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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?

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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?

仅靠松下一家很难完全撬动燃料电池市场,需要更多公司和各国政府共同推进。

日本神奈川县的藤泽小镇 图片来源:松下

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。

尽管纯氢燃料足够环保,也是地球上储量最丰富的元素之一,但目前的生产和储存技术(需要高压储存,且氢气具有易燃易爆性)尚难以提供足够的氢气来满足大规模的能源需求。也因此,氢气供应成为制约松下燃料电池业务快速壮大的因素之一,且燃料电池技术本身也在发展过程中。另据界面新闻记者了解,目前日本最便宜的氢每立方价格约在100日元左右,运行成本约为60日元,高于常规发电成本。

这也意味着,仅靠松下一家很难完全撬动燃料电池市场,需要更多公司和各国政府共同推进。

在日本,东芝和爱信有生产类似的燃料电池,但现在东芝已放弃该业务,爱信则更看重高端市场,中端市场被松下盘踞。松下提供的数据显示,日本目前的燃料电池保有量有44万台,其中松下占50%。

而在欧洲和中国,松下也已加快推广速度,例如在无锡启动其在中国首个氢能燃料电池综合能源利用项目,并在今年4月正式在中国发售5kW纯氢燃料电池。但中国地理和经济环境较为复杂,要完成市场教育实属不易,距离走入中国家庭还需要较长时间。实际上,松下在第五届进博会时展出了环境相关产品及解决方案,如纯氢燃料电池,今年也会继续参展第六届进博会,为进一步拓展中国市场打基础。

松下全球环境事业开发中心氢能事业企画室的河村典彦告诉界面新闻记者,生产燃料电池的准入门槛并不算高。但由于所需投入巨大,目前大公司仍然具有先发优势。据河村典彦透露,松下氢能事业部仍处在投入期,但销售燃料电池本身是盈利的。

实际上,松下推广燃料电池也有其自身的转型需要。这家由松下幸之助在1918年创办的公司至今已走过了105个年头,过往产品包括消费者熟知的家电、数码视听电子、办公用品等。在松下幸之助时代结束后,松下由于自身的管理问题以及面对来自中国家电品牌的激烈竞争不得不以转型求生,在2018年的100周年纪念活动中提出下一个百年目标,计划向车载、住宅、元器件等B2B领域转型。

位于日本大阪的松下幸之助历史馆,这里展示了松下幸之助领导下的松下诞生及发展壮大的全过程

2021年4月楠见雄规担任松下CEO,此后松下集团在2022年4月重新进行了组织架构调整,变为控股公司,旗下各个公司按照事业内容进行区分。其中松下电器中国东北亚公司是松下集团内唯一的地域分公司,而燃料电池所在的氢能事业部隶属于电气工程公司。

除燃料电池外,松下也在钙钛矿太阳能电池领域进行了研发。钙钛矿材料具有高效率、低成本、制造工艺简单、光谱吸收范围广等优势,即使在弱光条件下也能保持光电转换率,比普通光伏板效率高很多。目前国内包括TCL、极电光能、晶科能源等公司也均在钙钛矿领域进行布局,但发展路线与松下有所差别。

该栋住宅的阳台玻璃采用了钙钛矿太阳能电池

据松下方面介绍,其开发了采用玻璃基板的轻型技术及基于喷墨法的大面积涂覆方法应用于钙钛矿太阳能电池组件的基板。按照松下的设想,家用住宅的玻璃阳台、窗户及高层建筑的玻璃外墙等都可由此变成太阳能电池板,以进一步减少二氧化碳的排放。

东京松下中心内以创新形式展示了对未来科技的诸多探索

松下发布的2023财年一季度财报显示,截至2023年6月30日,公司实现销售额20297亿日元(约合138.41亿美元),同比增3%;营业利润904亿日元(约合6.16亿美元),同比增长42%;归母净利润2009亿日元(约合13.70亿美元),同比大增310%。利润增长主要受日元贬值以及汽车和能源领域销售强劲的推动。

从目前的情况来看,松下已经撕掉了“家电”标签,但该用哪一种新的标签来定义新松下仍不明确。无论是供应特斯拉的车载电池业务,还是押注未来的氢能燃料电池,都还处在发展探索期。在成为下一个百年公司的道路上,松下需要应对的挑战还有很多。

未经正式授权严禁转载本文,侵权必究。

松下

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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?

仅靠松下一家很难完全撬动燃料电池市场,需要更多公司和各国政府共同推进。

日本神奈川县的藤泽小镇 图片来源:松下

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。

尽管纯氢燃料足够环保,也是地球上储量最丰富的元素之一,但目前的生产和储存技术(需要高压储存,且氢气具有易燃易爆性)尚难以提供足够的氢气来满足大规模的能源需求。也因此,氢气供应成为制约松下燃料电池业务快速壮大的因素之一,且燃料电池技术本身也在发展过程中。另据界面新闻记者了解,目前日本最便宜的氢每立方价格约在100日元左右,运行成本约为60日元,高于常规发电成本。

这也意味着,仅靠松下一家很难完全撬动燃料电池市场,需要更多公司和各国政府共同推进。

在日本,东芝和爱信有生产类似的燃料电池,但现在东芝已放弃该业务,爱信则更看重高端市场,中端市场被松下盘踞。松下提供的数据显示,日本目前的燃料电池保有量有44万台,其中松下占50%。

而在欧洲和中国,松下也已加快推广速度,例如在无锡启动其在中国首个氢能燃料电池综合能源利用项目,并在今年4月正式在中国发售5kW纯氢燃料电池。但中国地理和经济环境较为复杂,要完成市场教育实属不易,距离走入中国家庭还需要较长时间。实际上,松下在第五届进博会时展出了环境相关产品及解决方案,如纯氢燃料电池,今年也会继续参展第六届进博会,为进一步拓展中国市场打基础。

松下全球环境事业开发中心氢能事业企画室的河村典彦告诉界面新闻记者,生产燃料电池的准入门槛并不算高。但由于所需投入巨大,目前大公司仍然具有先发优势。据河村典彦透露,松下氢能事业部仍处在投入期,但销售燃料电池本身是盈利的。

实际上,松下推广燃料电池也有其自身的转型需要。这家由松下幸之助在1918年创办的公司至今已走过了105个年头,过往产品包括消费者熟知的家电、数码视听电子、办公用品等。在松下幸之助时代结束后,松下由于自身的管理问题以及面对来自中国家电品牌的激烈竞争不得不以转型求生,在2018年的100周年纪念活动中提出下一个百年目标,计划向车载、住宅、元器件等B2B领域转型。

位于日本大阪的松下幸之助历史馆,这里展示了松下幸之助领导下的松下诞生及发展壮大的全过程

2021年4月楠见雄规担任松下CEO,此后松下集团在2022年4月重新进行了组织架构调整,变为控股公司,旗下各个公司按照事业内容进行区分。其中松下电器中国东北亚公司是松下集团内唯一的地域分公司,而燃料电池所在的氢能事业部隶属于电气工程公司。

除燃料电池外,松下也在钙钛矿太阳能电池领域进行了研发。钙钛矿材料具有高效率、低成本、制造工艺简单、光谱吸收范围广等优势,即使在弱光条件下也能保持光电转换率,比普通光伏板效率高很多。目前国内包括TCL、极电光能、晶科能源等公司也均在钙钛矿领域进行布局,但发展路线与松下有所差别。

该栋住宅的阳台玻璃采用了钙钛矿太阳能电池

据松下方面介绍,其开发了采用玻璃基板的轻型技术及基于喷墨法的大面积涂覆方法应用于钙钛矿太阳能电池组件的基板。按照松下的设想,家用住宅的玻璃阳台、窗户及高层建筑的玻璃外墙等都可由此变成太阳能电池板,以进一步减少二氧化碳的排放。

东京松下中心内以创新形式展示了对未来科技的诸多探索

松下发布的2023财年一季度财报显示,截至2023年6月30日,公司实现销售额20297亿日元(约合138.41亿美元),同比增3%;营业利润904亿日元(约合6.16亿美元),同比增长42%;归母净利润2009亿日元(约合13.70亿美元),同比大增310%。利润增长主要受日元贬值以及汽车和能源领域销售强劲的推动。

从目前的情况来看,松下已经撕掉了“家电”标签,但该用哪一种新的标签来定义新松下仍不明确。无论是供应特斯拉的车载电池业务,还是押注未来的氢能燃料电池,都还处在发展探索期。在成为下一个百年公司的道路上,松下需要应对的挑战还有很多。

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