中国储能网讯:燃料电池家用系统是我此次东京展会关注的重点之一,仅次于汽车方面的应用,观感系列的第二篇将为大家介绍日本的家电企业在家用燃料电池系统的产品发展和我们对这一领域的一些思考,希望对有志于从事这一领域的朋友有所启发。
几点看法
1、家用和商用燃料电池系统将是未来产业的重要方向,其市场潜力堪比汽车领域,而且由于家用系统的使用环境相对简单,电堆寿命和成本都相对容易突破;
2、日本的家用系统已经非常成熟,不论从指标、制造工艺、工业设计、商业模式等等。包括燃料电池系统、光伏屋顶的ENE-Farm累计销售量已经接近20万套,提供一家人生活所需的热水和电,价格也从最初的两百多万日元降到了现在的一百万日元左右,在日本当前的电价基础上,可以不依赖政府补贴。
3、成本是家用系统在中国推广的最大问题,但未来不难克服。目前日本的标准产品多数是700w这个级别的,单价过高、功率太低。随着中国FCV的发展将会使电堆成本大幅降低,甚至有可能在几年之内将到5元/w以内,这样系统成本也将大幅降低。
4、在中国最有潜力的领域是商业建筑,因为商业电价高、空调负荷重。燃料电池系统供电的同时还可以供应热水,从原理上可以实现热冷电三联供,与目前效率最高的燃气三联供系统相比,燃料电池系统90%的效率仍然领先,而且燃料电池系统的布置灵活,模块化产品可以组合出KW级到MW不同的系统,是实现分布式能源的极好的工具。
5、技术路线方面,日本企业逐渐减少了SOFC系统的出货,更多采用PEMFC,个人觉得这更多是供应链的问题而不是技术路线优劣的问题。目前在日本采用PEM的产品非常多,供应链容易解决,相比较而言,SOFC的供应链整合所花费的精力无疑要多得多。
企业之一:松下
这次展会松下和东芝都给出了不少产品,松下推出的系统的燃料可以选择管网天然气或者罐装液化气,偏远地区没有管道天然气的地方也可以实现热水、电力供应,这在我们之前拜访东京ENE-Farm的时候也见到了管网气与液化气并用的情况。
体积方面,长宽高1750*400*400mm,占地面积2平方米左右,公寓使用占地偏大,比较适合独立建筑。
技术指标方面,除了90%的系统效率之外,松下的2017年4月开始发售的新款产品的指标也有提高,尤其是使用寿命长达9万小时、启停次数高达4500次,可以用到12年,相当有吸引力。
松下还给出了燃料电池系统在停电状况下作为应急电源的表现,最长可以提供四天96小时的供电时间,这与日本电器产品事事考虑自然灾害的传统有关,但也提供了分布式能源的新思路。
产品方面,为了使外观更加协调,松下甚至提供了木色的装饰,在现场我也被这栅栏形状的产品给迷惑了,后来知道这纯粹就是装饰。可见这类产品的成熟度,这已经不是单纯考虑技术的阶段了。
企业之二:东芝
东芝此次提供的产品线比松下还要长,从700w的户用系统到100KW的楼宇产品,甚至还有移动燃料电池系统、离网发电系统、电解水制氢系统。
2.1家用系统
家用系统方面,还是TM1型,250-700w功率、可以使用都市gas、天然气、液化气,启动时间一小时,发电效率39%、综合效率95%。
2.2 100KW纯氢燃料电池系统
东芝此次给出的100kw燃料电池系统是目前我所见的最大的PEMFC系统,采用两个电堆,氢气在主电堆反应完后进入辅助电堆,可以提高氢气一次反应率。而且采用了新的结构,使这个系统能够实现分钟级的启停(小型700w系统要1小时启动时间),使用范围会大幅提高,甚至可以替代部分燃气轮机调峰的功能。
2.3电解水制氢与移动发电系统
从某种意义上,东芝已经不满足于燃料电池家电企业的定位了,电解水制氢系统和移动供电系统都将产业触角伸向了储能和分布式能源。
东芝新推出的电解水制氢系统能达到每小时100标准立方米的能力,但对于我最关心的成本问题,并未回答。不过按照之前我们的测算,标准的电解水装置,电价0.25元/kwh以上经济性不明显,不过日本的氢气价格高于中国,对电价的容忍度也应该更高。
不过相对于应急使用电解水制氢的城市使用场合,这套装置最大的潜在市场应该是风电和光伏电站,假如成本适合,弃风弃光用于电解水,然后以液氢的方式运输出来,是未来氢能社会非常有吸引力的使用方式。