电项目委员会副执行主席哈里·沙普指出，过去１０年里，世界各国对包括太阳能在内的可再生能源的兴趣日益浓厚，他认为太阳能光电系统能为世界能源工业注入新的活力。美国、日本、德国纷纷加大投资研发太阳能发电技术和产品。中国、韩国、印度等发展中国家也将注意力转向这一崭新的能源领域，并开始实施针对农村地区的太阳能发电网络的建设。沙普认为，太阳能利用将成为本世纪最流行的产业之一。
太阳能利用主要分为两类，一是利用半导体器件的光伏效应原理把太阳辐射能转换成电能，称之为太阳能光伏技术；另一类是把太阳辐射能转换成热能，属于太阳能热利用。
（一）光伏产业发展总体概况
1.全球产量
2002年，全球太阳能电池产量达520MW,日本以244MW的产量依旧排在首位，而欧洲首次超过美国，位列第二。
根据Fuji Chimera的统计资料显示，2001年太阳能电池的市场规模已经达到15亿美元（约相当于600百万瓦），并且预估2005年全球太阳能电池的市场规模将成长八成至超过27亿美元（约相当于1350百万瓦），美国太阳光电工业协会则预计一直到2020年前太阳能光电应用市场将以每年15～25％的速度成长。
2. 光伏电池的应用
（1）目前光伏电池的应用领域
目前太阳能电池的使用范围可约略分为下列几类：①家用发电系统。②农业灌溉及抽水等动力系统。③交通：电动车、充电系统、道路照明系统、交通号志、电子式公车站牌、海上灯塔等。④电讯及通讯：无线电力、无线通讯备载电力。⑤户外定位监视系统等。
（2）全球安装量继续增加
2002年，日本以636.8MW的累计安装量继续排名第一，其次是德国和美国，分别为277.3MW和212.2MW。据报道，日本国内太阳能发电系统市场增长速度已经放慢，但是在欧洲、北美和中国的市场上需求剧增。
（3）政府政策成为推动市场成长的主要动力
现今全球光伏市场以日本、德国、美国为主，主要是因为政府政策大力支持家庭兴建太阳能电板屋顶，以日本市场为例，1997年起日本政府支持兴建每户3千瓦的太阳能屋顶，但是由于太阳能发电的成本比一般电价贵3倍，所以日本政府补助1/3的费用，加上以太阳能电板取代原本屋顶建材成本也可以省去约1/3，这样一来太阳能发电的成本便接近一般发电的成本，另外，透过市电并联型太阳电池发电系统，可使得当太阳能产生的电能有剩余时，剩余电力可透过电网回售电力公司，而若太阳能发电不足时则向电力公司购电，透过这种机制来增加一般家庭装置太阳能电板的意愿，预期若这种机制可以顺利推广，太阳能电池产业将有一波新的成长动力。至于德国则是在2001年3月通过新能源法，政府以一般电价的3～4倍价格收购太阳能发电以鼓励环保电源的推广；另外美国加州也在政府的支持之下成为成长快速的市场；而我国的西北地区也因为地广人稀之下兴建电厂成本反比太阳能发电来得高，也逐渐成为使用太阳能发电的地区，不过由于每户仅用10～20瓦，所以量并不大，我国更在2002年起对于太阳能板采取零关税的措施，都将促成太阳能产业的发展。此外历届奥运城市对于太阳能发电也都有推广的行动。
（4）多晶体硅单位发电成本较低，成为市场主流
目前太阳能电池依不同的基板材料可以分为非晶体硅、复合物、晶体硅三大类，其中非晶体硅的太阳能电池由于转换效率低、老化率高，主要用于室内的消费性电子产品如计算器等，而复合物主要是以碲化镉为主，在生产技术不成熟之下成本较高成长有限；晶体硅目前约占太阳能电池市场85％的比重，由于转换效率高、老化率低、寿命长（30年），产品为市场主流，其中又可分为单晶硅与多晶硅两种，由于单晶硅产品转换效率较高，所以虽然成本以多晶硅较低，但是早期市场产品仍以单晶硅为主，不过近年来在制程、技术的改良之下，多晶硅的转换效率已经可以拉高到13～17％并且量产，在单位发电成本较低的情况下，已有取代单晶硅产品的趋势，过去五年多晶硅太阳能的电池产量平均年成长率都有30％以上，且每年成长率皆大于单晶硅，市场产量也在1998年正式超过单晶硅产品成为市场主流。
（二）全球投入大量研发资金
许多国家都对光伏技术的研发投入了大量资金，其中日本最多，2002年日本的光伏研发投入达2.8亿美元，排在第二位的是美国，达1.146亿美元。
（三）光伏技术进展
太阳能作为一种清洁的、没有任何污染的能源越来越受到和引起世界各国的关注和极大的兴趣。各种光电转化效率高而且器件制作成本低廉的薄膜太阳能电池呼之欲出。
单晶硅太阳能的光电转换效率得到很大的提高，最高的达到24％，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于它还不能被大量广泛和普遍应用；多晶硅太阳能电池地制作成本比单晶硅太阳能电池要便宜一些，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短；硅基薄膜太阳能电池在使用时，也发现有较为严重的光辐射引致性能衰退效应（简称SWE效应），到目前产品稳定的光电转换效率为11～13％。
二、燃料电池产业化现状与展望
燃料电池是一种化学电池，它利用物质发生化学反应时释出的能量，将其直接转变为电能。由于它要依靠燃料的化学反应释放出来的能量转变成为电能输出，故被称为燃料电池。具体讲，燃料电池是一种利用水的电解逆反应的“发电机”。
燃料电池是一种清洁的发电装置，具有能量转换效率高、污染小、选址能力强等优点，即适用于集中式及分散式发电系统，也可作为车辆动力系统或手机、笔记本电脑等小型可携式电力系统。燃料电池的研究与应用已引起了国家与产业界的高度重视，一些国家不仅把燃料电池确定为必须发展的关键技术之一，还期待形成新的高技术产业，为经济发展注入新的活力。
（一） 全球燃料电池产业的总体概况
2002年，全球燃料电池发电能力约为45MW（45000万千瓦？）。目前，美国的燃料电池发电量中，用于工业的可达4000万千瓦，生活民用可达1900万千瓦。据日本有关方面的预测，到2005年时，日本的燃料电池发电将达3500万千瓦。预计美、日两国10年后燃料电池发电能力可达到1亿千瓦，相当于上百座的大型发电站或5座三峡发电站。
据美国克里夫兰市场咨询公司最近的调查，过去10年西方汽车商在研究开发燃料电池上的投资高达100亿美元，其中80％用于开发车用燃料电池。预计，未来5年西方在该领域的投入至少还将增加40亿美元。燃料电池汽车的发展大有超过呼声很高的蓄电池电动汽车之势。
（二） 燃料电池的应用
目前，燃料电池的类型主要有以下五种：
（1） 质子交换膜燃料电池（PEMFC）
（2） 碱性燃料电池（AFC）
（3） 磷酸盐型燃料电池（PAFC）
（4） 熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）
（5） 固体氧化物燃料电池（SOFC）
微型燃料电池终将成为移动电话、寻呼（CD）机、便携仪表（Laptops）等的电源，甚至可用于吸尘器、手提式发电机、家用发电、社区发电和固定电源。家庭用燃料电池将首先工业化。Ballard公司计划将燃料电池引入美国数条街道的家庭，进行为期一年的试验性研究。该公司将向每条街道提供250千瓦的燃料电池。
（三）燃料电池的技术进展
除目前最有前途的质子交换膜（PEM）燃料电池外，还有许多燃料电池技术处于开发之中：固体氧化物燃料电池正得到各国广泛关注；高温熔融碳酸盐燃料电池几乎可以使用任何燃料，只是似乎仅适于工业应用；碱性燃料电池已经用于空间技术，但在商业中的应用太昂贵。日本30家企业联合研究开发一种新型燃料电池，这种电池将采用萘烷为原料向电池供应氢气。萘烷是液体有机物，能够大量吸收并释放氢气，因此是一种向燃料电池供应氢气的储氢物质。研究的目标是从天然气或废弃物中制取环烷油或苯，让它们与氢发生反应，从而生成萘烷。从长期来看，以上各种燃料电池都会被可再生的燃料电池取代，后者用太阳能从水中分解出氢，构成闭路循环过程。
（四） 燃料电池的产业化进程
在没有特别补贴的情况下，燃料电池的高价格仍然使其无法在广泛的家用和国际市场上竞争。拥有商业化前景的燃料电池种类有：
1. PAFC
PAFC是现在唯一实现商业化的燃料电池，虽然与其它技术相比，它的价格还不具竞争力。美国和日本供应商已将50～200KW的PAFC系统推向市场。全球共安装了300多台PAFC机组，运行时间约有500万小时。成本问题限制了PAFC在商业上的成功。
2. MCFC
MCFC最适合大型电站。日本、欧洲和美国的公司都已经进行了250KW～2MW 的MCFC系统的示范。MCFC系统可以直接使用天然气，无需附加燃料处理器，最近的一些测试已获得成功。MCFC开发商计划在5年内实现商业化。
3. SOFC
SOFC的效率与MCFC相当，应用范围也差不多。现在正在开发的SOFC主要有下列两种：
（1） TSOFC(管状固体氧化物燃料电池)正在进一步开发中，离固定式应用的商业化越来越近。
（2） PSOFC（平面型固体氧化物燃料电池）技术尚未成熟，但与TSOFC相比，拥有较高的能量密度和较低的生产成本的潜力。国外的一些政府和公司都对此予以关注，并认为该领域将提高全球竞争力。PSOFC仍处在早期开发阶段，要实现商业化，预计还要10年左右。应用PSOFC的一个特殊领域就是重型汽车的辅助动力。
4. PEMFC
PEMFC被认为是极有希望的燃料电池技术。PEMFC的应用潜力主要在交通和小型固定式电站市场，这激发了全球研发的激烈竞争。世界主要的汽车制造商都在竞相开发PEMFC汽车。
5. AFC
AFC在美国的航空空间计划中得到了成功应用，但陆地上的应用还缺乏吸引力，因为空气中的二氧化碳会和碱性电解液发生反应，从而降低效率。然而，由于AFC不需要贵金属，材料成本较低，已经引起了一些工业界的注意。
6. DMFC直接甲醇燃料电池
DMFC是经由甲醇和氧的相关电极反应产生电流，发电所需的燃料为液体甲醇和氧气（空气）。由于该类燃料电池摒弃了氢气，在某些应用领域具有明显的优势，如作为可携式产品的电源。但DMFC最大的问题是需要高纯度的铂金，低能量密度，而阳极流向阴极的燃料交叉将限制其在较大型的电源系统中的应用。
（五）燃料电池产业的发展预测
1. 全球燃料电池产业将快速发展
根据Business Communications公司的研究报告，目前燃料电池的市场2004年将会达到24亿美元，而在2009年将达到70亿美元。
美国纽约的技术市场研究公司Allied Business Intelligence(ABI)预测：全球燃料电池发电能力将从2002年的45MW增加到2012年的近1.6万MW。
ABI研究认为，市场早期将会有50W～30MW的产品在美国和全球得到应用。美国将取得领先，而德国和日本也将是较早实现商业化应用的两个国家。该研究还认为，优质动力和工业化动力设备市场将比住宅市场发展速度更快。工业化市场已经开始采用燃料电池系统。
到2013年，全球燃料电池(Fuel Cell)产业销售额将超过186亿美元，主要来自三大应用领域：汽车，固定应用(Stationary)和便携产品。
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