关于松下氢技术路线图解读

人类未来需要解决的一个问题与能源、全球变暖和化石燃料的枯竭有关。松下正在部署大量财政和技术资源，以改进应用于未来车辆和家庭的氢技术。在接受 EE Times Europe 采访时，Panasonic Europe BV 董事长兼首席执行官 Junichi Suzuki 和松下欧洲燃料电池负责人 Max Fujita 谈到了帮助塑造和推动氢能社会及其氢能发展的计划市场上的技术。

氢气通过涉及氧气的化学反应产生能量，该过程的唯一副产品是水。可再生氢清洁高效，是一种对环境零影响的能源。这就是松下继续其几十年前开始的氢研发的原因。

“脱碳是一个全球性问题，松下的理念是通过清洁能源为环境保护做出贡献。氢是有助于实现零排放目标的元素之一，”铃木说。

“自 1999 年以来，我们一直在开发燃料电池。那时，我们提取氢气，并从氢气中使用化石燃料来发电和供热。在日本，我们从 2009 年开始推出产品。我们已经完成了超过 200，000 次安装（日本的氢气装置总数为 360，000 次），使氢气成为首选天然气。我们正在与几家欧洲公司合作，通过我们的氢燃料电池技术为零排放影响做出贡献，这是我们未来几年的目标，”藤田说。

日本是第一个采用“基本氢战略”的国家，现在希望成为“氢社会”。

氢能和可再生能源

氢n 是一种非常轻的气体，因此它倾向于与其他原子结合，从而形成更复杂的分子。因此，要用作燃料，它必须通过化学过程“捕获”。氢是宇宙中分布最广的化学元素，可以在实现零净排放以及风能和地热能等其他方面发挥重要作用。

清洁或低排放的氢气可以通过可再生能源（绿色氢气）的电解过程或通过化石来源（主要是天然气）的精炼过程与碳捕获和储存（蓝色氢气）技术相结合来生产，该技术可以捕获二氧化碳并储存它在地质遗址。在这两种情况下，成本都远高于生产灰氢的成本。今天，90% 的灰氢都是生产出来的，它会产生二氧化碳，从而增加排放。越来越高性能技术的发展和可用可再生能源的增加可以降低绿色氢的成本并使其更适用。

松下路线图

松下自 1999 年以来一直在开发家用燃料电池（微型热电联产/热电联产），并于 2009 年 5 月在日本推出了世界上第一个名为 ENE-FARM 的系统，使其商业化可用于在家中生产电力和热水。在日本市场取得成功之后，松下现在打算将其业务扩展到欧洲，而新的研发中心将成为实现这一目标的关键因素。目前在许多家庭和设施中使用的家用燃料电池有助于将清洁氢技术放在地图上。松下正在开展多项在家中使用氢气的举措。

演讲者强调了他们如何使用专有光催化剂技术和可再生太阳能开发新的制氢技术。“我们也在探索利用能源和环境新技术先锋计划的所有可能性，该计划由日本新能源和工业技术开发组织 （NEDO） 资助，旨在于 2030 年左右实施，”发言人说（图 1 和图 1 和2）。

图 1：太阳能制氢装置的工作原理。当阳光照射到光催化剂上时，通过水电解产生氢气和氧气（来源：松下）

图 2：对氢气生产、储存和利用的整个价值链的全面研究（来源：松下）

松下的目标是将氢气送到您家门口，让您能够高效、低成本地生产能源。它还有助于未来氢燃料汽车服务站的发展。在日本山梨县米仓山的“Yume Solar-kan Yamanashi”可再生能源试验场，正在测试多种解决方案。

微型 CHP 燃料电池通过大气中的氧气与从天然气（甲烷、CH4）中提取的氢气之间的化学反应来发电。作为该过程副产品产生的热量也用于家庭取暖和热水（图 3）。

图 3：燃料电池和氢燃料电池（来源：松下）

氢动力燃料电池的安装将使清洁能源的生产成为可能。与使用传统化石燃料发电相比，像这样的家庭氢燃料电池系统可以帮助减少全球变暖的原因。在日本，与由热站和燃气供暖系统供电的家庭相比，由 ENE-FARM 燃料电池供电的家庭每年最多可减少 1.5 吨二氧化碳排放量。

该战略主要旨在与竞争燃料（例如运输部门的汽油或发电的液化天然气）实现成本平价，并涵盖从生产到下游市场应用的整个供应链。

“例如，在日本，每个人都可以购买燃料电池汽车。但它非常昂贵，因此目标是进行一些模型更改，以降低成本，并通过高效的基础设施提高效率和耐用性。”

2014 年，丰田推出了 Mirai，这是第一款依赖氢动力电池的氢动力商用车，不排放二氧化碳，可以快速充电。Mirai 的第二款车型将于 2020 年 12 月推出。

即使在日本，氢市场在经济上也不可行。发言人指出，目前几乎所有的氢和燃料电池技术在很大程度上都依赖于公共资金。

松下和日本的整体战略可能在全球范围内产生积极影响，特别是有助于在国际能源贸易和商业合作中创造新的协同效应。这些伙伴关系将是促进发展和使技术更容易获得的关键。

在汽车领域，多家公司于2017年成立了“Japan H2 Mobility （JHyM）”合资企业，以在政府补贴的帮助下加速在日本各地部署氢气分销商。截至 2018 年底，全球共有 12，900 辆燃料电池汽车，其中约四分之一由本田和丰田等日本公司生产。与混合动力汽车相比，日本政府的路线图设想降低燃料电池汽车的价格溢价。

为提高大众对氢能的接受度，2020年东京夏季奥运会期间，燃料电池汽车也将作为官方交通工具。日本政府的另一个短期项目是氢列车。JR东日本宣布开发一种由燃料电池和锂离子电池相结合的混合动力系统驱动的列车。

目前，用低碳能源生产氢气是昂贵的：燃料电池、加氢站和电解槽都可以通过大众经济来降低成本，并且需要发展基础设施。

编辑：hfy