Tesla Mega Packs, velikanski rezervoar za vodik: Panasonicova nova klimatska tovarna

Medtem ko hitri vlaki švigajo mimo s hitrostjo 285 kilometrov na uro, se Panasonicov Norihiko Kawamura ozira nad najvišji rezervoar za vodik na Japonskem. 14-metrska konstrukcija se dviga nad tiri Tokaido Shinkansen Line zunaj starodavne prestolnice Kjota, kot tudi velik nabor sončnih kolektorjev, vodikovih gorivnih celic in Tesla Megapack akumulatorske baterije. Viri energije lahko proizvedejo dovolj soka za delovanje dela proizvodnega obrata samo z uporabo obnovljive energije.

»To je morda največje mesto za porabo vodika na Japonskem,« pravi Kawamura, vodja poslovnega oddelka za pametne energetske sisteme proizvajalca naprav. »Ocenjujemo, da bomo porabili 120 ton vodika na leto. Ker bo Japonska v prihodnosti proizvajala in uvažala vedno več vodika, bo to zelo primerna vrsta elektrarne.«

Panasonicova tovarna v mestu Kusatsu v prefekturi Šiga, stisnjena med hitro železnico in avtocesto, se razprostira na 52 hektarjih površine. Prvotno je bila zgrajena leta 1969 za proizvodnjo izdelkov, vključno s hladilniki, ki so skupaj s televizorji in pralnimi stroji eden od "treh zakladov" gospodinjskih aparatov, ki so si jih Japonci želeli, ko so državo obnovili po opustošenju druge svetovne vojne.

Danes je en kotiček tovarne H2 Kibou Field, demonstracijski trajnostni energetski objekt, ki je začel delovati aprila. Sestavljen je iz 78,000-litrskega rezervoarja za vodikovo gorivo, niza vodikovih gorivnih celic s 495 kilovati, sestavljenega iz 99 5kW gorivnih celic, 570kW iz 1,820 fotonapetostnih sončnih kolektorjev, ki so razporejeni v obliki obrnjene črke V, da ujamejo največ sončne svetlobe, in 1.1 megavata shranjevanje litij-ionske baterije.

Na eni strani polja H2 Kibou Field velik zaslon prikazuje količino električne energije, proizvedene v realnem času iz gorivnih celic in sončnih kolektorjev: 259 kW. Ocenjuje se, da približno 80 % proizvedene energije na leto izvira iz gorivnih celic, preostanek pa na sončno energijo. Panasonic pravi, da obrat proizvede dovolj energije, da zadosti potrebam tovarne gorivnih celic na lokaciji - ima največjo moč približno 680 kW in letno porabo približno 2.7 gigavata. Panasonic meni, da je lahko predloga za naslednjo generacijo nove, trajnostne proizvodnje. 

»To je prvo proizvodno mesto te vrste, katerega cilj je uporaba 100 % obnovljive energije,« pravi Hiroshi Kinoshita iz Panasonicovega oddelka za pametne energetske sisteme. "To rešitev želimo razširiti v smeri ustvarjanja razogljičene družbe."

Sistem za upravljanje energije (EMS), opremljen z umetno inteligenco, samodejno nadzoruje proizvodnjo električne energije na kraju samem, preklaplja med sončno energijo in vodikom, da zmanjša količino električne energije, kupljeno od lokalnega operaterja omrežja. Na primer, če je sončen poletni dan in tovarna gorivnih celic potrebuje 600 kW, lahko EMS da prednost sončnim kolektorjem in se odloči za mešanico 300 kW sončne energije, 200 kW vodikovih gorivnih celic in 100 kW akumulatorskih baterij. V oblačnem dnevu pa lahko zmanjša sončno komponento in poveča vodik in akumulatorske baterije, ki jih ponoči polnijo gorivne celice.

»Najpomembnejša stvar za bolj zeleno proizvodnjo je integriran energetski sistem, ki vključuje obnovljivo energijo, kot sta sončna in vetrna energija, vodik, baterije in tako naprej,« pravi Takamichi Ochi, višji vodja za podnebne spremembe in energijo pri Deloitte Tohmatsu Consulting. "Za to je Panasonicov primer blizu idealnega energetskega sistema."

S sivim vodikom, še ne povsem zelenim

Polje H2 Kibou ni popolnoma zeleno. Odvisen je od tako imenovanega sivega vodika, ki nastaja iz zemeljskega plina v procesu, pri katerem se lahko sprosti veliko ogljikovega dioksida. Tankerji približno enkrat na teden prepeljejo 20,000 litrov vodika, ohlajenega v tekoči obliki na minus 250 Celzija, od Osake do Kusatsuja, na razdaljo približno 80 km. Japonska se je pri proizvodnji vodika zanašala na države, kot je Avstralija, ki ima večjo zalogo obnovljive energije. Toda lokalni dobavitelj Iwatani Corporation, ki je sodeloval z Chevron v začetku tega leta, da bi do leta 30 v Kaliforniji zgradil 2026 lokacij za gorivo na vodik, odprl tehnološki center v bližini Osake, ki se osredotoča na proizvajajo zeleni vodik, ki nastane brez uporabe fosilnih goriv.

Drugo vprašanje, ki upočasnjuje sprejemanje, so stroški. Čeprav je električna energija na Japonskem razmeroma draga, trenutno stane veliko več za napajanje elektrarne z vodikom kot za uporabo električne energije iz omrežja, vendar podjetje pričakuje, da bo japonska vlada in prizadevanja industrije za izboljšanje dobave in distribucije bistveno pocenila element.

"Upamo, da se bodo stroški vodika znižali, tako da bomo lahko dosegli približno 20 jenov na kubični meter vodika, nato pa bomo lahko dosegli stroškovno pariteto z električnim omrežjem," je dejal Kawamura. 

Panasonic tudi predvideva, da bo prizadevanje Japonske, da do leta 2050 postane ogljično nevtralna, povečalo povpraševanje po novih energetskih izdelkih. Njegova tovarna gorivnih celic v Kusatsuju je proizvedla več kot 200,000 gorivnih celic Ene-Farm na zemeljski plin za domačo uporabo. Celice, ki so bile komercializirane leta 2009, pridobivajo vodik iz zemeljskega plina, proizvajajo energijo z reakcijo s kisikom, segrevajo in hranijo toplo vodo ter zagotavljajo do 500 vatov zasilne energije za osem dni v primeru katastrofe. Lani je začel prodajati različico s čistim vodikom, namenjeno komercialnim uporabnikom. Gorivne celice želi prodajati v ZDA in Evropi, ker so tamkajšnje vlade agresivnejši ukrepi za znižanje stroškov vodika kot Japonska. Leta 2021 je ameriško ministrstvo za energijo uvedlo tako imenovani program Hydrogen Shot, katerega namen je znižati stroške čistega vodika za 80 % na 1 USD na 1 kilogram v 10 letih. 

Panasonic zaenkrat ne namerava povečati obsega svojega H2 Kibou Field, saj želi videti, da bi druga podjetja in tovarne sprejela podobne energetske sisteme.

Danes ne bo nujno gospodarsko smiselno, pravi Kawamura, »vendar želimo začeti nekaj takega, da bo pripravljeno, ko bodo stroški vodika padli. Naše sporočilo je: če želimo leta 100 imeti 2030-odstotno obnovljivo energijo, moramo s tem začeti zdaj, ne leta 2030.«