讓太陽能板直接進行“光合作用”

巴豆

在再生能源突飛猛進的今日，屋頂裝設太陽能板不是新聞。但在日本，有一棟裝設太陽能板的減碳建筑卻成為話題，因為它的太陽能不是直接用來發電，而是生產氫燃料，它的減碳不只是少排多少碳，而是把二氧化碳當原料消耗掉。

日本不動產企業飯田集團（Iida Group Holdings）與大坂市立大學合作，以“人工光合作用”技術在沖繩縣宮古島建造環保建筑“IG Perfect Eco House”，

飯田集團與大坂市立大學在2015年共同設立“人工光合作用”技術中心。2017年技術突破，并著手興建實證建筑。2020年2月如期完工，即便在疫情之下，仍有不少人前往參觀訪問。

一般光合作用，指的是植物利用太陽能，從二氧化碳和水里生成氧氣、葡萄糖等。而模仿植物光合作用的“人工光合作用”，則是把二氧化碳和水當原料，再利用太陽能轉換成不同的化學物質。實驗性質的“IG Perfect Eco House”先利用太陽能生產出氫氣，再利用氫氣發電與供應熱水。由于二氧化碳成為生產氫氣的原料，因此該建筑的目標是成為“基于人工光合作用技術的二氧化碳消費型新住宅”。

在日本環保建筑的進展上，政府規劃了零能源消費房屋政策：“凈電力收支小于零的房屋，簡稱為ZEH”。簡單地說，就是在透過節能設計降低能源消費的同時，又利用太陽能板等再生能源發電，最終達到不必買電，或買電支出小于賣電收入的凈零能源消費狀態。

而飯田集團與大坂市立大學的“IG Perfect Eco House”項目，則更上一層樓，從減少內部產出的碳排，飛躍性地進展到對外部碳排的利用。在此之前，盡管已經有了利用太陽能把二氧化碳和水轉換成甲酸的技術，但是轉換的效率不夠，轉換的場所也僅限于溶液等問題，都讓技術無法真正實用，存在許多應用上的障礙。因此，飯田集團與大坂市立大學共同成立的人工光合作用研究中心，在2017年開發出兩種新的相關技術。一是可以高效率地利用太陽能生成并貯藏甲酸，再由甲酸生產出氫氣。二是利用這些氫氣高效率地發電。利用太陽能生產甲酸的效率，新技術是過去的6倍；由甲酸生產出氫氣的部分，效率是過去的12倍。這樣的技術進展，實際應用的程度如何呢？簡單地說，在裝設人工光合作用太陽能板及其相關設備后，所生產的電力有望供應建筑全部所需。

以往的太陽能板發電，在晴天發的電力，要在雨天或晚上使用的話，需要蓄電池蓄電，并承受充電與放電時的電力損耗。用人工光合作用太陽能板制造出來的甲酸，儲存相當簡單，沒有前者的問題。

飯田集團是日本獨棟建筑市場占有率第一的不動產企業，積極推動生質能源、太陽能發電與環保活動，若人工光合作用技術研發順利，相信未來家庭住宅實現減碳指日可待。

（本專欄文章及圖片來源于網絡）