靠氢能实现自给自足发电，松下这种新型“家电”能否走入更多中国家庭？

界面新闻记者 | 宋佳楠

位于日本神奈川县的藤泽小镇是一个可容纳1000户居民的智慧型社区，除了共享交通工具、智能化物业管理等常见配置外，每栋住宅外放置的一台柜式空调大小的燃料电池，成为该社区的与众不同之处。

据藤泽小镇管理人员介绍，社区采用了松下的“整体解决”技术进行节能和电力网格设计以减少能耗，每栋建筑既有太阳能面板供电，同时还有松下的燃料电池进行“充电”。住户可以根据家庭需求管理电器能耗，并用燃料电池系统搭配蓄电池储存多余的电能，甚至可以将多余部分卖给电力公司，实现“自给自足”式的家庭发电。

所谓“燃料电池”，是一种通过氢和氧的化学反应来发电，同时产生热能的新能源设备，反应过程仅会产生一小部分二氧化碳。它和太阳能电池的主要区别在于所使用的材料不同：太阳能电池主要使用半导体材料，而燃料电池则以氢气、甲烷等为燃料。

松下ENE-Farm燃料电池

松下电气工程公司燃料电池·氢能SBU制造课课长市原壮二告诉界面新闻记者，松下生产这种燃料电池主要掌握了两项核心技术，一是氢气和氧气进入到燃料电池后发生化学反应的部件——电堆，二是从燃气中提取氢气，同时让一氧化碳和二氧化碳分离的燃料处理器。

在燃料电池内部，一个电堆有三层，包含15个发电板，将它们加压达到真空状态后即完成一个电堆的组装，氢气输入进电堆后，与空气中的氧气结合发电。

松下对燃料电池的研发最早可追溯到1999年，2009年在全球推出家用燃料电池ENE-Farm。和传统发电方式相比，燃料电池有不少显在优势，例如通过天然气提取氢气这种可再生能源，极少产生二氧化碳等温室气体，且能源转换效率高。据悉，目前松下的ENE-Farm燃料电池最高综合能源转换率可达到97%，在业内属于较高水平。此外，使用燃料电池的安全性和稳定性也较好，可作为各种应急电源和不间断电源使用，即使安装在居民区噪音也不大。

因此，对于很多日本家庭来说，燃料电池就是一种新型家电，既可以发电，也可以供热。松下曾做过测算，一套燃料电池设备成本约为100万日元（约合人民币4.97万元），远高于40万日元（约合人民币1.99万元）的传统家用燃气设备，但平均每年可节省近6万日元（约合人民币2981元）的电费、燃气费等，且与使用市电相比，可减少约46%的二氧化碳排放。

而在中国，广东省佛山市的全国首个“氢能进万家”智慧能源示范社区项目，也于去年10月导入了松下最新的ENE-Farm 700W燃料电池。

据松下相关人员介绍，其燃料电池自开发出1代产品起，约每隔2年会进行一次改型设计，包括内部零部件的使用数量和产品重量、发电功率等都在不断做减法，例如2009年部品点数为1922个、重125kg，到2021年减少至719个、重59kg，但发电耐久时间和效率却在逐步提升。

考虑到燃料电池的环保性能以及日本和松下自身的减排目标，加上对氢能市场的看好，松下也在将这种产品的应用范围从家庭拓展到工业领域。

去年春季，松下在日本滋贺县草津地区建立了一个使用纯氢燃料电池的RE100解决方案示范设施，以验证纯氢燃料电池可供应商业活动所需的100%的电力性。相比家庭用燃料电池，纯氢燃料电池少了燃料处理器这一部件，结构更为简单，直接供氢即可使用，但开发成本要高出不少。

松下在日本滋贺县草津地区建立的RE100解决方案示范设施

松下燃料电池工厂的屋顶面积约4000平米，而RE100验证地的占地面积达到了6000平米。为接近实际用电效果，RE100同样铺设了近4000平米的太阳能板，另外搭配99台纯氢燃料电池，以及1.1兆瓦时的锂离子蓄电池作为调节发电使用。

验证工厂会根据天气情况进行模拟发电，如晴天时会优先使用太阳能发电，阴天时以纯氢燃料电池及蓄电池为主供电。位于工厂边缘侧的液氢罐可储存78000L氢气，每周补充一次，保证工厂24小时运行。验证至今，太阳能电池仅贡献约20%，剩余的八成由纯氢燃料电池提供。工厂上方的电子屏会实时显示纯氢燃料电池的发电量，而在设施内的EMS能源监控系统，也会实时显示三种类型电池各自的发电量，并由系统自动进行调节，以达到最优状态。