2021年以前，国内燃料电池热电联供厂商只能将目标瞄准海外市场，如铧德氢能就曾对氢云链表示，对比国内，公司更加看重欧洲市场。2021年后，热电联供的情况却发生了翻天覆地的变化：扶持政策井喷、示范项目快速出现，在《氢能产业中长期发展规划》中，热电联供更是被放到了发电领域的首位，成为氢能与燃料电池的重点发展方向。
如何看待2021年后，曾经处境尴尬的国内燃料电池热电联供产业出现“咸鱼翻身”行情？现象背后是产业底层逻辑变化驱动的趋势反转？还是“双碳”政策驱动下，产业摸索过程中“昙花一现”的实验？如果产业趋势确立，未来燃料电池热电联供有何挑战？氢云链将通过系列文章探讨国内燃料电池热电联“火热”背后的“Know-How”，本文是第一篇。
一
发展现状：燃料电池热电联供加速跑
1、政策大幅增加，专项补贴出现
中科氢焱市场负责人马明川回顾：“2020年大概有十多个城市的政策提到热电联供，但在主席确定“双碳”之后开始受到重视，2021年后井喷式地达到了几十个地区政策。”
根据氢云链数据库，尽管热电联供相关的政策众多，但基本仅提及“鼓励发展”。部分地区明确了热电联供的装机量目标，如2025年北京分布式能源系统装机规模10MW；2025年和2030年佛山市分布式能源装机规模分别为2MW和10MW；四川省提出到2025年实现热电联供示范应用，建设氢能分布式能源站和备用电源项目5座。少数地区，如成都、潍坊和嘉兴等出台了具体的补贴政策，具体见图表1。
图表1 国内燃料电池热电联供补贴政策
来源：氢云链数据库
《氢能产业发展中长期规划》则提出，因地制宜布局氢燃料电池分布式热电联供设施，推动在社区、园区、矿区、港口等区域内开展氢能源综合利用示范。在国家政策的推动下，燃料电池热电联供的发展和应用将得到进一步重视。
2、国内企业加速推出产品
据氢云链数据库显示，国内企业在燃料电池热电联供环节的产品与项目也在2021年集中上马，具体见图表2。
图表2 国内燃料电池热电联供企业动态
来源：氢云链数据库
热电联供产品功率范围广。国内燃料电池热电联供覆盖了5KW到150KW的范围，涵盖了从家庭到社区、工业园区的应用场景。
项目集中在氢能产业聚集地。示范项目所在地集中在氢能产业集群地区，与燃料电池汽车热点地区高度重合，而非适用热电联供的偏远地区，这显示了热电联供尚处于示范期的起步阶段。
燃料呈现多元化。目前国内热电联供的燃料包括天然气、甲醇、沼气、氢气等。
以PEM产品为主。从图表2可看出，国内企业以PEM方向为主，仅有潍柴等少数企业开发了SOFC方向，这与国内SOFC技术处于起步开发阶段有关。
3、外企进入推动燃料电池热电联供发展
外企加快了进入中国市场的步伐，显示对国内热电联供市场的看好。外企进入的方式也包括：（1）产品销售，如佛山“氢进万家”项目采用了斗山440kW和松下700W的燃料电池热电联供设备；（2）技术合作，松下与中集安瑞科携手研发热电联供系统产品；（3）合资企业，如贵州氢能效率是中德合资企业。
燃料电池热电联供环节外企进入中国，更多是促进国内热电联供市场的发展。正如马明川所言：“对比我们初创企业，松下可以利用它的品牌认知度，让更多人去认识热电联供产品，提高社会普及度。”
二
发展原因：自上而下，“双碳”与电网改革推动燃料电池热电联供快速发展
国内外的环境差异导致了此前燃料电池热电联供在国内的“冷遇”。以欧洲为例，贵州氢能效率市场负责人王青表示：“一是欧洲地区民众对供热和热水的需求更明确并已形成习惯，市场机制相对完善；二是由于电网和电力体系的原因，欧洲居民电价高于国内，热电联供具备形成经济性的可能；三是欧洲环保意识深入人心，有采用清洁能源供电供热的意愿。因此欧洲对于燃料电池热电联供的接受程度更高。”
在“双碳”目标确立之后，燃料电池热电联供设备迎来了发展的机遇。总体而言，热电联供环节呈现了“自上而下”的特点，与氢能产业整体“自下而上”相反。
1、“双碳”是燃料电池热电联供发展主因
“双碳”目标确立后，企业必须从各个环节实现降碳，其中包括建筑、社区的供电供热和部分工业企业的自发电。
建筑供电供热的减排方法包括：改变燃料（如煤改气）、集中供暖、能效优化；而企业自发电则需要更改发电模式、使用CCUS等方式。能够同时在供热、供电同时实现减碳的燃料电池热电联供是值得尝试的方案。
豫氢动力营销总监张靖表示：“部分企业的减排是硬指标，建筑减排也是减排目标领域，这正是燃料电池热电联供的用武之地。”
2、电网改革是燃料电池热电联供的发展助力
随着电力生产结构（光伏风电、储能系统等直流电源）和消费结构（电动汽车等直流负荷）的变化，电力组织形式也将发生改变。建设更加坚韧的电网需要对传统电力模式进行一场变革。
由于在提高电网弹性上的巨大潜力，微电网迅速取得发展，成为传统电力技术和新兴电力方案之间的桥梁。
2月10日发布的《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》明确，鼓励建设源网荷储一体化、多能互补的智慧能源系统和微电网。3月22日发布的《“十四五”现代能源体系规划》提出，积极发展以消纳新能源为主的智能微电网，实现与大电网兼容互补。
“燃料电池热电联供是一种分布式发电，能够成为一个微电网。大电网有大电网的好处，但也带来了局限性，比如美国德州的大停电，国内去年郑州洪灾也停电了。所以微电网成为近几年电网改革的关键词。”马明川说道。“我们参与了某地园区的一个直流供电微电网系统项目，将风光电、电解水、储能、分布式发电等各类板块连接起来。”
在“双碳”与电网改革的双轮驱动下，燃料电池热电联供有望成为主流能源组织体系的重要组成部分。
三
燃料电池热电联供的挑战
1、技术问题
由于国内燃料电池应用以车用为主，但热电联供电堆设计不能照搬车用的经验，原因包括：
（1）工况差异。车用工况复杂，因此对响应性能要求较高，而热电联供的功率变化相对缓慢。
（2）寿命差异。热电联供设备年使用时长可达8000个小时，按十年折旧周期就是8万小时，目前车用电堆的寿命大概1万小时。
（3）热管理差异。车用电堆主要要求散热，而热电联供要求充分利用热能。
（4）控制逻辑差异。热电联供需考虑热电输出平衡，车用考虑电控制。
因此热电联供电堆设计，包括极板流道、耐腐蚀、催化剂抗中毒、质子膜选型，乃至结构设计等对比车用都有所变化。设计的差异又导致工艺的差异，进而造成人才的缺失。因此，与国外合作或是有热电厂背景的企业会占据一定的优势。
此外，家庭用燃料电池热电联供产品还需要进一步提高智能化水平，更贴近用户的日常使用习惯。
2、成本问题
与日本热电联供产品已经平价不同，国内燃料电池热电联供的运营成本远高于传统方式，再考虑偏高的购置成本，热电联供产品市场竞争力不足。
某厂商负责人认为，在碳税进一步推广实施下，企业客户，尤其是水泥、化工等高能耗企业，使用燃料电池热电联供设备的意愿将大大提高。“若在2025年国内燃料电池热电联供能够达到200MW以上，成本有望下降一半，再配合碳税等措施，热电联供的市场还是很有希望的。”该负责人讲道。
3、燃料争议问题
无论国内外，目前燃料电池热电联供设备的燃料都呈现多样化特点，包括天然气、甲醇、氢气等。这就导致“燃料清洁”的争议：一方认为燃料电池热电联供必须使用纯氢才是真正的减排；另一方则认为只要达到减排目的，任何燃料都是合适的，而且甲醇、甲烷等都是氢基燃料，可以与氢气互相转换，是一种燃料的不同形态。
这是一个燃料电池产业的共性问题。王青表示，能源的变革是长期的过程，也有多元化的趋势，各地应当考虑资源禀赋，因地制宜地选择燃料。
4、不同能源部门间的竞合
采用天然气重整的热电联供方案必然涉及到燃气管网与电网之间的协调与竞争。不同能源口之间的存在隔阂，推动燃料电池热电联供的大规模应用需要借助政府的行政手段。
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