松下氢能业务2024年将加速事业化 在中国推广潜力几何?_SOLARZOOM光储亿家
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松下氢能业务2024年将加速事业化 在中国推广潜力几何?
  • 2023-09-20 15:10:58
  • 浏览:13171
  • 来自:第一财经

  99台纯氢燃料电池、4000平方米太阳能电池、1.1兆瓦时蓄电池组合,使生产工厂逐步全部使用清洁能源、走向二氧化碳(CO2)净零排放;在智慧小镇里,太阳能光伏、家用燃料电池、蓄电池配合,实现能源自产自足……这些不是设想,已经变为现实。

  第一财经记者2023年9月6-7日探访松下大阪草津工厂、藤泽智慧社区和东京松下中心时了解到,松下在日本正积极发展燃料电池和纯氢燃料电池业务,提供从家用、商用到智慧社区的解决方案,工商领域应用计划2024年事业化,也希望进一步把氢能业务推广到中国市场,相关产品和方案将在2023中国“进博会”亮相。

  家用燃料电池已累计生产24万台

  减少二氧化碳(CO2)排放,是全球共同的课题。松下在2017年制定的“Panasonic环境愿景2050”的基础上进一步深化,2022年4月提出Panasonic Green Impact(绿智造创未来)的减排计划,到2050年力争实现集团价值链的CO2排放实质为零,相当于减少目前全球CO2排放总量约330亿吨的1%、即3亿吨以上的目标。

  为了实现这一目标,松下重点研发制造和推广使用燃料电池(ENE FARM)。燃料电池通过氢和氧结合,来产生电、热。松下位于日本滋贺县的草津工厂,2009年开始生产燃料电池。其燃料电池厂房的占地面积约4000平方米,生产区域为3层半,相关员工约200人。

  这里每天生产家用燃料电池约100台。家用燃料电池有两个关键部件,一是电堆,二是燃料处理器。在一楼电堆车间,人工与设备结合,把每15个发电板组装成一个电堆,每天约生产200个电堆。每个发电板里有电解质膜,可促进氢、氧结合发电,并产生热。

  在二楼燃料处理器生产车间,几个工人正在给燃料处理器加上隔热层。燃料处理器的功能是从天然气中提取氢气,供电堆发电。松下的家用燃电池业务是与东京燃气公司合作,按需生产,东京燃气公司向用户推广家用燃料电池并且提供制氢所需天然气。

  在三楼家用燃料电池的组装生产线,AGV小车装着零部件、沿着轨道自动来到工人面前,工人按显示屏提醒的步骤来组装,组装后的半成品又被AGV小车送到下一个工序的工人面前,一共有12道组装工序。组装完成后的家用燃料电池,出厂前需经过多重检测。

  目前,松下家用燃料电池工厂,手工组装的部分相对较多,通过信息化系统及时追溯和发现生产过程中的问题,来提高效率。而生产自动化的程度并不算高,工厂相关负责人告诉记者,产量还没多到需要自动化生产,且一些复杂工序需要人工来做。

  这位负责人说,日本市场家用燃料电池的保有量为44万台,其中松下生产了22万台;在欧洲家用燃料电池市场,松下占70%份额。自2009年量产以来,松下至今已累计生产24万台家用燃料电池,并准备开拓中国市场。日本政府的目标是2030年安装300万台。。

  相比2009年第一代产品,目前松下家用燃料电池第七代产品部件数更少、体积更小、成本更低、寿命更长。上述负责人透露,电池的发电耐久时间已从4万小时,增加到9万小时;价格从300万日元/台(日本政府补助140万日元/台)降到100万日元/台(含安装费)。

  在离东京一小时车程的藤泽Fujisawa SST智慧社区,目前住着567户、2000位居民,30-50岁的人占一半。这个社区能源自产自用,采取了太阳能电池、燃料电池结合的方式。

  纯氢燃料电池工商应用2024年事业化

  日本2020年提出2050年实现碳中和的目标,为了达到全球减排目标(约300亿吨减至1/3,即100亿吨),需要将节能、可再生能源应用等方式并进开展实现。从2019年日本二氧化碳排放量占比看,家庭只占4.8%,产业部门、能源转换部门占比分别为25.2%和39.1%。所以,松下希望把纯氢燃料电池也应用到生产工厂、发电厂。

  松下2021年10月发布应用于商业、产业领域的5kW纯氢燃料电池,与家用燃料电池相比,它的产品结构中没有燃料处理器,因此体积更小,其氢气的来源由专业公司供应。2023年6月,松下纯氢燃料电池推出升级版,支持10台以上的大规模安装使用。

  在东京松下展示中心,松下有一个小型的纯氢燃料电池验证项目,一台5kW纯氢燃料电池为中心提供电和热水;附近有含20支钢瓶的氢气供给站,由专业公司每周更换一次。

  松下在滋贺县的草津工厂区还有一个更大型的验证项目——RE100解决方案验证设施。日本计划2050年实现碳中和,其氢能战略规划2030年利用300万吨氢气(其中绿氢42万吨)、2050年利用2000万吨氢气。日本多家公司积极参与太阳能发电,但因日本国土面积小,所以在尝试光伏与氢能结合。

  草津工厂的RE100解决方案项目占地6000平方米,其中4000平方米(相当于燃料电池工厂厂房屋顶的面积)安装了太阳能电池(1820张光伏板X315W/张),同时还安装了99台5kW纯氢燃料电池、1.1兆瓦时的蓄电池。项目中,太阳能电池供电约20%,纯氢燃料电池供电约8成。

  松下有一个能源管理系统,协调管理3种电池,实现不依赖天气的稳定供电。白天晴天时先用太阳能电池发电,其它时间用纯氢燃料电池发电,不足部分由蓄电池供电。

  草津工厂的验证项目内,还有一个直径3.4米、高约14米的液氢罐(78000L),由专业公司每周来补氢一次。液氢自然汽化,气体会膨胀800倍,现在用的还是燃气重整出来的氢气(灰氢),并非绿氢。日本正考虑今后从澳大利亚大量进口液氢,来增加绿氢供给。记者在东京松下中心获悉,松下还在研究绿氢制造装置,探索不使用贵金属来做阴离子交换膜。

  松下电器株式会社全球环境事业开发中心氢能事业企画室主干河村典彦告诉第一财经记者,目前氢能没有大规模使用,主要因为氢价较高。虽然氢燃料电池发电效率高,但发一度电需0.6立方米氢气,每立方米氢气100日元,即需60日元,这是日本电力公司一度电成本的3倍。日本政府的目标是2030年氢价降到30日元/立方米,2050年20日元/立方米。

  经过从2022年5月至今一年多的验证,松下计划2024年把面向工商业领域应用的氢能业务事业化,如果客户有需求,可以提供解决方案。松下也想在中国市场推广,河村典彦说,目前的困难在于,一是供氢气的问题;二是设备成本,日本设备出口到中国有5%关税、13%增值税,还有运费,所以如果要在中国市场推广,需要与借助政府、政策的力量。

  中国市场推广潜力几何?

  松下控股株式会社集团代表董事、全球副总裁、集团中国东北亚总代表本间哲朗2022年10月曾向第一财经记者表示,在中国,目前煤的使用比例还非常大,如何减少化石燃料的使用,氢的使用是一个非常重要的突破口。中国在氢能利用方面,在车载领域会领先一些,而在一般的家庭民生方面,还没有那么快的发展。松下在其无锡工厂在做冷热电三联供氢能项目的实证实验,想摸清氢能在中国家庭、商业设施以及工厂当中,未来的运用前景到底有多大,希望以实证实验为基础,能够和中国相关的合作方建立起联系。

  中国城市燃气氢能发展创新联盟秘书长、佛山环境与能源研究院院长赵吉诗9月12日在“绿氢创新发展论坛”上表示,2022年3月发布的《国家氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中提出,到“十四五”末绿氢产量达到10万-20万吨绿氢产量,目前来看保守了。随着新型能源体系构建提速,可再生能源装机容量快速增加,储能需求增大,同时交通、工业和建筑领域都有减碳的刚性需求,给绿氢供需提供了机遇。同时,可加强国际交流与合作,借鉴发达国家经验,相信绿氢在交通、工业替代领域会有更好的前景。

  赵吉诗今年7月曾去日本松下草津工厂,近距离参观了上述氢燃料电池、太阳能电池与蓄电池结合的零碳工厂。他向第一财经记者分析认为,在中国的家庭、商业和工厂推广应用松下PEMFC热电联供系统具有一定前景,主要的应用场景包括沿海离岛风光储氢+热电联供,青海、西藏、新疆西部偏远地区供能,以及东北、西北、西南国土边境线上的边民用能。

  “松下今年推出的5kW热电联供系统可以在城镇做一些热电联供示范,但是也面临挑战,主要包括成本还是很高、国内电气等能源价格体系和日本不一样,还会面临SOFC(固体氧化物燃料电池)的竞争。”赵吉诗说。

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