家庭用燃料电池 ENE·FARM
燃料电池概述
燃料电池概述随人口增长和人类生活方式的改变，对能源的需求量日益增加。
根据IEA （International Energy Agency）2016年的报告，2040年全球的能源消耗量将增加到2012年的1.5倍。
因此，发展清洁，可再生的能源十分重要。
与此同时，另一个人类面临的难题是地球上这些不可再生的化石燃料其储量有限。
经过科研技术人员多年努力，不同的清洁能源例如太阳能，风能，化学转化能源等相继获得发展和应用。
其中以氢气为燃料的燃料电池凭借清洁无污染、能量转化效率高等优点受到高度关注。
1、燃料电池发展历史燃料电池最早的原型装置是在1839年由英国的William Robert Grove发明。
但受制于当时的技术瓶颈及内燃机的大放异彩，燃料电池造价昂贵且耐久性差，并没有得到人们过度的关注。
伴随着人类对于石油将会枯竭的恐惧，以及1980年后Dupont公司发明的含氟高分子电解质膜Nafion使得质子交换膜燃料电池的耐久性得到较大幅度的提升，燃料电池作为下一代清洁能源的强有力候选再一次吸引广大关注。
在过去的二十年，降低成本和性能提升方面的突破使得燃料电池在和传统能源比较时更具竞争力。
越来越多的燃料电池在各个领域得到应用。
2005年以来日本政府推出面向家庭的燃料电池ENE·FARM，截至2018年3月，该项目已经部署了超过二十万套家用燃料电池设备，实现了家用燃料电池的商业化。
燃料电池汽车（Fuelcellvehicle，FCV）的发展同样引人注目，自丰田2014年发布全球首辆FCV “Mirai”以来，本田、日产、宝马、通用、现代等全球知名汽车厂商近年来竞相推出各自的FCV，不禁让人联想燃料电池汽车的时代已经到来。
2、燃料电池的分类燃料电池通常根据电解液的种类或者燃料种类进行分类。
燃料电池的类型主要有质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）、碱性燃料电池（Alkaline Fuel Cell，AFC）、磷酸燃料电池（Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC）、固态氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）。
日本最新节能技术介绍
日本最新节能技术介绍演讲内容１．节能技术的作用２２．日本的节能技术成果３-１．热电联产技术３-２．热泵技术３-３．照明技术(LED ・Hf等)３-４．燃煤火电技术４．总结2010年11月峰岸俊行财团法人节能中心1国际协力本部技术协力部ECCJ１．节能技术的作用ECCJ2IPCC 第四次评估报告分析人为排出量7.2Gt/年(2000-2005年)稳定化排出量＝吸收量现在的排出量约是吸收量的2倍一年增加1.9ppm年增加pp(1995-2005年的平均值)现在Industrialization自然浓度日本温室气体约90％是因能源产生的CO2Carbon Dioxide in Atmosphere森林吸収量3.1Gt/年出处：IPCC４评估报告3 ECCJCO 2减排潜在性○温室气体产生的主要原因是因能源产生的CO 2、对地球变暖最有效的指标就是能源消费效率的改善（也就是节能）。
能效改善和节能是建立可持续发展能源开发与经济的关键对策。
2030年CO 2减排潜在性的对策类别贡献度（ＩＥＡ的分析）燃料转换（发电）※减排潜在性的百分比分配7%7%5%4%再生可能能源燃料转化（需要）5%20%17%燃料转换原子力10%省エネルギー58%67%节能44ECCJ世界发展中国家“节能”这个单词的意思？１．将浪费(损失)降低到最小限度２．将使用効率提高到最大限度热损失操作失常的改正，修理，绝热防止白炽灯设备、制造程序能源产品热损失变换效率的飞跃性提高热交换器能源回收LED荧光灯< 节能的思考方法>•节能是在现场实现的。
•节能是实践性的日常性的活动。
•节能的基本是能源管理。
5 ECCJ２．日本的节能技术成果ECCJ6日本制造业节能成功理由１．成本降低(国际竞争力增强)和企业自助性努力(1)能源管理(ZD/QC活动、利用SGA/TQC/TQM的改善活动)(2)设备投资和技术革新２．政府的政策(1)和政府紧密相连的法律整备：节能法和政府紧密相连的法律整备节能法(2)政府的财政支援措施(金融上的支援、税制上的支援、补助金制度)３．节能法执行机关的设置(节能中心等)相互效果相乘効果・加快实施节能推进、提高节能技术（日本成为节能技术居世界领先地位的国家）ECCJ10企业能源管理手法所谓能源管理、是指为改善收益而全面实施现状把握、制定规划实施对策进行评估制定规划、实施对策、进行评估。
浅析氢能在综合能源系统中的应用
浅析氢能在综合能源系统中的应用摘要：在全球气候变暖，大气污染严重，资源紧缺的大环境下，氢能作为一种清洁能源具有十分重要的开发利用意义，因此氢能又被视为21世纪最具价值的高效能源之一。
本文主要从氢能的特点和氢能在综合能源系统中的四大应用进行阐述，以促进氢能技术和产业的发展。
关键词：氢能综合能源应用前景1.氢能的特点氢是一种重要的工业原料，更是一种清洁能源，具有清洁环保、储能高效、应用丰富等多个特点。
1.氢能是制取方式多样、清洁环保的二次能源氢的制取方式多种多样，目前国内的制取方式主要有：煤制氢、甲醇制氢、天然气制氢、工业副产制氢、炼厂气制氢、电解水制氢、焦炉煤气制氢等。
氢经过化学反应直接转化成电能和水，没有污染物的排放，比汽油、柴油等化石资源更清洁更环保。
1.氢能是非常棒的能源互联介质电力、热力、液体燃料等能源之间的转化需要氢能作为转化介质，是目前唯一能实现各种能源转化和优化的途径。
当前主要的能源体系是电网、热网和油气管网，氢能借助燃料电池技术可以进行不同能源之间的转化，还可以把化石燃料与再生能源转化成热力和电力，逆反应产生的氢燃料可以替代化石燃料，可以进行能源储存，因此氢能可以轻松地在各种能源之间进行转化，是非常理想的能源互联介质。
1.氢能是可以大规模应用的储能资源随着石油、煤等不可再生资源的持续减少以及可再生资源渗透率的不断提升，随着社会发展对各种资源的需求量日渐加大，储能在能源系统中的作用与日俱增。
电能、热能不能满足大容量、长周期的储能需求，而氢能可以轻松实现电能和热能大容量、长周期的存储需求，对未来可再生能源体系的稳定运行提供了强有力的保障。
1.氢能的应用范围十分广范氢能的应用范围十分宽广，在交通、建筑、工业等主要领域发挥着重要的作用。
例如，应用于交通运输领域的燃料电池汽车，在可再生能源的整合与发电中作为储能媒介，为建设领域提供电和热，为工业领域提供清洁环保的高效能源。
氢能的发展前景不可限量，但在存储、运输方面和燃料电池终端应用技术方面比较薄弱，应加大研发力度，促进氢能更高效的发展和应用。
日本的“智能住宅”什么样儿？花多少钱才住得起？
日本的“智能住宅”什么样儿？花多少钱才住得起？智能住宅这个词如今已经变得随处可见。
那么，现在智能住宅的行情究竟如何？住在这种住宅里能够节约多少电费和煤气费？下面就让我们一起，通过独户住宅，一探智能住宅在日本的现状及其居住成本。
配备三种电池，特殊时刻也能供应电力和热水积水建房在横滨港湾未来21地区建设的智能住宅“观环居” （点击放大）在超高层高级公寓和大厦林立的现代风景中坐落着一栋独户住宅，那就是积水建房在横滨港湾未来21地区建设的智能住宅——积水建房“观环居”。
这是受日本总务省的委托，为2010年11月到2011年3月实施的智能网络项目的验证实验而建成的住宅，项目结束后，这栋住宅作为实验住宅开放，举办各种活动。
观环居以建筑面积为226m2的两层住宅“SHAWOOD”为基础，为其配备了燃料电池、使用4.48kW太阳能电池板的太阳能电池、8.96kWh的铅蓄电池，并且安装了能够通过HEMS（Home Energy Management System）联动控制这三种电池的供电系统。
由于日常用电首选由燃料电池供应，不足的部分通过光伏发电和蓄电池弥补，因此向电力公司购买的电力可以大幅减少。
在特殊情况下，即使燃气及公共供电中断，光伏发电和蓄电池仍然能够提供一定的电力。
而且，在停电，但燃气未断的时候，燃料电池可以用来供应热水，洗澡也不成问题。
（点击放大）（点击放大）智能手机可以控制家电(点击放大)住宅用电情况可以在起居室的电视上以及玄关和厨房的显示器屏幕上“查看”，空调和照明的开关、温度管理等也可以随手操作。
“…可视化‟虽然能够显示出数值，但很难引起用户的兴趣，因此显示方式做了调整，显示的是金额和排名等内容，使用户能够愉快地节能。
而且，家电之类的控制还可以使用智能手机，没必要放置多个遥控器”（积水建房技术部主任南裕介）而且，这栋住宅的一层设置了纯电动汽车（EV）专用的车库，可以从住宅内直接上下车。
因为EV不排放尾气，所以完全可以放置在室内，乘坐轮椅也能方便地上下车。
日本首相府邸和十万日本家庭在用的氢燃料电池究竟怎么回事？(附系列公开课报名)
日本首相府邸和十万日本家庭在用的氢燃料电池究竟怎么回事？（附系列公开课报名）【无所不能文|大珂珂】无所不能（caixinenergy）此前曾推出过一份氢储能技术讨论纪要（详情请见《弄懂氢储能，你一定更想要这份报告》）发出后，很多能豆粉来信询问报告中提到的中提到的日本ENE-FARM，今天小编就为大家简单介绍一下日本氢能利用的发展。
什么是ENE-FARM ENE-FARM是一种家用热电共生系统。
该系统利用天然气提取氢气，注入燃料电池中发电，再用发电时产生的热能来供应暖气和热水，整体能源效率将近9成。
系统运行过程如下图：ENE-FARM Type S外形图ENE-FARM比较有特色的一点就是：利用天然气制氢。
下面这张图虽然简单，却比较清楚的展示了天然气制氢的过程听起来高端霸气的燃料电池其实很原理很简单。
燃料电池部分的反应过程虽然目前全日本已经有超过十万的家庭在使用ENE-FARM，但是氢燃料电池产品由于价格昂贵，且生产成本极难降低，所以需要依靠日本政府补贴才能得以推广。
目前一台ENE-FARM的费用大约是200万日元（约合11万元人民币），日本政府对每台ENE-FARM仍然会给与40万日元（约2万4千元人民币）。
就有关人士介绍：日本政府的目标成本价格约为100万日元（约6万人民币），只有这样ENE-FARM才能真正实现商业化，并具有国际市、场竞争力。
看到这里，一定会有人说，这个技术模式不新奇啊，价格也没什么竞争力，中国能做到这样的企业两只手都数不过来。
为什么ENE-FARM 能火？小编总结了部分原因供大家参考： 1. 缓解日本去核、地震引发电力短缺的应急措施。
2. 不依赖现有电网，可在消费现场发电。
3. 与太阳能系统相比，ENE-FARM可在任意时间发电，不会受到天气和时间的限制。
4. EN E·FARM安装在家庭里，所以输电损失为零。
而且，电力和热水两方面都能利用，能源效率上高达81%（ENE·FARM现有产品的额定值）。
家用燃料电池热电联供产品经济性的初步分析
家用燃料电池热电联供产品经济性的初步分析2019年，中央政府支持氢能产业的发展方向逐渐明确。
我国2019年的《政府工作报告》提出推动加氢站等设施建设；4月，国家发改委发布《产业结构调整指导目录2019征求意见稿》提出“鼓励高效制氢、运氢及高密度储氢技术开发应用及设备制造”。
国内主要能源企业也开始加速布局氢能产业。
除氢燃料电池汽车外，发达国家和地区还在推广燃料电池固定式应用。
美国BloomEnergy生产固体氧化物燃料电池（SOFC）发电系统主要用于数据中心和办公楼宇等商业用户，2017年销售量达到62MW。
日本通产省制定并推动了ENE-FARM计划，由松下、东芝、爱信精机等生产商负责开发700W～750W 家用燃料电池热电联供（CHP）系统。
从2009年至今，共销售30万套产品。
韩国可再生能源组合标准（RPS）要求，到2023年所有拥有500MW以上发电容量的国有和独立电力生产商需将可再生能源和绿色技术的发电份额增至10％。
截至2018年，韩国已经部署了近300MW燃料电池电站，技术路线包括SOFC、PEMFC和熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）。
本文分析日本家用燃料电池热电联供产品的基本经济性情况和在国内尤其是在上海商业化使用的前景。
1日本“ENE-FARM”项目1.1技术特点“ENE-FARM”译为能源农场，该“农场”的原料是天然气，“产品”是电和热，设备利用天然气重整产生氢气，作为PEMFC的燃料，发电效率可达39%，热利用效率为56%，能源综合利用率达到95%，寿命为90000h以上，不需要特殊维护，在日本属于家用电器。
1.2 项目概况“ENE-FARM”计划由政府主导推动，燃气公司、制造企业、地产商和金融企业共同执行，是日本氢能社会战略的重要组成部分。
自2009年，由松下、东芝、爱信等厂商研发生产，由东京燃气和大阪燃气等燃气公司向用户销售家用燃料电池热电联供产品。
如图1所示，十年来各品牌产品累计销售300000套，政府每套补贴由最初的8.9万元逐年下降，直至2019年取消，产品寿命达10年。
全球主要燃料电池市场分析：各国积极布局 中日韩领跑
全球主要燃料电池市场分析：各国积极布局中日韩领跑2019-09-04随着燃料电池产业的推进和以氢为核心的储能的发展，氢气作为沟通交通、发电和储能三大领域的关键能源气体，重要性不断上升，未来地位有望与石化资源比肩，我们预计2030年市场价值超万亿。
全球主要国家均对氢燃料电池的发展投入大量资源，以期在未来新时代的能源竞争中占据领先位置。
从目前的情况看，日本、韩国和中国对燃料电池的整体投入最高，以丰田、现代为代表的燃料电池乘用车和固定式热电联供系统以及氢能大巴、物流车的生产均处于全球领先；美国近两年在制造方面增速不如东亚国家，但加州作为燃料电池乘用车的最大单一市场仍然是整个产业里举足轻重的市场；欧洲的燃料电池研发起步很早，近年来奔驰等传统车厂以及博世等一级供应商均已经开始进入燃料电池领域。
本文将简单分析全球六个主要市场的情况：中国、日本、韩国、美国、德国、欧洲其他地区。
中国：政府对氢能产业高度重视，政府工作报告提出推动加氢设施建设。
中国燃料电池产业链技术快速提升，到 2019 年中国电堆产业链国产化程度达 50%，系统关键零部件国产化程度达 70%。
中国燃料电池发展初期以商用车为主，目前燃料电池车保有量超 4500 辆，加氢站超 20 座。
规划 2030 年燃料电池车 100 万辆，加氢站 1000 座。
日本：政府将氢能上升为国家战略。
产业链成熟，技术、商业化领先，丰田 Mirai 产量超万台，Ene-farm 热电联产系统数量超过 30 万套，加氢站超过 100 座。
规划 2030 年燃料电池车 81 万辆，加氢站 900 座，热电联产系统 530 万台。
韩国：政府支持力度大、补贴高，产业链较为完善。
2018 年韩国运营燃料电池汽车达到 889 辆，加氢站 14 座，发电站装机量达到 307MW。
规划 2040 年燃料电池车 290 万辆，加氢站 1200 座，发电站装机量达 15GW。
美国：研发较早，小布什时期政府投入较高，此后支持力度有所下降，燃料电池车生产较少。
SOFC产业发展现状及前景分析
SOFC产业发展现状及前景分析摘要：固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种直接将燃料化学能转换为电能的能量转换装置，不受卡诺循环的限制，能量转化效率高，而且具备燃料适应性广、清洁无污染、全固态结构、不使用贵金属催化剂等优点。
SOFC技术的应用领域十分广泛，不但能够对氢能进行绿色高效利用，还能实现对传统化石能源的高效清洁利用，为实现我国碳达峰、碳中和目标做出重要贡献。
本文介绍了国内外SOFC产业的发展现状，对产业发展前景进行了分析，针对我国固体氧化物燃料电池产业发展所遇到的困难，提出了相应的解决办法和建议。
图1BE公司固体氧化物燃料电池发电系统中国是目前全球最大的能源消费国，在所有的能源消费中，化石能源消费占比达到85%。
中国的能源禀赋是“富煤缺油少气”，其化石能源消耗中占比最大的是煤炭，这就造成了中国的C02排放问题,2023年CO2排放量达到了121亿t,占全球总排放量的32.88%,“双碳”目标的实现面临较大压力。
中国的石油和天然气对外依存度分别达到了70%和40%,对我国的能源安全造成了巨大的挑战。
在这样的大背景下，中国的能源结构调整势在必行，必须发展多元化的能源结构。
氢能在“替煤减碳”过程中发挥着积极作用，尤其是对于风能、太阳能等可再生能源生产的绿氢，其生产及使用中不排放任何C02o 近几年来，国内氢能“热度”也不断攀升，2023年3月，国家发改委正式发布《氢能产业发展中长期规划(2023—2035年)》，明确了氢能在我国能源绿色低碳转型中的战略地位。
燃料电池可以直接将燃料中化学能转化为电能，根据电解质的不同，主要有碱性燃料电池(AFC),质子交换膜燃料电池(PEMFC)＞磷酸型燃料电池(PAFC).熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)等类型。
SOFC是一种全固态燃料电池，又称为陶瓷燃料电池，其主要优点是不使用贵金属催化剂、运行温度高、燃料适用范围广、余热温度高、适合热电联产，近年来发展速度为各种类型燃料电池之首。
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◆ 家庭用燃料电池 ENE ·FARM 是能够同时产生电气和热水的同时供给（Co-Generation ）系统。
◆ 发电所产生的电量最多可以提供一个标准家庭用电量的约60%。
※
◆ ＥNE ·FARM 所产生的热水可以供浴室、厨房、盥洗室等各种场所使用。
※因不同家庭的使用状况、不同季节而异。
家庭用燃料电池 ENE ·FARM 通过从LPG 、煤油或者城市煤气中提取的氢与空气中的氧发生电化学反应来发电。
同时还回收发电时产生的热来制造热水。
家庭用燃料电池 ENE ·FARM
关键词 X1 生活相关 Y2 机器 Z2 石油类 F18 petroleum NIPPON OIL CORPORATION
R-6
R-6
由于家庭用燃料电池 ENE ·FARM 通过氢与氧的电化学反应来发电，因此几乎不产生会造成酸雨的氮氧化物（NOx ）以及硫氧化物（SOx ）。
另外，由于其能效较高，占温室效应气体大半部分的二氧化碳（CO2）的排放量也比传统系统减少最多可达30％。
（※因不同家庭的使用状况、不同季节而异）
另外，由于是在家中发电，因此不存在输电时的电力损耗。
并且，由于可以有效利用发电时产生的热量用于热水供给，能效约为80％，比传统系统更高。
联系方式： NIPPON OIL CORPORATION
Fuel Cell & Solar Cell Planning Group
Fuel Cell & Solar Cell Business Dept.
Energy System Business Division
TEL +81-3-3502-9243 FAX +81-3-3502-4749
HP http://www.eneos.co.jp/lande/product/fuelcell/日本国内在（财）新能源财团实施的固定场所设置用燃料电池大规模实践事业中，本公司预定于2008年度
设置总计507台ENE·FARM ，其中LPG 设备413台、煤油设备83台、城市煤气设备11台。
2005
～
2008
年度的设置数量（累计）合计为1,368台，其中LPG 设备1,053台、煤油设备304台、
城市煤气设备11台。
占到了大规模实践事业总的预定设置数量（累计3,307台）的41％，是事业参与者中所占比例最多的。
海外2009年度开始首次在日本国内市场销售。
预定将在适当时机开展海外市场。
Fiscal year 2005 2006 2007 2008 Total (units)
Nippon Oil Co. 142 311 408 507 1,368
(Company Share) (30％) (40％) (44％) (45％) (41%)
Grand total 480 777 930 1,120 3,307
＊。