能源是國家經濟建設的基礎，也是產業發展的原動力，為因應全球能源科技發展，我國政府目前亦擬定再生能源開發與利用、能源新利用技術研發、節約能源技術研發、節約能源效率管理、能源科技研究等重點方向。
另一方面，由於國內電力系統尖峰負載成長速度驚人，如何縮小尖峰與平均電力負載差距，成為政府亟為重視的課題之一。能源局在「長期電力負載預測及電源開發規劃」報告闡述：為供應穩定電力，系統備用容量率需要維持16%，並提出「協助推動電源開發計畫、穩定電力供應」等重點施政目標。雖然內容擘劃出公營及民營火力、風力發電等補充電源的想法，但新增發電設備與輸電線路工程勢必會面臨土地取得困難、民眾抗爭污染、電力傳輸耗損等因素，這也使未來電力高負載期間仍存在限電陰影，因此推動潔淨電力成為更關鍵的思考。
電網的潔淨輔助電力
傳統電力配置由於缺乏整體資源的合理配置，不僅使管理機構無法掌握用電情形，也無法有效解決電力傳輸耗損、均衡高低峰負載壓力等問題。智慧電網的概念興起，就是為了提高用電效率，將電網資訊從供電端到用電端設備進行最佳電力資源的配置，並加以整合分析，藉以降低成本、提升用電的可靠性，其中分散式電源架構在微電網系統扮演了重要的角色；而使用燃料電池做為潔淨的分散式發電系統之一，具有很高的可靠性：除了較太陽能發電、風力發電擁有穩定且持續供電的優勢之外，相較於一般鉛酸電池蓄電與柴油發電機備援電力來說，更具有環保與低污染的特色（圖一）。
中興電工在新能源技術研發方面，鎖定燃料電池發電系統與相關技術的開發，目前已成為國內第一家燃料電池運轉廠商。該公司現階段所進行的kW級燃料電池家用式輔助電力系統及MW級氫能發電站，將可做為支援智慧電網技術發展重點（圖二）。
圖二、燃料電池輔助電力系統在微電網的應用
家用型燃料電池系統
近年來，日本、韓國及歐美等先進國家均積極佈建小型定置式燃料電池商品；而中興電工在發展小型定置式燃料電池系統上，以有效提高能源利用率為思考，定義家用型輔助電力系統(Co-generator)包含「熱電共生系統」與「冷電複合系統」，概述如下。
1. 市場現況
依據富士經濟調查（表一），2008~2015年燃料電池製造產業將成長1,168.9%；其中，定置型家庭用燃料電池系統成長300%。以2010年3月銷售ENE FARM（1 kW定置型家用燃料電池系統）已達8,565台來看，要達到2015年預估銷量75,000台十分樂觀。
2. 輔助電力系統簡介
有鑑於國外市場的蓬勃發展，在台灣也有不少廠商開始投入此領域；以國內的中興電工為例，其自主研發家用型的系統包含燃料電池「熱電共生系統」(Combined Heat & Power; CHP) （圖三）及「冷電複合電力系統」(Combined Cooling & Power; CCP)（圖四）：前者為採用天然氣重組氫氣結合熱能回收設備，仿效日本ENE FRAM系統，可供應在一般家庭及集合住宅的基礎電力需求，並利用燃料電池的廢熱產製熱水；後者則搭配先進的吸附式空調主機，除了提供住宅的基礎電力之外，並利用燃料電池產生的熱能及吸附空間的高溫，產生冷房效果，極適合在亞熱帶地區使用。
圖三、家用重組氣型燃料電池熱電共生系統
3. 效益評估
採用重組氣型燃料電池做為輔助電力系統的好處是廢熱回收、大幅提升能源效率；另外，系統很適合安置在小型集合型住宅使用，廣泛佈建則可成為有效的微電網應援方案，以分擔電網尖峰負載的壓力。
燃料電池發電站
隨著PEM燃料電池發展趨於成熟之際，使用多組系統進行串聯或並聯管理，即可進一步建構MW級燃料電池發電站。其好處是可長時間運作、擁有穩定電力、快速因應變動負載及低污染、低噪音；只是因發電站需求氫氣量大，在現今運作中之個案，大多與碱氯廠、化工廠等具有氫氣副產品之工廠結合，就近利用氫氣產出電力以供現場使用。
燃料電池發電站著重於模組化設計，具有製作低成本、發電效率高、可大尺寸化、可使用較低純度氫氣、壽命長等多項優點；另外，系統獨立操作性佳、簡易擴充至所需發電功率，並可彈性設計成定點或可移動的貨櫃發電形式，也適合在產製氫氣的工廠端應用。分析其運作模式，第一種選擇是將市電做為基本用電，待用電尖峰時段或廠房大量用電時，將燃料電池發電站由低負載狀態提升至高負載，如此可維持固定的市電電費，並可配合各時段購電價格、現場操作時段等設計，以創造最佳經濟效益；第二是做為常備電力發電，系統提供全天候的基本發電，待尖峰用電時刻，不足之電力再由市電補足……以上內容為重點摘錄，如欲詳細全文請見原文
作者：吳啟斌/中興電工
★本文節錄自「工業材料雜誌283期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=8689