到20世紀(jì)50年代以前，燃料電池一直處于理論與應(yīng)用基礎(chǔ)的研究階段。燃料電池理論和類型也不斷豐富，1952年英國劍橋大學(xué)的Bacon用高壓氫氧制成了具有實(shí)用功率水平的燃料電池。在此前期間，GE（通用電氣）資助了PEMFC質(zhì)子交換膜燃料電池的研究。

20世紀(jì)60年代由于載人航天對于大功率、高比功率與高比能量電池的迫切需求，燃料電池才引起一些國家與軍工部門的高度重視。美國NASA（國家航空航天局）的Apollo登月計(jì)劃中就是采用燃料電池為太空船提供電力和飲用水的，是美國聯(lián)合技術(shù)公司的UTCPower通過引進(jìn)培根專利，成功研制了Apollo登月飛船的主電源——Bacon型中溫氫氧燃料電池，雙子星宇宙飛船(1965)也采用了通用的PEMFC為主電源。再此之后，氫氧燃料電池廣泛應(yīng)用于宇航領(lǐng)域，同時(shí)，兆瓦級的磷酸燃料電池也研制成功，可見，燃料電池在當(dāng)時(shí)已是一種被驗(yàn)證的相對成熟的技術(shù)。

20世紀(jì)70-80年代，能源危機(jī)和航天軍備競賽大大推動了燃料電池的發(fā)展。以美國為首的發(fā)達(dá)國家開始大力支持民用燃料電池的開發(fā)，至今還有數(shù)百臺當(dāng)時(shí)投資的PC25（200千瓦）磷酸燃料電池電站在世界各地運(yùn)行。此后，各種小功率燃料電池也開始在宇航、軍事、交通等各個領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

20世紀(jì)90年代至今，人類日益關(guān)注環(huán)境保護(hù)。以質(zhì)子交換膜燃料電池為動力的電動汽車、直接甲醇燃料電池的便攜式移動電源、高溫燃料電池電站、用于潛艇和航天器的燃料電池等蓬勃發(fā)展。

（三）燃料電池的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛

燃料電池有三大類主要市場：固定電源、交通運(yùn)輸和便攜式電源。

1、固定電源應(yīng)用是目前最大的市場

固定電源市場包括所有的在固定的位置運(yùn)行的作為主電源、備用電源或者熱電聯(lián)產(chǎn)的燃料電池，比如分布式發(fā)電及余熱供熱等。固定燃料電池被用于商業(yè)、工業(yè)及住宅主要和備份能發(fā)電，它還可以作為動力源可以安裝在片源遠(yuǎn)位置，如航天器、遠(yuǎn)端氣象站、大型公園及游樂園、通訊中心、農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地帶，對于一些科學(xué)研究站和某些軍事應(yīng)用非常重要。固定電源應(yīng)用在燃料電池主流應(yīng)用中占比最大，其中美國市場目滲透率略高，大型企業(yè)的數(shù)據(jù)中心使用量呈較明顯的上升趨勢。

除用于發(fā)電之外，熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）燃料電池系統(tǒng)還可以同時(shí)為工業(yè)或家庭供電和供熱。

2、交通動力應(yīng)用是目前關(guān)注度最高的燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域

交通運(yùn)輸市場包括為乘用車、巴士/客車、叉車以及其他以燃料電池作為動力的車輛提供的燃料電池，例如特種車輛、物料搬運(yùn)設(shè)備和越野車輛的輔助供電裝置等。

汽車用燃料電池作為動力系統(tǒng)是目前關(guān)注度最高的應(yīng)用領(lǐng)域，也是我們本文將詳細(xì)探討的應(yīng)用。這是目前是爆發(fā)最迅猛，也是關(guān)注度最高的應(yīng)用領(lǐng)域。

燃料電池為動力的叉車是燃料電池在工業(yè)應(yīng)用內(nèi)最大的部門之一。用于材料搬運(yùn)的大多數(shù)燃料電池是質(zhì)子交換膜燃料電池提供動力，但也有一些直接甲醇燃料叉車進(jìn)入市場。目前正在運(yùn)營的燃料電池車隊(duì)有大量的公司，包括聯(lián)邦快遞貨運(yùn)、西斯科食品、GENCO、H-E-B雜貨店等。

便攜式電源市場包括非固定安裝的或者移動設(shè)備中使用的燃料電池，目前相比鋰電池的優(yōu)勢并不明顯，因此市場滲透不快。

二、燃料電池需求增長快，政策是重要推手

（一）燃料電池銷量繼續(xù)快速增長

按照DOE數(shù)據(jù)，2014年，全球燃料電池市場銷售總額增長9億美元，達(dá)到22億美元，相比2013年的13億美元增長了69.23%。增長的主要原因美國的物料搬運(yùn)設(shè)備、大規(guī)模固定電源使用的燃料電池和日本家用燃料電池銷量大增，使得北美和亞太地區(qū)成為燃料電池的主要增長地區(qū)。

2014年全球燃料電池出貨量比2013年增長了37%，達(dá)到超過50,000組燃料電池，總?cè)萘砍^180MW，比2013年增長了約7%。其中，北美總裝超過140MW，超過了歐洲和亞洲總裝容量的三倍。其中，固定電源市場份額仍然最高，燃料電池組件銷量約40,000件，約占總銷量的80%，裝機(jī)容量超過140MW，約占總裝容量的78%。交通運(yùn)輸市場的總銷量與2013年持平，但裝機(jī)容量約35MW，較2013年增長75%。便攜式電源市場雖然組件銷量大增，但總裝機(jī)容量變化不大。

2014年美國地區(qū)零售、電信等行業(yè)固定電源總裝容量以及物料搬運(yùn)設(shè)備電源總裝容量大增，以及向日本、韓國和歐洲等國的出口增加，使得北美地區(qū)在總裝容量上比2013年的約88KW增加了61%。

（二）政策扶持是燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要推手

從宏觀角度看，燃料電池除了具備性能優(yōu)勢，使產(chǎn)業(yè)界可能受惠之外，最大的好處還是來源于清潔環(huán)保。

環(huán)保！可再生！燃料電池，尤其是氫燃料電池的基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陰極和陽極，氫通過陰極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陽極。直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，效率可以至少高達(dá)50%以上，無燃燒，不排放有害尾氣，只排放水。也因此，燃料電池持續(xù)得到各國政府的大力推動，尤其是2009年的聯(lián)合國氣候變化大會對溫室氣體排放制定目標(biāo)后，燃料電池用于清潔能源變革的呼聲開始走高。

2009年12月，聯(lián)合國氣候變化大會在丹麥哥本哈根召開，經(jīng)過與會各方努力，全球主要溫室氣體排放國家達(dá)成了減排目標(biāo)。其中美國承諾2020年溫室氣體排放量在2005年的基礎(chǔ)上減少17%，歐盟承諾在2020年溫室氣體排放量比1990年的水平上減少20%。

溫室氣體主要由化石燃料燃燒產(chǎn)生，包括發(fā)電廠發(fā)電，以化石燃料的工廠以及車輛排放的尾氣，減少化石燃料燃燒成為減排的重要途徑，而燃料電池恰恰可以將燃燒變?yōu)殡娀瘜W(xué)反應(yīng)，提升能效轉(zhuǎn)換率，減少二氧化碳或其他廢棄氣體的排放。

1、歐美政府在燃料電池領(lǐng)域是先行推手

燃料電池作為新型清潔能源，一直以來受到美國政府和各州政府的大力支持。

（1）持續(xù)資金投入

cnBeta數(shù)據(jù)顯示，2015年，美國能源部宣布將在燃料電池和氫技術(shù)行業(yè)投資超過2000萬美元，其中，共有10個項(xiàng)目將得到資助，旨在推進(jìn)燃料電池和氫技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)早期燃料電池的應(yīng)用，如輕型燃料電池汽車（FCEV）；同時(shí)，美國能源部表示其支持的項(xiàng)目自2006年以來，已經(jīng)幫助將燃料電池成本下降50%，同時(shí)耐用性翻翻，并且減少所需的鉑量。其最終的目標(biāo)是，加速美國創(chuàng)新清潔能源技術(shù)，減少國家對外國石油的依賴、減少碳排放量。

此前奧巴馬政府公布的預(yù)算中，太陽能、燃料電池等新能源項(xiàng)目每年獲得150億美元的投資，10年共計(jì)1,500億美元。2012年全球燃料電池產(chǎn)業(yè)有近80%的投資發(fā)生在美國。

（2）政策及政府力量扶持，補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠政策不斷出臺

美國和加拿大是燃料電池研發(fā)和示范的主要區(qū)域，在美國能源部（DOE）、交通部（DOT）和環(huán)保局（EPA）等部門的支持下，燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，通用、福特、豐田、戴姆勒奔馳、日產(chǎn)、現(xiàn)代等車廠都在美國加州參加了燃料電池汽車的技術(shù)示范運(yùn)行，并培育了聯(lián)合技術(shù)公司UTC、巴拉德Ballad等國際知名的燃料電池廠商。

2012年，美國國會在新一期的能源修訂會議上重新修訂了氫燃料電池政策方案，包括多項(xiàng)稅收抵免，以及HFV以及儲氫、制氫以及加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的獎勵政策。以加州為例各地州政府也有類似政策不斷出臺。