界面新聞記者 | 宋佳楠
位于日本神奈川縣的藤澤小鎮(zhèn)是一個可容納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，每棟建筑既有太陽能面板供電，同時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，同時產(chǎn)生熱能的新能源設(shè)備，反應(yīng)過程僅會產(chǎn)生一小部分二氧化碳。它和太陽能電池的主要區(qū)別在于所使用的材料不同：太陽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制造課課長市原壯二告訴界面新聞記者，松下生產(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，一個電堆有三層，包含15個發(fā)電板，將它們加壓達(dá)到真空狀態(tài)后即完成一個電堆的組裝，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，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，廣東省佛山市的全國首個“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、重125kg，到2021年減少至719個、重59kg，但發(fā)電耐久時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)，加上對氫能市場的看好，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平米的太陽能板，另外搭配99臺純氫燃料電池，以及1.1兆瓦時的鋰離子蓄電池作為調(diào)節(jié)發(fā)電使用。
驗(yàn)證工廠會根據(jù)天氣情況進(jìn)行模擬發(fā)電，如晴天時會優(yōu)先使用太陽能發(fā)電，陰天時以純氫燃料電池及蓄電池為主供電。位于工廠邊緣側(cè)的液氫罐可儲存78000L氫氣，每周補(bǔ)充一次，保證工廠24小時運(yùn)行。驗(yàn)證至今，太陽能電池僅貢獻(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)，也會實(shí)時顯示三種類型電池各自的發(fā)電量，并由系統(tǒng)自動進(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，也是地球上儲量最豐富的元素之一，但目前的生產(chǎn)和儲存技術(shù)（需要高壓儲存，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。另據(jù)界面新聞記者了解，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燃料電池市場，需要更多公司和各國政府共同推進(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，中端市場被松下盤踞。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，其中松下占50%。
而在歐洲和中國，松下也已加快推廣速度，例如在無錫啟動其在中國首個氫能燃料電池綜合能源利用項(xiàng)目，并在今年4月正式在中國發(fā)售5kW純氫燃料電池。但中國地理和經(jīng)濟(jì)環(huán)境較為復(fù)雜，要完成市場教育實(shí)屬不易，距離走入中國家庭還需要較長時間。實(shí)際上，松下在第五屆進(jìn)博會時展出了環(huán)境相關(guān)產(chǎn)品及解決方案，如純氫燃料電池，今年也會繼續(xù)參展第六屆進(jìn)博會，為進(jìn)一步拓展中國市場打基礎(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記者，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。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。在松下幸之助時代結(jié)束后，松下由于自身的管理問題以及面對來自中國家電品牌的激烈競爭不得不以轉(zhuǎn)型求生，在2018年的100周年紀(jì)念活動中提出下一個百年目標(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?，旗下各個公司按照事業(yè)內(nèi)容進(jìn)行區(qū)分。其中松下電器中國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、制造工藝簡單、光譜吸收范圍廣等優(yōu)勢，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)用于鈣鈦礦太陽能電池組件的基板。按照松下的設(shè)想，家用住宅的玻璃陽臺、窗戶及高層建筑的玻璃外墻等都可由此變成太陽能電池板，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%；營業(yè)利潤904億日元（約合6.16億美元），同比增長42%；歸母凈利潤2009億日元（約合13.70億美元），同比大增310%。利潤增長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。
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。在成為下一個百年公司的道路上，松下需要應(yīng)對的挑戰(zhàn)還有很多。