Tesla Mega packy, obrovská vodíková nádrž: Nová klimatická továreň Panasonic

Zatiaľ čo vlaky s guľkami sviští rýchlosťou 285 kilometrov za hodinu, Norihiko Kawamura zo spoločnosti Panasonic sa pozerá ponad najvyššiu japonskú nádrž na skladovanie vodíka. 14-metrová štruktúra sa týči nad traťami Tokaido Shinkansen Line pri starobylom hlavnom meste Kjóto, ako aj veľké množstvo solárnych panelov, vodíkových palivových článkov a tesla Akumulátorové batérie Megapack. Zdroje energie môžu generovať dostatok šťavy na prevádzku časti výrobného závodu iba s využitím obnoviteľnej energie.

„Toto môže byť miesto s najväčšou spotrebou vodíka v Japonsku,“ hovorí Kawamura, manažér obchodnej divízie Smart Energy System výrobcu spotrebičov. „Odhadujeme spotrebu 120 ton vodíka ročne. Keďže Japonsko v budúcnosti vyrába a dováža stále viac vodíka, bude to veľmi vhodný druh závodu.

Továreň Panasonic v Kusatsu v prefektúre Shiga, vtesnaná medzi vysokorýchlostnú železnicu a diaľnicu, má rozlohu 52 hektárov. Pôvodne bol postavený v roku 1969 na výrobu tovaru vrátane chladničiek, jedného z „troch pokladov“ domácich spotrebičov, spolu s televízormi a práčkami, po ktorých Japonci túžili ako po krajine prestavanej po devastácii druhej svetovej vojny.

Dnes je jedným rohom závodu H2 Kibou Field, demonštračné zariadenie na udržateľnú energiu, ktoré začalo svoju činnosť v apríli. Pozostáva zo 78,000 495-litrovej vodíkovej palivovej nádrže, 99 kilowattového poľa vodíkových palivových článkov zloženého z 5 570 kW palivových článkov, 1,820 kW z 1.1 XNUMX fotovoltaických solárnych panelov usporiadaných do tvaru obráteného „V“, aby zachytili najviac slnečného svetla, a XNUMX megawattu úložisko lítium-iónovej batérie.

Na jednej strane poľa H2 Kibou Field veľký displej zobrazuje množstvo energie vyrobenej v reálnom čase z palivových článkov a solárnych panelov: 259 kW. Odhaduje sa, že približne 80 % vyrobenej energie ročne pochádza z palivových článkov, zvyšok predstavuje solárna energia. Panasonic tvrdí, že zariadenie produkuje dostatok energie na uspokojenie potrieb továrne na palivové články – má špičkový výkon približne 680 kW a ročnú spotrebu približne 2.7 gigawattov. Panasonic si myslí, že môže byť vzorom pre novú generáciu novej, udržateľnej výroby. 

„Ide o prvý výrobný závod svojho druhu, ktorého cieľom je využívať 100 % obnoviteľnú energiu,“ hovorí Hiroshi Kinoshita z obchodnej divízie Smart Energy System spoločnosti Panasonic. "Chceme rozšíriť toto riešenie smerom k vytvoreniu dekarbonizovanej spoločnosti."

Systém energetického manažmentu (EMS) vybavený umelou inteligenciou automaticky riadi výrobu energie na mieste, pričom prepína medzi solárnou energiou a vodíkom, aby sa minimalizovalo množstvo elektriny nakupovanej od miestneho prevádzkovateľa siete. Napríklad, ak je slnečný letný deň a továreň na palivové články potrebuje 600 kW, EMS môže uprednostniť solárne panely a rozhodnúť sa pre kombináciu 300 kW solárnych, 200 kW vodíkových palivových článkov a 100 kW akumulátorov. V zamračenom dni však môže minimalizovať solárnu zložku a podporiť vodíkové a skladovacie batérie, ktoré sa v noci dobíjajú palivovými článkami.

„Najdôležitejšou vecou pre ekologickejšiu výrobu je integrovaný energetický systém zahŕňajúci obnoviteľnú energiu, ako je slnečná a veterná energia, vodík, batérie atď.,“ hovorí Takamichi Ochi, senior manažér pre klimatické zmeny a energetiku v spoločnosti Deloitte Tohmatsu Consulting. "Na to je príklad Panasonicu blízko ideálnemu energetickému systému."

So sivým vodíkom, ešte nie úplne zeleným

Pole H2 Kibou Field nie je úplne zelené. Závisí od takzvaného sivého vodíka, ktorý vzniká zo zemného plynu v procese, pri ktorom sa môže uvoľniť veľa oxidu uhličitého. Tankery prevážajú 20,000 250 litrov vodíka, chladeného v kvapalnej forme na mínus 80 stupňov Celzia, z Osaky do Kusatsu, na vzdialenosť asi XNUMX km, asi raz týždenne. Japonsko sa pri výrobe vodíka spolieha na krajiny ako Austrália, ktorá má väčšie zásoby obnoviteľnej energie. Ale miestny dodávateľ Iwatani Corporation, ktorý sa spojil s Chevron začiatkom tohto roka vybudovať v Kalifornii do roku 30 2026 vodíkových čerpacích staníc, otvorila technologické centrum neďaleko Osaky, ktoré sa zameriava na produkovať zelený vodík, ktorý vzniká bez použitia fosílnych palív.

Ďalším problémom, ktorý spomaľuje prijatie, sú náklady. Aj keď je elektrina v Japonsku relatívne drahá, v súčasnosti stojí napájanie elektrárne vodíkom oveľa viac ako používanie energie zo siete, ale spoločnosť očakáva, že snahy japonskej vlády a priemyslu o zlepšenie dodávok a distribúcie tento prvok výrazne zlacnia.

„Dúfame, že náklady na vodík klesnú, takže môžeme dosiahnuť niečo ako 20 jenov za meter kubický vodíka a potom budeme schopní dosiahnuť nákladovú paritu s elektrickou sieťou,“ povedal Kawamura. 

Panasonic tiež očakáva, že japonský tlak stať sa uhlíkovo neutrálnym do roku 2050 zvýši dopyt po nových energetických produktoch. Jej továreň na palivové články v Kusatsu vychrlila viac ako 200,000 2009 palivových článkov na zemný plyn Ene-Farm na domáce použitie. Články, ktoré boli komercializované v roku 500, extrahujú vodík zo zemného plynu, generujú energiu jeho reakciou s kyslíkom, teplom a uchovávajú horúcu vodu a dodávajú až XNUMX wattov núdzovej energie na osem dní v prípade katastrofy. Minulý rok začala predávať čisto vodíkovú verziu zameranú na komerčných používateľov. Chce predávať palivové články v USA a Európe, pretože tam majú vlády agresívnejšie opatrenia na zníženie nákladov na vodík než Japonsko. V roku 2021 spustilo americké ministerstvo energetiky takzvaný program Hydrogen Shot, ktorého cieľom je znížiť náklady na čistý vodík o 80 % na 1 dolár za 1 kilogram počas 10 rokov. 

Panasonic zatiaľ neplánuje zväčšiť rozsah svojho poľa H2 Kibou Field, pretože chce, aby iné spoločnosti a továrne prijali podobné energetické systémy.

Dnes to nebude nevyhnutne dávať ekonomický zmysel, hovorí Kawamura, „ale chceme niečo také spustiť, aby to bolo pripravené, keď klesnú náklady na vodík. Naše posolstvo znie: ak chceme mať 100 % obnoviteľnú energiu v roku 2030, potom musíme s niečím takýmto začať teraz, nie v roku 2030.“