Tesla Mega Packs, гігантський резервуар для водню: нова кліматична фабрика Panasonic

Поки швидкісні поїзди проносяться зі швидкістю 285 кілометрів на годину, Норіхіко Кавамура з Panasonic дивиться на найвищий в Японії резервуар для зберігання водню. 14-метрова конструкція нависає над коліями Токайдо Сінкансен за межами стародавньої столиці Кіото, а також великий масив сонячних панелей, водневих паливних елементів і Tesla Акумуляторні батареї Megapack. Джерела енергії можуть виробляти достатньо соку для роботи частини виробничого майданчика, використовуючи лише відновлювану енергію.

«Це може бути найбільше місце споживання водню в Японії», — каже Кавамура, менеджер бізнес-підрозділу Smart Energy System. «Ми оцінюємо використання 120 тонн водню на рік. Оскільки в майбутньому Японія вироблятиме та імпортуватиме все більше й більше водню, це буде дуже підходящий вид заводу».

Фабрика Panasonic у Кусацу, префектура Шига, розташована між високошвидкісною залізницею та шосе, розкинулась на території площею 52 гектари. Спочатку він був побудований у 1969 році для виробництва товарів, у тому числі холодильників, одного з «трьох скарбів» побутової техніки, разом із телевізорами та пральними машинами, яких жадали японці, коли країна відновлювалася після руйнувань Другої світової війни.

Сьогодні одним куточком заводу є H2 Kibou Field, демонстраційний стійкий енергетичний об’єкт, який почав працювати в квітні. Він складається з водневого паливного баку об’ємом 78,000 495 літрів, масиву водневих паливних елементів потужністю 99 кіловат, що складається з 5 паливних елементів по 570 кВт, 1,820 кВт від 1.1 фотоелектричних сонячних панелей, розташованих у формі перевернутої букви «V», щоб уловлювати найбільше сонячного світла, і XNUMX мегават літій-іонний накопичувач.

З одного боку H2 Kibou Field великий дисплей показує кількість електроенергії, виробленої в режимі реального часу від паливних елементів і сонячних панелей: 259 кВт. За оцінками, близько 80% електроенергії щорічно виробляється на паливних елементах, решту припадає на сонячну енергію. Panasonic каже, що завод виробляє достатньо електроенергії, щоб задовольнити потреби заводу паливних елементів на місці — він має пікову потужність близько 680 кВт і річне споживання близько 2.7 гігават. Panasonic вважає, що це може стати зразком для нового покоління екологічного виробництва. 

«Це перше виробниче підприємство такого роду, яке націлене на використання 100% відновлюваної енергії», — говорить Хіроші Кіношіта з бізнес-підрозділу інтелектуальних енергетичних систем Panasonic. «Ми хочемо розширити це рішення до створення декарбонізованого суспільства».

Обладнана штучним інтелектом система керування енергією (EMS) автоматично контролює виробництво електроенергії на місці, перемикаючись між сонячною та водневою енергією, щоб мінімізувати кількість електроенергії, яку купують у місцевого оператора мережі. Наприклад, якщо літній сонячний день і заводу паливних елементів потрібно 600 кВт, EMS може віддати перевагу сонячним батареям, вибравши суміш сонячних батарей потужністю 300 кВт, водневих паливних елементів потужністю 200 кВт і акумуляторних батарей потужністю 100 кВт. Однак у похмурий день це може мінімізувати сонячний компонент і підвищити рівень водневих і акумуляторних батарей, які вночі заряджаються паливними елементами.

«Найважливіше, щоб зробити виробництво екологічнішим, — це інтегрована енергетична система, яка включає відновлювані джерела енергії, такі як сонячна та вітрова, водень, батареї тощо», — каже Такамічі Очі, старший менеджер із питань зміни клімату та енергетики Deloitte Tohmatsu Consulting. «Для цього приклад Panasonic близький до ідеальної енергетичної системи».

Із сірим воднем, ще не зовсім зеленим

H2 Kibou Field не зовсім зелене. Це залежить від так званого сірого водню, який утворюється з природного газу в процесі, який може вивільнити багато вуглекислого газу. Приблизно раз на тиждень танкери перевозять 20,000 250 літрів водню, охолодженого в рідкому стані до мінус 80 за Цельсієм, з Осаки до Кусацу на відстань близько XNUMX км. Для виробництва водню Японія покладалася на такі країни, як Австралія, яка має більше запасів відновлюваної енергії. Але місцевий постачальник Iwatani Corporation, який співпрацює з Chevron на початку цього року, щоб побудувати 30 водневих паливних майданчиків у Каліфорнії до 2026 року, відкрив технологічний центр поблизу Осаки, який зосереджений на отримання зеленого водню, який створюється без використання викопного палива.

Інша проблема, яка уповільнює впровадження, – це вартість. Незважаючи на те, що електроенергія в Японії є відносно дорогою, наразі енергія заводу воднем коштує набагато дорожче, ніж використання енергії з мережі, але компанія очікує, що зусилля японського уряду та промисловості щодо покращення постачання та розподілу значно здешевлять цей елемент.

«Ми сподіваємося, що вартість водню знизиться, тому ми зможемо досягти приблизно 20 ієн за кубічний метр водню, і тоді ми зможемо досягти паритету витрат з електричною мережею», — сказав Кавамура. 

Panasonic також очікує, що прагнення Японії стати вуглецево-нейтральним до 2050 року підвищить попит на нові енергетичні продукти. Його завод паливних елементів у Кусацу випустив понад 200,000 2009 паливних елементів на природному газі Ene-Farm для домашнього використання. Запущені в продаж у 500 році, клітини витягують водень із природного газу, виробляють енергію, реагуючи з киснем, нагрівають і зберігають гарячу воду, а також забезпечують до XNUMX Вт аварійної енергії протягом восьми днів у разі катастрофи. Минулого року компанія почала продавати версію на чистому водні, орієнтовану на комерційних користувачів. Він хоче продавати паливні елементи в США та Європі, оскільки там є уряди більш агресивні заходи щодо скорочення витрат на водень ніж Японія. У 2021 році Міністерство енергетики США запустило так звану програму Hydrogen Shot, яка має на меті скоротити вартість чистого водню на 80% до 1 долара за 1 кілограм протягом 10 років. 

На даний момент Panasonic не планує збільшувати масштаб свого H2 Kibou Field, бажаючи, щоб інші компанії та заводи використовували подібні енергетичні системи.

Сьогодні це не обов’язково матиме економічний сенс, каже Кавамура, «але ми хочемо почати щось подібне, щоб воно було готове, коли вартість водню впаде. Наше повідомлення таке: якщо ми хочемо мати 100% відновлювану енергію в 2030 році, то ми повинні почати з чогось подібного зараз, а не в 2030».