在松下草津工厂，99台5千瓦纯氢燃料电池、4000平方米的太阳能光伏板、容量约为1.1兆瓦时的蓄电池协同为工厂供电。资料图片

本报记者 | 崔立勇

    第六届进博会即将在上海举办。在这个承载着全球企业对中国市场的满满期待和中外经贸紧密合作的大舞台上，连续6年参展从未缺席的松下的表现颇具风向标意义。
    松下将进博会定位为全球战略性展会，作为进博会的“老朋友”，所展示内容无疑经过深思熟虑和精挑细选。不久前，松下控股株式会社集团代表董事全球副总裁、中国东北亚总代表本间哲朗在自己的微博中透露：“我们始终将绿色理念深度融入产品和解决方案中，以绿色低碳行动助力实现可持续发展的社会。”无疑，绿色低碳仍将是松下在第六届进博会上的主题之一，为绿色发展“加分”的技术和产品将得到重点呈现。
    在绿色低碳领域，松下拥有雄厚的技术储备，氢能是代表之一。松下在日本从事氢能技术的研发已经超过20年，能够应用到中国市场解决社会课题的技术和产品数量可观。进博会推动外企在中国市场的发展，让展品变商品；松下也正在通过进博会等窗口，把氢能等前沿技术带到中国。

燃料电池让氢气进万家成为现实

    “氢能一定会为中国实现‘双碳’目标作出重要贡献。但是，企业只‘说’是没有意义的。”本间哲朗此前向记者表示，中国可再生能源潜力巨大，松下愿意将在日本长期研发的相关技术拿到中国市场，将落地的项目实实在在地展现出来，推进氢能在中国的应用。
    在中国，氢能在汽车领域的应用被公众熟知。松下则在努力加速氢能在家庭、工厂、医院和商业楼宇等更多场景的应用。在C端，家用燃料电池ENE-FARM已经帮助氢能走进千家万户。
    与电解水的过程相反，燃料电池的工作原理是从城市供应的天然气中重整氢气，通过氢气与空气中的氧气发生化学反应来发电，过程中产生的热能供家用烧热水和取暖使用。松下电气工程公司燃料电池·氢能SBU制造课课长市原壮二介绍，松下草津燃料电池工厂根据市场的需求量制造ENE-FARM。技术人员先将极薄的电解质膜贴在树脂面板上形成发电板，15个发电板组成1个电堆，为了提升发电效率，对电堆进行真空处理。电堆是氢气和氧气进行化学反应的关键部件。逆变器则提供交流电供家庭直接使用。
    松下电气工程公司燃料电池·氢能SBU燃料电池事业横断推进室海外营业课主务陈子鹏算了一笔账，对于普通家庭而言，ENE-FARM的发电功率已经足够，同时加温而成的大量热水可以满足洗澡等需求，从而取代热水器。他说，目前家庭购买和安装ENE-FARM的费用总计约为100万日元（约合5万元人民币），每年通过节能就能省下8万多日元，综合计算，10年基本就能收回成本。
    松下更看重降碳的大账。与燃气热水器相比，每台ENE-FARM每年能够带来1.3吨二氧化碳减排。市原壮二表示，小型高效是ENE-FARM的显著特点，传统发电的能源利用率约为41%，ENE-FARM凭借热电联供系统，综合能源利用率达到97%。
    事实上，ENE-FARM是日本家庭用分布式氢燃料电池项目的统一名称，各个企业都可生产。但是松下生产了日本一半以上的ENE-FARM，在欧洲的市场占比更高，目前在全球已经销售24万台。
    自2009年推出世界首台普通销售型ENE-FARM以来，松下每两年对其进行一次改型设计，不断提升其性能，如今已进入第七代。发电耐久时间（寿命）已经从4万小时增加到9万小时，安装面积从3.9平方米缩小至1.5平方米，重量从125公斤减为59公斤。现在的样子就像一台家用的柜式空调。
    在中国“双碳”目标的背景下，凭借能源高效利用、清洁环保的属性，燃料电池热电联供迎来了更多机遇。在广东佛山的全国首个“氢气进万家”智慧能源示范社区项目中，松下ENE-FARM700W燃料电池产品应用到社区，2022年10月开始运行。

发电技术成熟只待氢气成本降低

    与ENE-FARM从天然气中获取氢气不同，主要应用在B端的纯氢燃料电池可以直接使用氢气。
    乘坐东海道新干线从京都出发向名古屋方向，5分钟左右就可以在右侧车窗外看到松下草津工厂巨大的“Panasonic”标志，距离高铁线路不远处的白色液氢罐也颇为醒目。这个直径3.4米、高约14米的液氢罐可以储存7.8万升液氢，4辆液氢运输车才能把它装满。
    液氢罐中的液氢经过自然汽化，体积膨胀800倍，变为气体后通过管道输送给旁边整齐排列的99台5千瓦纯氢燃料电池，草津工厂内部的燃料电池工厂生产所需的大部分电力就来自这些纯氢燃料电池。
    松下利用草津工厂的旧停车场设置了一个R实证实验项目，铺设了4000平方米的光伏板，这一面积与燃料电池工厂的生产车间楼顶面积相当。但是，单靠太阳能远远不够满足可再生能源的供电需要。工厂高峰时段的用电需求约680千瓦，年耗电量约2.7吉瓦时，太阳能发电的稳定性也受制于天气变化。
    解决的办法是太阳能只提供20%的电力，剩下的80%交给纯氢燃料电池。99台5千瓦纯氢燃料电池，1820块315瓦的太阳能电池组件（共约570千瓦），容量约为1.1兆瓦时的蓄电池，3种供电方式共同构成100%利用可再生能源的H2KI-BOU FIELD发电设施。
    太阳能和燃料电池都连接到蓄电池，工厂EMS（能源管理系统）对发电和用电进行协调。晴天时太阳能优先供电，阴雨天和夜间则由蓄电池和纯氢燃料电池供电，由此摆脱了天气对稳定供电的影响。
    松下全球环境事业开发中心氢能事业企画室主干河村典彦表示，99台纯氢燃料电池并非同时都在工作，工厂会根据用电需求安排部分电池“轮休”。这种按需供电的方式，一方面延长了电池的寿命，另一方面便于设备维保。EMS每30秒监测一次工厂的用电需求，控制纯氢燃料电池、太阳能和蓄电池的协同供电。因为纯氢燃料电池发电时声音很小，所以如果不看后台系统显示，人即使贴近也不容易辨别出哪些电池在运转。
    松下草津燃料电池工厂是世界首个真正利用氢气供电的工厂，也成为RE100解决方案的范例。R100是一项国际倡议，旨在提倡公司用100%可再生能源来提供自身所需的电力。
    H2KIBOU FIELD自2022年4月投入运营，受到了日本国内及全球的关注。前来参观的制造企业、总承包商、行业协会、科研机构等领域的业内外人士络绎不绝，每年参观活动超过580场次。下午1：30开始的参观时段，如今已经排队到了3个月后。
    松下非常欢迎各界前来参观，也愿意将纯氢燃料电池发电的技术推广到更多地方。
    2023年2月，松下在无锡电池工厂打造的冷热电三联供氢能示范项目落成，采用了8台5千瓦纯氢燃料电池。中国的这个氢能示范项目进行了拓展，装配了松下自己的溴化锂吸收式制冷机进行冷热交换，这样电池不仅可以供热，还可以供冷，冷热电“三联供”由此实现，氢燃料电池的能力也几乎发挥到了极致。
    氢燃料电池更广范围应用的最大挑战来自成本。在日本，氢气的成本约为100日元（约等于5元人民币）/立方米，产生一度电的运行成本约为60日元，是电力公司电价（每度20日元）的3倍。按照日本政府的目标，2050年氢气的价格将降到20日元/立方米，如果目标如期实现，那么氢能产生一度电的成本则会大幅降至11.9日元，这无疑将一举消除氢能在成本上的劣势。
    氢能的利用被松下视作绿色发展的重要突破口。根据日本政府最新修订的《氢基本战略》，2040年日本氢气供应量达到1200万吨左右，是当前年产量200万吨的6倍。中国是世界上最大的制氢国，年制氢产量约3300万吨，其中达到工业氢气质量标准的约1200万吨。随着氢能产量的增加，价格有望随之降低，并逐步扩大应用范围。

绿色低碳是技术更是理念和态度

    除了集中式氢气供应，单台的纯氢燃料电池也可以利用氢气钢瓶。东京松下中心的室外就安装了一台为场馆提供电力的纯氢燃料电池，氢气来自20支氢气钢瓶（每支储存气态氢7立方米）。日本对高压气体管理严格，但允许数量不超过20支的氢气钢瓶安置在建筑物周边的保管库内，满足距离电源插座或其他火源5米以上距离的条件即可。
    创建于21年前的东京松下中心从设计阶段开始就引入了雨水利用、能源管理系统等设施，大幅减少能源消耗，并不断推进精细化的能源控制。所长儿玉比佐子介绍，东京松下中心是松下除制造工厂之外唯一的一处零碳建筑。
    藤泽SST（Sustainable SmartTown，可持续智慧小镇）位于距离东京1小时车程的神奈川县藤泽市，原址是松下的电视机和冰箱工厂。2009年工厂搬迁后，松下携手合作伙伴和当地政府共同打造这个先进的智慧城市，也致力于创建一个减少碳排放、追求可持续发展的理想城市。藤泽SST的管理人员介绍，这里能容纳1000户居民，最大的特点是以每一位居民的生活需求出发进行思考，从建设城市向培育城市转变。
    藤泽SST实现了能源的自产自用、自给自足。每栋房子都配备了ENE-FARM燃料电池，居民还可以通过智能手机管理自家的能源产生和消耗。住宅、公共设施和公共区域都安装了太阳能光伏板，产生的电力不仅供小镇使用，余量还可以卖给电网。一年算下来，居民们在电费上基本没有支出，有的甚至有所盈余。光伏板特意外置了电源插头，如果遭受地震等自然灾害，小镇和周边居民可以把电器直接插在光伏板上。小镇还安装了大型蓄电池，平时太阳能转化成的电能会部分储存在蓄电池中，一旦自然灾害造成太阳能无法发电，蓄电池能为住户提供3天照明、冰箱、电视机等所需的基本电量。
    钙钛矿太阳能电池也正在藤泽SST进行实验。和传统的太阳能晶硅电池不同，其吸收系数更高，提供能量更多。技术人员介绍，城市高楼大厦的玻璃幕墙面积巨大，钙钛矿太阳能电池可以像塑料薄膜一样贴在玻璃上，产生大量电力，而且不会影响室内采光，凭借独有的喷涂技术和材料技术，松下正在开发高效率并且能够满足各种尺寸需求的钙钛矿太阳能电池。
    不仅在藤泽，松下还在横滨和大阪吹田各建了一座SST。2021年，位于江苏宜兴的雅达相，这一社区借鉴了藤泽SST的相关理念，1170户住宅全面导入松下的107款产品，松下还对社区的整体规划、内部装修及健康服务等进行了全面设计。
    松下似乎与“电”有着不解之缘。1917年，松下幸之助研制出便宜耐用的电灯插座。1918年，松下电气器具制作所创立，松下由此诞生，之后企业以家电闻名于世，并在百年间走出一条包含家电、制造、住宅、健康、环境等各个业务领域的发展之路。
    2022年4月，松下集团提出“Panasonic GREEN IMPACT”的长期环境愿景，面向2050年，力争通过事业活动完成约3亿吨的减排贡献影响，相当于目前全球总碳排放量的1%。松下在中国的近40家工厂中已有9家成为“零碳工厂”。
    “为了达到实现脱碳的理想，需要考虑到所有的选项。”松下的技术人员告诉记者，松下关注能对环境作出贡献的各个领域。