本文选自中国工程院院刊《Engineering》2018年第3期作者：Junye Wan...|燃料电池商业化带来的技术经济挑战丨Engineering( 六 ) 本文选自中国工程院院刊《E

最终用户接受度可以是9级TRL的“黄金准则” ，这就涉及燃料电池成本、功能和性能（如效率和可靠性）。如4.1部分中的讨论，燃料电池系统是一个重复单元，其中某一个原件失效就可能导致整个电池组失效。因此，一个占总成本10%的复合组件失效就可能消耗燃料电池系统成本的60% 。这样一来，燃料电池可靠性的评估对于整个加工系统和技术成熟进程至关重要。因此，有必要基于技术成熟度和有效性建立可靠的评价标准，因为这两者是造成高成本和低可用性的主要原因。
（三）可靠性的技术障碍
如上所述，意外产生的维修和保养费用对成本带来的影响很大。在投入生产时，电池通道以及电池组系统需要处于相同状态。考虑到推广燃料电池及其系统所涉及的操作和风险，其框架和推广方法需要经过仔细审查，这对使用燃料电池技术的评估来说尤为重要。为了解决燃料电池高成本和低可用性的问题，可靠性成为了关键。
保持各个通道以及电池在同一水平运行十分困难。扩大生产的理论表明完全统一的流程分配仍然是一大挑战。小规模且不均匀的流程分配可能会导致电池和电池组的操作失准，从而增加了不确定因素并使效率降低。因此，燃料电池的高成本可能是由频繁的维修和保养带来的故障时间造成的，这就导致了较低的可靠性。 Powell指出推广微型反应器时面临的同样问题，也使用了相同的模块化。将“通过增加数量来进行推广”的策略作为一种工程途径运用到化工行业中还存在不确定性。这是因为尚未确定设计过程、模拟、试运行的无效流程分布设计所造成的影响。然而，如果能根据低分布的理论仔细设计流场，就有可能在小范围或制造公差内控制燃料电池组的不均匀性。
五、燃料电池商业化的策略
美国能源署（DOE）及其他部门对燃料电池设备做了许多报道。例如，美国自2009年就报道了燃料电池备份系统使用情况的显著提升。到2013年，已经安装了超过7000个燃料电池系统，总计16.3MW 。 2000多个备用电源系统被用于电信系统。据DOE报道，康涅狄格州的CTtransit安装了400kW的燃料电池。该系统为这个运输机构的维护设备和储存设施提供电力。一家位于加利福尼亚安大略的废水处理厂安装了2.8MW的燃料电池。然而，所有这些燃料电池的安装都来自政府津贴的支持。 Behling指出建设燃料电池的商业市场几乎要完全依靠政府津贴。
人们还对材料和催化剂性能对燃料电池耐久性的影响做了大量研究。这些研究都强调扩大燃料电池生产主要是解决材料和催化剂性能的问题，因为正是这两个因素造成了成本过高。然而，材料和催化剂方面的问题是科学方面的问题，不能只靠生产规模决定。因此，由于存在不确定因素，扩大生产燃料电池还没有得到充分的认可，燃料电池产品及系统的TRL并未达到人们估计的高度。 Wang进行了一系列扩大生产燃料电池的研究。由于可靠性不高，所以无法将试验工厂直接升级为正式工厂，这是投资该新兴能源转换技术面临的主要障碍。为了解决可靠性问题，人们提出了系统整合。然而，原件、单个电池以及电池组之间还存在知识差距。
Wang强调了在燃料电池商业化过程中可靠性十分重要。他提出了3种操作窗口来连接原件、流场设计、单个电池、电池组、整个过程的程序设计以及控制系统，以此来解决耐久性和可靠性的问题。本研究中，基于TRL和生命周期分析，我们对燃料电池商业化的大范围生产技术提出了建议和标准。与扩大生产燃料电池以及提高可靠性相关的所有人员都要齐心协力，包括科学工作者、建模人员、工程师、经验丰富且了解关键知识和技术的设计师、政府以及投资者。政府、投资者以及融资机构都应支持该技术集成。为了规避投资风险，该技术需要在更大规模示范单位的基础上达到更高水平的生产以及密实度。