Tesla Mega packy, obří vodíková nádrž: Nová klimatická továrna Panasonic

Zatímco vlaky s kulkami sviští rychlostí 285 kilometrů za hodinu, Norihiko Kawamura společnosti Panasonic se dívá přes nejvyšší japonskou zásobní nádrž na vodík. 14metrová stavba se tyčí nad tratí Tokaido Shinkansen Line u starobylého hlavního města Kjóta, stejně jako velké pole solárních panelů, vodíkových palivových článků a Tesla Akumulátorové baterie Megapack. Zdroje energie mohou generovat dostatek šťávy pro provoz části výrobního závodu pouze s využitím obnovitelné energie.

„Toto může být největší místo spotřeby vodíku v Japonsku,“ říká Kawamura, manažer obchodní divize Smart Energy System výrobce spotřebičů. „Odhadujeme spotřebu 120 tun vodíku ročně. Vzhledem k tomu, že Japonsko v budoucnu vyrábí a dováží stále více vodíku, bude to velmi vhodný druh elektrárny.

Továrna Panasonic v Kusatsu v prefektuře Shiga, sevřená mezi vysokorychlostní železnicí a dálnicí, je rozlehlý areál o rozloze 52 hektarů. Původně byl postaven v roce 1969, aby vyráběl zboží včetně chladniček, jednoho ze „tří pokladů“ domácích spotřebičů, spolu s televizory a pračkami, po kterých Japonci toužili jako zemi přestavěnou po devastaci druhé světové války.

Dnes je jedním rohem závodu H2 Kibou Field, demonstrační zařízení pro udržitelnou energii, které zahájilo provoz v dubnu. Skládá se ze 78,000 495 l vodíkové palivové nádrže, 99 kilowattového pole vodíkových palivových článků složeného z 5 570 kW palivových článků, 1,820 kW z 1.1 XNUMX fotovoltaických solárních panelů uspořádaných do tvaru obráceného „V“, aby zachytilo nejvíce slunečního světla, a XNUMX megawattu úložiště lithium-iontové baterie.

Na jedné straně pole H2 Kibou Field ukazuje velký displej množství energie vyrobené v reálném čase z palivových článků a solárních panelů: 259 kW. Odhaduje se, že asi 80 % vyrobené energie ročně pochází z palivových článků, zbytek připadá na solární energii. Panasonic říká, že továrna vyrábí dostatek energie, aby pokryla potřeby místní továrny na palivové články – má špičkový výkon asi 680 kW a roční spotřebu asi 2.7 gigawattu. Panasonic si myslí, že může být vzorem pro novou generaci nové, udržitelné výroby. 

„Toto je první výrobní závod svého druhu, jehož cílem je využívat 100 % obnovitelné energie,“ říká Hiroshi Kinoshita z obchodní divize Smart Energy System společnosti Panasonic. "Chceme rozšířit toto řešení směrem k vytvoření dekarbonizované společnosti."

Systém energetického managementu (EMS) vybavený umělou inteligencí automaticky řídí výrobu energie na místě a přepíná mezi solární a vodíkovou energií, aby se minimalizovalo množství elektřiny nakupované od místního provozovatele sítě. Pokud je například slunečný letní den a továrna na palivové články potřebuje 600 kW, EMS může upřednostnit solární panely a rozhodnout se pro kombinaci 300 kW solárních, 200 kW vodíkových palivových článků a 100 kW akumulátorů. V zamračeném dni však může minimalizovat solární složku a posílit vodíkové a akumulátorové baterie, které se v noci dobíjejí palivovými články.

„Nejdůležitější věcí k tomu, aby byla výroba zelenější, je integrovaný energetický systém zahrnující obnovitelné zdroje energie, jako je solární a větrná energie, vodík, baterie a tak dále,“ říká Takamichi Ochi, senior manažer pro klimatické změny a energetiku ve společnosti Deloitte Tohmatsu Consulting. "Za tímto účelem se příklad Panasonicu blíží ideálnímu energetickému systému."

S šedým vodíkem, ještě ne úplně zeleným

H2 Kibou Field není úplně zelené. Závisí na takzvaném šedém vodíku, který vzniká ze zemního plynu v procesu, při kterém se může uvolňovat velké množství oxidu uhličitého. Tankery vezou 20,000 250 litrů vodíku, chlazeného v kapalné formě na minus 80 Celsia, z Ósaky do Kusatsu, což je vzdálenost asi XNUMX km, asi jednou týdně. Japonsko se při výrobě vodíku spoléhá na země jako Austrálie, která má větší zásoby obnovitelné energie. Ale místní dodavatel Iwatani Corporation, který se spojil s Chevron počátkem tohoto roku, aby do roku 30 vybudovala v Kalifornii 2026 vodíkových palivových míst, otevřela poblíž Ósaky technologické centrum, které se zaměřuje na produkovat zelený vodík, který vzniká bez použití fosilních paliv.

Dalším problémem, který zpomaluje přijetí, jsou náklady. Přestože je elektřina v Japonsku relativně drahá, v současné době stojí pohon elektrárny vodíkem mnohem více než využívání energie ze sítě, ale společnost očekává, že snahy japonské vlády a průmyslu o zlepšení dodávek a distribuce tento prvek výrazně zlevní.

„Doufáme, že náklady na vodík klesnou, takže můžeme dosáhnout zhruba 20 jenů na metr krychlový vodíku a pak budeme schopni dosáhnout nákladové parity s elektrickou sítí,“ řekl Kawamura. 

Panasonic také očekává, že japonský tlak stát se uhlíkově neutrálním do roku 2050 zvýší poptávku po nových energetických produktech. Její továrna na palivové články v Kusatsu vyprodukovala více než 200,000 2009 palivových článků Ene-Farm na zemní plyn pro domácí použití. Články, které byly komercializovány v roce 500, extrahují vodík ze zemního plynu, generují energii jeho reakcí s kyslíkem, zahřívají a ukládají horkou vodu a dodávají až XNUMX wattů nouzové energie po dobu osmi dní v případě katastrofy. Loni začala prodávat čistě vodíkovou verzi zaměřenou na komerční uživatele. Chce prodat palivové články v USA a Evropě, protože tam mají vlády agresivnější opatření ke snížení nákladů na vodík než Japonsko. V roce 2021 spustilo americké ministerstvo energetiky takzvaný program Hydrogen Shot, jehož cílem je snížit náklady na čistý vodík o 80 % na 1 dolar za 1 kilogram během 10 let. 

Panasonic v současné době neplánuje zvětšovat rozsah svého H2 Kibou Field, protože chce, aby jiné společnosti a továrny přijaly podobné energetické systémy.

Dnes to nebude nutně dávat ekonomický smysl, říká Kawamura, „ale chceme něco takového spustit, aby to bylo připraveno, až klesnou náklady na vodík. Naše poselství zní: pokud chceme mít 100 % obnovitelné energie v roce 2030, pak s něčím takovým musíme začít nyní, ne v roce 2030.“