【大纪元10月15日讯】（新纪元周刊记者洪一夫日本报导）编者按：随着日本鸠山首相在联合国气候变迁特别高峰会上的减碳宣示，日本各厂商对于各新型能源的创新与改革更加快了脚步。
家庭用清洁能源更成为下个阶段厂商看准的对象，除了太阳能、风能以外，燃料电池也开始崭露头角。
日本首相鸠山由纪夫在九月二十三日的联合国气候变迁特别高峰会上表示，日本的二氧化碳排放量减少目标是：二零二零年为止将比一九九零年减少25％。日本新政府的这个方针吸引了日本社会对新型清洁能源的兴趣。
家庭用清洁能源除了太阳能、风能以外，燃料电池也开始崭露头角。使用都市瓦斯或液化石油气来发电的家庭用燃料电池，今年五月已经在日本开始销售，这在世界上也是首次。
九月三十日，日本的新日本石油（ENEOS）和京瓷（Kyocera）共同发表声明表示将合作开发新型家用燃料电池，预计二零一一年上市。日本在家庭用燃料电池的开发和实用方面处于世界前列。
家用燃料电池低污染、高效能
为什么要使用燃料电池来代替电力公司的供电呢？燃料电池和减少二氧化碳排放量有什么关系呢？让我们来看看燃料电池的应用原理。
燃料电池是以具有可燃性的燃料与氧反应直接产生电力的装置。通常可燃性燃料如瓦斯、汽油、甲烷（CH4）、乙醇（酒精）、氢……这些可燃性物质都要经过燃烧加热水使水沸腾，而使水蒸气推动涡轮发电，以这种转换方式大部分的能量通常都转为无用的热能，转换效率通常只有约30％，能源利用率相当的低。而燃料电池是以特殊催化剂使燃料与氧发生反应产生二氧化碳和水，并直接产生电力。因不需推动涡轮等发电器具，也不需将水加热至水蒸气再经散热变回水，所以能量转换效率高达70％左右，比一般发电方法高出了约40％；优点还不只如此，二氧化碳排放量比一般方法低许多，水又是无害的产生物，是一种低污染性的能源。
现在的用电方式是电力公司的活力发电厂利用石油、煤炭、天然气等一次性能源发电后，经过远距离传输、逐级降低电压，进入家庭单位。这样只有电能被利用了，而一次性能源燃烧时产生的大量热能白白排放掉了。而家庭用燃料电池由于就设在房间外，除了发电时能源转换效率高之外，发电时产生的热量还可用于加热水，供洗浴和厨房使用，综合能源利用率大大提高了。而且由于不是燃料直接燃烧，二氧化碳和其他有害气体的排放量也大大减少了。
各厂商纷纷加入家用燃料市场
Panasonic（左）和ENEOS（右）生产的家庭用燃料电池系统（厂家官方网站截图）
日本从十几年前开始开发使用都市瓦斯或液化石油气来发电的家庭用燃料电池，渐渐有很多公司开始加入，加速了实用化进程。如Panasonic、东芝（Toshiba）、三洋电机（Sanyo）、新日本石油（ENEOS）、京瓷（Kyocera）等公司。大的都市瓦斯和液化石油气销售公司也积极推广，如东京瓦斯（Tokyo Gas）、大阪瓦斯（Osaka Gas）和新日本石油（ENEOS）等。
今年五月份开始销售的家用燃料电池，包括发电单元和储热单元。体积小小的和空调室外机差不多的是发电单元，目前的型号使用的是固体高分子型催化剂，工作温度八十～一百摄氏度，发电效率约30～40％。新日本石油和京瓷开发的新型家用燃料电池，使用固体氧化物做催化剂，工作温度七百摄氏度以上，发电效率达50％左右。
为了保证燃料电池的最佳效率，燃料电池的输出功率最好保持一定。最初日本的很多开发商设想燃料电池以一定功率运行，在家庭用电少时将多发的电能卖给电力公司，在家庭用电多时从电力公司买电，这种做法已经在家庭用太阳能发电系统中应用了。
不过由于卖电给电力公司的价格太便宜，无法抵销成本而作罢。而要将多发的电储存起来的话，将大大增加成本，这也是开发商不愿做的。现在日本销售的家用燃料电池的工作模式基本为，以1KW的一定功率来运行，在清晨和白天的时候，家庭用电量少，燃料电池停止工作，使用电力公司的电。在早上和晚上的时候，用电量大增，当用电功率超过1KW的时候燃料电池开始工作，减少购电量。
起步阶段 仍有诸多限制
目前阶段，即使燃料电池还不能完全替代电力公司，但每年仍然可以节省五万日圆（约五百五十美元）左右的能源费用。
在家庭用清洁能源中，燃料电池的最大对手是太阳能发电系统。日本曾经大力推广过太阳能发电系统，但目前普及率仍然很低。
普及燃料电池的最大瓶颈还是价格问题。目前销售的1KW级固体高分子型燃料电池系统的基本价格约三百二十万日圆（约三点五万美元），日本政府最多补助一百四十万日圆，消费者实际负担一百八十万日圆（约两万美元）。预计二零一二年之后，基本价格可以降到一百二十万日圆，和太阳能发电系统基本持平。
由于燃料电池要使用瓦斯或液化石油气来做原料，所以还是需要发电成本的。而太阳能发电系统一旦安装后就不需要成本了，不过发电能力要受天气的左右，不能保证稳定供电。不过燃料电池能够保证稳定发电。
另一个问题是寿命问题。目前使用高分子做催化剂的燃料电池一般可用十年左右，而太阳能发电系统的寿命非常长，基本可用五十年以上。
日本已经有不动产开发公司推出了将燃料电池和太阳能发电系统结合在一起的住房，这样就能完全不依赖于电力公司，达到自给自足，多余的电力还可卖给电力公司。
新兴的家庭用燃料电池虽然还面临着一些技术和经济上的问题，不过由于能够减少二氧化碳排放量，并能减少输电损失，还是有发展空间的。◇
本文转自【新纪元周刊】142期“焦点新闻”栏目
http://mag.epochtimes.com/144/7033.htm (http://www.dajiyuan.com)
