日本新型能源 家庭用燃料電池方興未艾

【大紀元10月15日訊】（新紀元週刊記者洪一夫日本報導）編者按：隨著日本鳩山首相在聯合國氣候變遷特別高峰會上的減碳宣示，日本各廠商對於各新型能源的創新與改革更加快了腳步。

家庭用清潔能源更成為下個階段廠商看準的對象，除了太陽能、風能以外，燃料電池也開始嶄露頭角。

日本首相鳩山由紀夫在九月二十三日的聯合國氣候變遷特別高峰會上表示，日本的二氧化碳排放量減少目標是：二零二零年為止將比一九九零年減少25％。日本新政府的這個方針吸引了日本社會對新型清潔能源的興趣。

家庭用清潔能源除了太陽能、風能以外，燃料電池也開始嶄露頭角。使用都市瓦斯或液化石油氣來發電的家庭用燃料電池，今年五月已經在日本開始銷售，這在世界上也是首次。

九月三十日，日本的新日本石油（ENEOS）和京瓷（Kyocera）共同發表聲明表示將合作開發新型家用燃料電池，預計二零一一年上市。日本在家庭用燃料電池的開發和實用方面處於世界前列。

家用燃料電池低污染、高效能

為什麼要使用燃料電池來代替電力公司的供電呢？燃料電池和減少二氧化碳排放量有什麼關係呢？讓我們來看看燃料電池的應用原理。

燃料電池是以具有可燃性的燃料與氧反應直接產生電力的裝置。通常可燃性燃料如瓦斯、汽油、甲烷（CH4）、乙醇（酒精）、氫……這些可燃性物質都要經過燃燒加熱水使水沸騰，而使水蒸氣推動渦輪發電，以這種轉換方式大部分的能量通常都轉為無用的熱能，轉換效率通常只有約30％，能源利用率相當的低。而燃料電池是以特殊催化劑使燃料與氧發生反應產生二氧化碳和水，並直接產生電力。因不需推動渦輪等發電器具，也不需將水加熱至水蒸氣再經散熱變回水，所以能量轉換效率高達70％左右，比一般發電方法高出了約40％；優點還不只如此，二氧化碳排放量比一般方法低許多，水又是無害的產生物，是一種低污染性的能源。

現在的用電方式是電力公司的活力發電廠利用石油、煤炭、天然氣等一次性能源發電後，經過遠距離傳輸、逐級降低電壓，進入家庭單位。這樣只有電能被利用了，而一次性能源燃燒時產生的大量熱能白白排放掉了。而家庭用燃料電池由於就設在房間外，除了發電時能源轉換效率高之外，發電時產生的熱量還可用於加熱水，供洗浴和廚房使用，綜合能源利用率大大提高了。而且由於不是燃料直接燃燒，二氧化碳和其他有害氣體的排放量也大大減少了。

各廠商紛紛加入家用燃料市場

Panasonic（左）和ENEOS（右）生產的家庭用燃料電池系統（廠家官方網站截圖）

日本從十幾年前開始開發使用都市瓦斯或液化石油氣來發電的家庭用燃料電池，漸漸有很多公司開始加入，加速了實用化進程。如Panasonic、東芝（Toshiba）、三洋電機（Sanyo）、新日本石油（ENEOS）、京瓷（Kyocera）等公司。大的都市瓦斯和液化石油氣銷售公司也積極推廣，如東京瓦斯（Tokyo Gas）、大阪瓦斯（Osaka Gas）和新日本石油（ENEOS）等。

今年五月份開始銷售的家用燃料電池，包括發電單元和儲熱單元。體積小小的和空調室外機差不多的是發電單元，目前的型號使用的是固體高分子型催化劑，工作溫度八十～一百攝氏度，發電效率約30～40％。新日本石油和京瓷開發的新型家用燃料電池，使用固體氧化物做催化劑，工作溫度七百攝氏度以上，發電效率達50％左右。

為了保證燃料電池的最佳效率，燃料電池的輸出功率最好保持一定。最初日本的很多開發商設想燃料電池以一定功率運行，在家庭用電少時將多發的電能賣給電力公司，在家庭用電多時從電力公司買電，這種做法已經在家庭用太陽能發電系統中應用了。

不過由於賣電給電力公司的價格太便宜，無法抵銷成本而作罷。而要將多發的電儲存起來的話，將大大增加成本，這也是開發商不願做的。現在日本銷售的家用燃料電池的工作模式基本為，以1KW的一定功率來運行，在清晨和白天的時候，家庭用電量少，燃料電池停止工作，使用電力公司的電。在早上和晚上的時候，用電量大增，當用電功率超過1KW的時候燃料電池開始工作，減少購電量。

起步階段 仍有諸多限制

目前階段，即使燃料電池還不能完全替代電力公司，但每年仍然可以節省五萬日圓（約五百五十美元）左右的能源費用。

在家庭用清潔能源中，燃料電池的最大對手是太陽能發電系統。日本曾經大力推廣過太陽能發電系統，但目前普及率仍然很低。

普及燃料電池的最大瓶頸還是價格問題。目前銷售的1KW級固體高分子型燃料電池系統的基本價格約三百二十萬日圓（約三點五萬美元），日本政府最多補助一百四十萬日圓，消費者實際負擔一百八十萬日圓（約兩萬美元）。預計二零一二年之後，基本價格可以降到一百二十萬日圓，和太陽能發電系統基本持平。

由於燃料電池要使用瓦斯或液化石油氣來做原料，所以還是需要發電成本的。而太陽能發電系統一旦安裝後就不需要成本了，不過發電能力要受天氣的左右，不能保證穩定供電。不過燃料電池能夠保證穩定發電。

另一個問題是壽命問題。目前使用高分子做催化劑的燃料電池一般可用十年左右，而太陽能發電系統的壽命非常長，基本可用五十年以上。

日本已經有不動產開發公司推出了將燃料電池和太陽能發電系統結合在一起的住房，這樣就能完全不依賴於電力公司，達到自給自足，多餘的電力還可賣給電力公司。

新興的家庭用燃料電池雖然還面臨著一些技術和經濟上的問題，不過由於能夠減少二氧化碳排放量，並能減少輸電損失，還是有發展空間的。◇

本文轉自【新紀元週刊】142期「焦點新聞」欄目

http://mag.epochtimes.com/144/7033.htm (http://www.dajiyuan.com)