„Tesla Mega“ paketai, milžiniškas vandenilio bakas: nauja „Panasonic“ klimato gamykla

Kulkiniams traukiniams skriejant 285 kilometrų per valandą greičiu, Panasonic Norihiko Kawamura žiūri į aukščiausią Japonijoje vandenilio talpyklą. 14 metrų statinys stūkso virš Tokaido Shinkansen linijos bėgių už senovės sostinės Kioto, taip pat daugybė saulės baterijų, vandenilio kuro elementų ir Tesla Megapack saugojimo baterijos. Energijos šaltiniai gali pagaminti pakankamai sulčių, kad dalį gamybos vietos būtų galima naudoti tik naudojant atsinaujinančią energiją.

„Tai gali būti didžiausia vandenilio suvartojimo vieta Japonijoje“, – sako Kawamura, prietaisų gamintojo „Smart Energy System“ verslo skyriaus vadovas. „Skaičiuojame, kad per metus sunaudojame 120 tonų vandenilio. Kadangi Japonija ateityje gamins ir importuos vis daugiau vandenilio, tai bus labai tinkama gamykla.

Tarp greitojo geležinkelio ir greitkelio esanti „Panasonic“ gamykla Kusatsu mieste, Šigos prefektūroje, yra didžiulė 52 hektarų teritorija. Iš pradžių jis buvo pastatytas 1969 m., siekiant gaminti prekes, įskaitant šaldytuvus, vieną iš „trijų buitinės technikos lobių“, kartu su televizoriais ir skalbimo mašinomis, kurių japonai troško, kai šalis buvo atstatyta po Antrojo pasaulinio karo sugriovimo.

Šiandien vienas elektrinės kampelis yra H2 Kibou Field – demonstracinis tvarios energijos objektas, pradėjęs veikti balandį. Jį sudaro 78,000 495 litrų vandenilio kuro bakas, 99 kilovatų vandenilio kuro elementų matrica, sudaryta iš 5 570 kW kuro elementų, 1,820 kW iš 1.1 XNUMX fotovoltinių saulės baterijų plokščių, išdėstytų apversta „V“ forma, kad gautų daugiausia saulės šviesos, ir XNUMX megavato galia. ličio jonų akumuliatoriaus saugykla.

Vienoje „H2 Kibou Field“ pusėje didelis ekranas rodo realiu laiku iš kuro elementų ir saulės baterijų pagaminamos energijos kiekį: 259 kW. Apskaičiuota, kad kasmet apie 80 % pagaminamos energijos gaunama iš kuro elementų, o likusią dalį sudaro saulės energija. „Panasonic“ teigia, kad įrenginys pagamina pakankamai galios, kad patenkintų kuro elementų gamyklos poreikius – didžiausia jo galia yra apie 680 kW, o metinis suvartojimas – apie 2.7 gigavato. Panasonic mano, kad tai gali būti naujos kartos naujos tvarios gamybos šablonas. 

„Tai pirmoji tokio pobūdžio gamybos vieta, kurioje siekiama naudoti 100 % atsinaujinančios energijos“, – sako Hiroshi Kinoshita iš Panasonic Smart Energy System verslo skyriaus. „Norime išplėsti šį sprendimą, kad sukurtume dekarbonizuotą visuomenę.

Dirbtiniu intelektu aprūpinta Energijos valdymo sistema (EMS) automatiškai valdo elektros energijos gamybą vietoje, perjungdama iš saulės ir vandenilio, kad sumažintų elektros energijos, perkamos iš vietinio tinklo operatoriaus, kiekį. Pavyzdžiui, jei saulėta vasaros diena ir kuro elementų gamyklai reikia 600 kW, EMS gali teikti pirmenybę saulės kolektoriams, nuspręsdama dėl 300 kW saulės, 200 kW vandenilio kuro elementų ir 100 kW akumuliatorių mišinio. Tačiau debesuotą dieną jis gali sumažinti saulės energijos komponentą ir padidinti vandenilio bei akumuliatoriaus baterijas, kurios naktį įkraunamos kuro elementais.

„Svarbiausia, kad gamyba taptų ekologiškesnė, yra integruota energijos sistema, apimanti atsinaujinančią energiją, pvz., saulės ir vėjo energiją, vandenilį, baterijas ir pan.“, – sako „Deloitte Tohmatsu Consulting“ vyresnysis klimato kaitos ir energetikos vadovas Takamichi Ochi. „Tam Panasonic pavyzdys yra artimas idealiai energijos sistemai.

Su pilku vandeniliu, dar ne visiškai žalia

H2 Kibou laukas nėra visiškai žalias. Tai priklauso nuo vadinamojo pilkojo vandenilio, kuris susidaro iš gamtinių dujų procese, galinčio išskirti daug anglies dioksido. Maždaug kartą per savaitę tanklaiviai iš Osakos į Kusatsu maždaug 20,000 km atstumu veža 250 80 litrų vandenilio, atšaldyto iki minus XNUMX laipsnių Celsijaus. Japonija vandenilio gamyboje rėmėsi tokiomis šalimis kaip Australija, kuri turi daugiau atsinaujinančios energijos. Tačiau vietinis tiekėjas Iwatani Corporation, kuris bendradarbiavo su "Chevron" Šių metų pradžioje, siekdamas Kalifornijoje iki 30 m. pastatyti 2026 vandenilio kuro pylimo vietų, netoli Osakos atidarė technologijų centrą, kuriame pagrindinis dėmesys skiriamas gaminantis žaliąjį vandenilį, kuris sukurtas nenaudojant iškastinio kuro.

Kita problema, lėtinanti priėmimą, yra kaina. Nors elektra Japonijoje yra gana brangi, šiuo metu elektrinę maitinti vandeniliu kainuoja daug daugiau, nei naudojant elektros energiją iš tinklo, tačiau bendrovė tikisi, kad Japonijos vyriausybės ir pramonės pastangos pagerinti tiekimą ir paskirstymą elementą žymiai atpigins.

„Tikimės, kad vandenilio kaina sumažės, todėl galime pasiekti maždaug 20 jenų už kubinį metrą vandenilio ir tada galėsime pasiekti sąnaudų lygiavertiškumą elektros tinklui“, – sakė Kawamura. 

„Panasonic“ taip pat tikisi, kad Japonijos siekis iki 2050 m. tapti neutraliu anglies dioksido kiekiu padidins naujų energijos produktų paklausą. Jo kuro elementų gamykla Kusatsu išleido daugiau nei 200,000 2009 „Ene-Farm“ gamtinių dujų kuro elementų, skirtų naudoti namuose. 500 m. parduodami elementai išgauna vandenilį iš gamtinių dujų, generuoja energiją, reaguodami su deguonimi, šildo ir kaupia karštą vandenį, o įvykus nelaimei aštuonias dienas tiekia iki XNUMX vatų avarinės energijos. Praėjusiais metais ji pradėjo pardavinėti gryno vandenilio versiją, skirtą komerciniams vartotojams. Ji nori parduoti kuro elementus JAV ir Europoje, nes ten turi vyriausybės agresyvesnės vandenilio sąnaudų mažinimo priemonės nei Japonija. 2021 m. JAV Energetikos departamentas pradėjo vadinamąją „Hydrogen Shot“ programą, kurios tikslas – per 80 metų sumažinti švaraus vandenilio kainą 1% iki 1 USD už 10 kilogramą. 

„Panasonic“ kol kas neplanuoja didinti savo „H2 Kibou Field“ masto, nes nori, kad kitos įmonės ir gamyklos priimtų panašias energijos sistemas.

Kawamura sako, kad tai nebūtinai bus ekonomiškai prasminga šiandien, bet mes norime pradėti kažką panašaus, kad jis būtų paruoštas, kai sumažės vandenilio kaina. Mūsų žinutė yra tokia: jei norime 100 m. turėti 2030 % atsinaujinančios energijos, turime pradėti nuo kažko panašaus dabar, o ne 2030 m.