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產業供電的好幫手!日本燃料電池有望成明日之星

2020/07/30 宋瑞文

日本還有各式各樣的燃料電池在正進行技術突破,未來可望大幅降低燃料電池價格,有益於燃料電池的普及。看起來,除了氫能之外,日本希望讓燃料電池發展更多元化

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各家廠牌製造的家用燃料電池ENE-FARM。(圖:東京瓦斯

 

  說到台灣目前的綠能產業,大多仍著重於太陽光電、風力發電和生質能發展,較少看到採用燃料電池(fuel cell),台灣人也相對比較不熟悉。但是到了鄰國日本,卻完全不是這麼一回事!

  東京瓦斯曾經製作過一個「節電歌」廣告,請到著名歌手八代亞紀演唱,裡面節電的主角,就是以瓦斯為燃料的家用型燃料電池。為了有效供應電力,許多大公司也推出規模較大的商用型,讓燃料電池在日本社會上的應用越來越常見。

 

燃料電池供電穩定 日本大公司爭相開發

  先來解釋一下什麼是燃料電池。簡單來說,就是透過氧化還原反應,把燃料中的化學能轉成電能,且在燃料耗盡之前,可以持續不斷地提供電力。

  最早商品化的燃料電池,其實是磷酸燃料電池(PAFC),大約早在1990年代就上市了。然而,PAFC因為有引進成本與維護成本的問題,至今都還沒有辦法達到普及化。

  相對於普及不易的PAFC,近年較被期待的商業用燃料電池,是固態氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell,簡稱:SOFC)。投入在SOFC熱電聯產系統開發上的日本廠商不計其數,且都是國際赫赫有名的,包含京瓷、三浦工業、三菱日立電力系統(Mitsubishi Hitachi Power Systems)、富士電機、日立造船、電裝公司DENSO等。

  其中,京瓷、三浦工業和三菱日立電力系統,都已研發出可上市的商品。但要說到市場上拓展最快,且最受矚目的系統,還是非美國大廠 Bloom Energy公司所製造的Bloom Energy Server莫屬。

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京瓷、三浦工業的產業用燃料電池(圖:日本瓦斯協會

 

燃料電池好處多 日本已出現多個應用案例

  在日本,其實有許多工業大戶會採用Bloom Energy Server。這套系統的供電能力為250千瓦(kW),毛熱效率(LHV, Lower heating value)達60%以上,體積為10.1×1.3×2.1公尺,整體表現算不錯。

  以日本金屬加工公司Porite來說,使用Bloom Energy Server可為其熊谷第二工廠供應6成所需電力的,電力成本也可減少1成。另外還有一個好處,Porite是一個精密金屬加工公司,如果遇到因為落雷或其他因素所造成的突然停電,會讓公司損失很大。這時候,廠內的燃料電池便可成為緊急電源,確保生產不中斷,幫助渡過難關。

 

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設置於Porite熊谷第二工廠的Bloom Energy Server(圖:日本瓦斯協會

 

  另外,由於Bloom Energy Server發電功率大,以一般辦公大樓所需的供電能力約200千瓦(kW)而言,實在綽綽有餘。因此,不僅是工廠,這套系統也很適合當建築電力的來源,不分晝夜都能供電。最方便的是,Bloom Energy Server具有「擴充性」,可以配合客戶的需要,擴增機台及合併發電,大幅提升供電的彈性,美國就已經出現這套系統被擴大到30百萬瓦(MW)功率的實績案例,Google和可口可樂等知名企業也都有採用。

  目前,日本還有各式各樣的燃料電池在正進行技術突破,像九州大學和宮崎大學6月剛發表的SOFC新材質,因為不需要以往高價格的白金與耐熱材料,未來可望大幅降低燃料電池價格,有益於燃料電池的普及。看起來,除了氫能之外,日本希望讓燃料電池發展更多元化!

 

宋瑞文

環境資訊電子報、媽媽監督核電聯盟等單位之專欄作家,演講講師(核災、日本節能減碳、同志)。日本歌手中島美雪介紹會主持人。(舊名宋竑廣)

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