曾洪瑜，史翊翔，蔡宁生

（热科学与动力工程教育部重点实验室(清华大学能源与动力工程系)，北京市 海淀区 100084）

0 引言

伴随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对于能源的需求不仅局限于数量方面，更存在于质量方面，要求具有更高的效率、更低的成本和更少的污染。《中国能源展望2030》报告指出，我国煤炭消费比重将有较大幅度下降，2020年、2030年煤炭占比分别为60%和49%，与此同时非化石能源快速发展，到2020年、2030年的占比将达到15%和22%[1]。近2年我国能源结构已开始转型，可再生能源迅速增长，能源供应由集中化开始向分布式转变[2]。

1978年，美国在公共事业管理政策法中提出分布式供能的概念并予以公布，至今已被国际社会广泛认同[3]。相比于传统的集中式供能方式，分布式供能提倡将发电系统以小规模(kW至MW量级)、分散式的方式布置在用户附近，可独立输出热、电、冷等能量[4-5]。这在一定程度上可以提高能源利用效率，减少燃料的浪费，减少输配电的损失，经济上可以降低土建和安装成本、减少用户能源成本，环境上可以减少二氧化碳和其他污染物的排放[6]。

常见的分布式能源发电装置既包括以煤、石油、天然气等传统化石能源为基础的发电装置；又可以涵盖生物质、太阳能、风能等可再生能源，促进能源发展朝向可再生和可持续的方向行进。

1 燃料电池用于分布式供能

燃料电池作为一种典型的发电装置，可以通过电化学反应连续地将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，相比传统的燃烧发动机有以下优势：1）不受卡诺循环的限制，发电效率更高；……