界面新聞?dòng)浾?| 宋佳楠
位于日本神奈川縣的藤澤小鎮(zhèn)是一個(gè)可容納1000戶居民的智慧型社區(qū)，除了共享交通工具、智能化物業(yè)管理等常見配置外，每棟住宅外放置的一臺(tái)柜式空調(diào)大小的燃料電池，成為該社區(qū)的與眾不同之處。
據(jù)藤澤小鎮(zhèn)管理人員介紹，社區(qū)采用了松下的“整體解決”技術(shù)進(jìn)行節(jié)能和電力網(wǎng)格設(shè)計(jì)以減少能耗，每棟建筑既有太陽(yáng)能面板供電，同時(shí)還有松下的燃料電池進(jìn)行“充電”。住戶可以根據(jù)家庭需求管理電器能耗，并用燃料電池系統(tǒng)搭配蓄電池儲(chǔ)存多余的電能，甚至可以將多余部分賣給電力公司，實(shí)現(xiàn)“自給自足”式的家庭發(fā)電。
所謂“燃料電池”，是一種通過氫和氧的化學(xué)反應(yīng)來發(fā)電，同時(shí)產(chǎn)生熱能的新能源設(shè)備，反應(yīng)過程僅會(huì)產(chǎn)生一小部分二氧化碳。它和太陽(yáng)能電池的主要區(qū)別在于所使用的材料不同：太陽(yáng)能電池主要使用半導(dǎo)體材料，而燃料電池則以氫氣、甲烷等為燃料。
松下電氣工程公司燃料電池·氫能SBU制造課課長(zhǎng)市原壯二告訴界面新聞?dòng)浾撸上律a(chǎn)這種燃料電池主要掌握了兩項(xiàng)核心技術(shù)，一是氫氣和氧氣進(jìn)入到燃料電池后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的部件——電堆，二是從燃?xì)庵刑崛錃?，同時(shí)讓一氧化碳和二氧化碳分離的燃料處理器。
在燃料電池內(nèi)部，一個(gè)電堆有三層，包含15個(gè)發(fā)電板，將它們加壓達(dá)到真空狀態(tài)后即完成一個(gè)電堆的組裝，氫氣輸入進(jìn)電堆后，與空氣中的氧氣結(jié)合發(fā)電。
松下對(duì)燃料電池的研發(fā)最早可追溯到1999年，2009年在全球推出家用燃料電池ENE-Farm。和傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，燃料電池有不少顯在優(yōu)勢(shì)，例如通過天然氣提取氫氣這種可再生能源，極少產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體，且能源轉(zhuǎn)換效率高。據(jù)悉，目前松下的ENE-Farm燃料電池最高綜合能源轉(zhuǎn)換率可達(dá)到97%，在業(yè)內(nèi)屬于較高水平。此外，使用燃料電池的安全性和穩(wěn)定性也較好，可作為各種應(yīng)急電源和不間斷電源使用，即使安裝在居民區(qū)噪音也不大。
因此，對(duì)于很多日本家庭來說，燃料電池就是一種新型家電，既可以發(fā)電，也可以供熱。松下曾做過測(cè)算，一套燃料電池設(shè)備成本約為100萬日元（約合人民幣4.97萬元），遠(yuǎn)高于40萬日元（約合人民幣1.99萬元）的傳統(tǒng)家用燃?xì)庠O(shè)備，但平均每年可節(jié)省近6萬日元（約合人民幣2981元）的電費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)等，且與使用市電相比，可減少約46%的二氧化碳排放。
而在中國(guó)，廣東省佛山市的全國(guó)首個(gè)“氫能進(jìn)萬家”智慧能源示范社區(qū)項(xiàng)目，也于去年10月導(dǎo)入了松下最新的ENE-Farm 700W燃料電池。
據(jù)松下相關(guān)人員介紹，其燃料電池自開發(fā)出1代產(chǎn)品起，約每隔2年會(huì)進(jìn)行一次改型設(shè)計(jì)，包括內(nèi)部零部件的使用數(shù)量和產(chǎn)品重量、發(fā)電功率等都在不斷做減法，例如2009年部品點(diǎn)數(shù)為1922個(gè)、重125kg，到2021年減少至719個(gè)、重59kg，但發(fā)電耐久時(shí)間和效率卻在逐步提升。
考慮到燃料電池的環(huán)保性能以及日本和松下自身的減排目標(biāo)，加上對(duì)氫能市場(chǎng)的看好，松下也在將這種產(chǎn)品的應(yīng)用范圍從家庭拓展到工業(yè)領(lǐng)域。
去年春季，松下在日本滋賀縣草津地區(qū)建立了一個(gè)使用純氫燃料電池的RE100解決方案示范設(shè)施，以驗(yàn)證純氫燃料電池可供應(yīng)商業(yè)活動(dòng)所需的100%的電力性。相比家庭用燃料電池，純氫燃料電池少了燃料處理器這一部件，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，直接供氫即可使用，但開發(fā)成本要高出不少。
松下燃料電池工廠的屋頂面積約4000平米，而RE100驗(yàn)證地的占地面積達(dá)到了6000平米。為接近實(shí)際用電效果，RE100同樣鋪設(shè)了近4000平米的太陽(yáng)能板，另外搭配99臺(tái)純氫燃料電池，以及1.1兆瓦時(shí)的鋰離子蓄電池作為調(diào)節(jié)發(fā)電使用。
驗(yàn)證工廠會(huì)根據(jù)天氣情況進(jìn)行模擬發(fā)電，如晴天時(shí)會(huì)優(yōu)先使用太陽(yáng)能發(fā)電，陰天時(shí)以純氫燃料電池及蓄電池為主供電。位于工廠邊緣側(cè)的液氫罐可儲(chǔ)存78000L氫氣，每周補(bǔ)充一次，保證工廠24小時(shí)運(yùn)行。驗(yàn)證至今，太陽(yáng)能電池僅貢獻(xiàn)約20%，剩余的八成由純氫燃料電池提供。工廠上方的電子屏?xí)?shí)時(shí)顯示純氫燃料電池的發(fā)電量，而在設(shè)施內(nèi)的EMS能源監(jiān)控系統(tǒng)，也會(huì)實(shí)時(shí)顯示三種類型電池各自的發(fā)電量，并由系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。
盡管純氫燃料足夠環(huán)保，也是地球上儲(chǔ)量最豐富的元素之一，但目前的生產(chǎn)和儲(chǔ)存技術(shù)（需要高壓儲(chǔ)存，且氫氣具有易燃易爆性）尚難以提供足夠的氫氣來滿足大規(guī)模的能源需求。也因此，氫氣供應(yīng)成為制約松下燃料電池業(yè)務(wù)快速壯大的因素之一，且燃料電池技術(shù)本身也在發(fā)展過程中。另?yè)?jù)界面新聞?dòng)浾吡私?，目前日本最便宜的氫每立方價(jià)格約在100日元左右，運(yùn)行成本約為60日元，高于常規(guī)發(fā)電成本。
這也意味著，僅靠松下一家很難完全撬動(dòng)燃料電池市場(chǎng)，需要更多公司和各國(guó)政府共同推進(jìn)。
在日本，東芝和愛信有生產(chǎn)類似的燃料電池，但現(xiàn)在東芝已放棄該業(yè)務(wù)，愛信則更看重高端市場(chǎng)，中端市場(chǎng)被松下盤踞。松下提供的數(shù)據(jù)顯示，日本目前的燃料電池保有量有44萬臺(tái)，其中松下占50%。
而在歐洲和中國(guó)，松下也已加快推廣速度，例如在無錫啟動(dòng)其在中國(guó)首個(gè)氫能燃料電池綜合能源利用項(xiàng)目，并在今年4月正式在中國(guó)發(fā)售5kW純氫燃料電池。但中國(guó)地理和經(jīng)濟(jì)環(huán)境較為復(fù)雜，要完成市場(chǎng)教育實(shí)屬不易，距離走入中國(guó)家庭還需要較長(zhǎng)時(shí)間。實(shí)際上，松下在第五屆進(jìn)博會(huì)時(shí)展出了環(huán)境相關(guān)產(chǎn)品及解決方案，如純氫燃料電池，今年也會(huì)繼續(xù)參展第六屆進(jìn)博會(huì)，為進(jìn)一步拓展中國(guó)市場(chǎng)打基礎(chǔ)。
松下全球環(huán)境事業(yè)開發(fā)中心氫能事業(yè)企畫室的河村典彥告訴界面新聞?dòng)浾?，生產(chǎn)燃料電池的準(zhǔn)入門檻并不算高。但由于所需投入巨大，目前大公司仍然具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。據(jù)河村典彥透露，松下氫能事業(yè)部仍處在投入期，但銷售燃料電池本身是盈利的。
實(shí)際上，松下推廣燃料電池也有其自身的轉(zhuǎn)型需要。這家由松下幸之助在1918年創(chuàng)辦的公司至今已走過了105個(gè)年頭，過往產(chǎn)品包括消費(fèi)者熟知的家電、數(shù)碼視聽電子、辦公用品等。在松下幸之助時(shí)代結(jié)束后，松下由于自身的管理問題以及面對(duì)來自中國(guó)家電品牌的激烈競(jìng)爭(zhēng)不得不以轉(zhuǎn)型求生，在2018年的100周年紀(jì)念活動(dòng)中提出下一個(gè)百年目標(biāo)，計(jì)劃向車載、住宅、元器件等B2B領(lǐng)域轉(zhuǎn)型。
2021年4月楠見雄規(guī)擔(dān)任松下CEO，此后松下集團(tuán)在2022年4月重新進(jìn)行了組織架構(gòu)調(diào)整，變?yōu)榭毓晒?，旗下各個(gè)公司按照事業(yè)內(nèi)容進(jìn)行區(qū)分。其中松下電器中國(guó)東北亞公司是松下集團(tuán)內(nèi)唯一的地域分公司，而燃料電池所在的氫能事業(yè)部隸屬于電氣工程公司。
除燃料電池外，松下也在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域進(jìn)行了研發(fā)。鈣鈦礦材料具有高效率、低成本、制造工藝簡(jiǎn)單、光譜吸收范圍廣等優(yōu)勢(shì)，即使在弱光條件下也能保持光電轉(zhuǎn)換率，比普通光伏板效率高很多。目前國(guó)內(nèi)包括TCL、極電光能、晶科能源等公司也均在鈣鈦礦領(lǐng)域進(jìn)行布局，但發(fā)展路線與松下有所差別。
據(jù)松下方面介紹，其開發(fā)了采用玻璃基板的輕型技術(shù)及基于噴墨法的大面積涂覆方法應(yīng)用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池組件的基板。按照松下的設(shè)想，家用住宅的玻璃陽(yáng)臺(tái)、窗戶及高層建筑的玻璃外墻等都可由此變成太陽(yáng)能電池板，以進(jìn)一步減少二氧化碳的排放。
松下發(fā)布的2023財(cái)年一季度財(cái)報(bào)顯示，截至2023年6月30日，公司實(shí)現(xiàn)銷售額20297億日元（約合138.41億美元），同比增3%；營(yíng)業(yè)利潤(rùn)904億日元（約合6.16億美元），同比增長(zhǎng)42%；歸母凈利潤(rùn)2009億日元（約合13.70億美元），同比大增310%。利潤(rùn)增長(zhǎng)主要受日元貶值以及汽車和能源領(lǐng)域銷售強(qiáng)勁的推動(dòng)。
從目前的情況來看，松下已經(jīng)撕掉了“家電”標(biāo)簽，但該用哪一種新的標(biāo)簽來定義新松下仍不明確。無論是供應(yīng)特斯拉的車載電池業(yè)務(wù)，還是押注未來的氫能燃料電池，都還處在發(fā)展探索期。在成為下一個(gè)百年公司的道路上，松下需要應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)還有很多。