家家都有自發電

在eBay總部裡的「茂盛能量箱」（Bloom Energy Server），讓每天數百萬筆的交易不會因停電而中斷。這是茂盛能源公司所生產的燃料電池，暱稱Bloom Box。

人類這種生物對能源需索無度。我們是會用火的猿類，小至煮飯，大至分裂原子，人類文明所以能演進不息，可說是奠定在爐火純青的「燒東西」本事上。然而現在這時代爛透了，不只政治上危機四伏、道德問題一大堆，而且用電成本高昂。



家用電費漲不停，石油供給市場令人捉摸不定，消耗化石燃料又在氣候變遷問題上火上添油。我們現在簡直動輒得咎，有沒有什麼比較能自給自足的新科技，能讓我們用電不必那麼綁手綁腳？



比輸電網更乾淨、更便宜的家庭式發電設備，是目前正在發展、前景看好的新科技。其中像是小型風車跟太陽能板這些技術已經在運作了，但目前還得倚賴鉅額補助；況且要是天氣不好，你恐怕就得洗冷水澡了。未來能源的希望得寄託在燃料電池上。



燃料電池的原理其實非常簡單：把燃料來源（通常是天然氣這種碳氫化合物或是氫）轉成電力，卻不用把它燒掉。要解釋它是怎麼辦到的就比較複雜了，不過它的賣點在於發電很有效率。



一般火力發電廠燒天然氣或燃煤把水加熱，產生蒸汽，蒸汽推動渦輪機一組磁鐵繞著感應線圈高速轉動，藉此來製造電力，然後把電力傳輸到高壓電塔，供電給你家的電視使用。但是這些步驟前前後後大約會浪費掉原本能量的70％。



燃料電池可以減少10％到15％，因此你每次打開電熱水壺泡杯熱茶時，不但花的電費比較少，排放的溫室氣體也跟著減少。要達到這目標不是沒有難度，不過科學家正設法克服。



燃料電池先驅



燃料電池的歷史要從一八三九年算起，當時英國威爾斯的物理學家兼律師威廉‧葛洛夫爵士（Sir William Grove）在研發初期的電池，他知道用電解法可把水分解成氫跟氧，於是試著逆轉這個過程，用他的「氣體伏特電池」證明把氫跟氧結合時會產生電力。



然而一直要到一百年之後，美國NASA在阿波羅、雙子星與太空梭任務中，使用燃料電池作為電子儀器的電力來源，它才開始引起政府單位的興趣，投入大筆資金進行研發。



言歸正傳，燃料電池種類很多，但目前較有進展的就兩種：固態氧化物燃料電池用的是天然氣（甲烷），但是得在攝氏八百到一千度的高溫下運作；另一種氫燃料電池的溫度較低，不過純氫不是那麼容易取得。



倫敦大學帝國學院的科學家在2001年想出一個折衷的妙點子，做出一種可以在攝氏五百到六百度運作的天然氣燃料電池。這樣的溫度還是很高，但已經低到可以用比較便宜的鋼鐵取代所費不貲的陶瓷。



這些科學家在十二年後的今天，已是由英國天然氣公司（British Gas）投資數百萬英鎊的民營企業塞里斯公司（Ceres）的旗下員工。塞里斯公司仍在實地測試安裝在住家牆上，用瓦斯管線供應燃料的家用燃料電池，讓它產生1千瓦的電力來燒開水。



當然啦，如果你打開電烤爐或是電熱水壺，1千瓦可應付不了這樣的尖峰需求，但用來照明、提供電視及冰箱電力，倒還綽綽有餘。事實上這種燃料電池的設計者聲稱它可以負擔80％的電力需求。如果這些燃料電池的可靠性跟安全性都過關的話，到2014年應該就能買得到了。塞里斯公司希望在英國政府提供小額補助的情況下，這些燃料電池的價格能壓得夠便宜，讓消費者五年內就能經由省下的能源費用來回本。



光是歐洲一地，每年就要換掉六百萬個鍋爐，所以只要價格合理，這市場相當可觀。不過從事低碳交易業務的碳信託基金（Carbon Trust）對此倒是略持保留態度，他們的科技商業化經理班．格拉齊亞諾（Ben Graziano）雖然喜歡這個家用燃料電池的點子，但他也警告說，要跟傳統鍋爐這種早已行之有年的發電技術競爭可不容易。「燃料電池當然有它的一席之地，」他說：「但這需要嘗鮮的試用者背書保證它真的很好用，也必須發展出新的供應鏈。」