Tesla Mega-pakker, gigantisk hydrogentank: Panasonics nye klimafabrikk

Mens kuletog suser forbi i 285 kilometer i timen, ser Panasonics Norihiko Kawamura over Japans høyeste hydrogenlagringstank. Den 14 meter lange strukturen ruver over Tokaido Shinkansen Line-sporene utenfor den gamle hovedstaden Kyoto, samt et stort utvalg av solcellepaneler, hydrogenbrenselceller og Tesla Megapack lagringsbatterier. Kraftkildene kan generere nok juice til å drive deler av produksjonsstedet kun ved bruk av fornybar energi.

"Dette kan være det største hydrogenforbruksstedet i Japan," sier Kawamura, en leder ved apparatprodusentens Smart Energy System Business Division. – Vi regner med å bruke 120 tonn hydrogen i året. Ettersom Japan produserer og importerer mer og mer hydrogen i fremtiden, vil dette være en veldig passende type anlegg.»

Panasonics fabrikk i Kusatsu, Shiga Prefecture, ligger mellom en høyhastighetsjernbane og motorvei, og er et viltvoksende område på 52 hektar. Det ble opprinnelig bygget i 1969 for å produsere varer inkludert kjøleskap, en av de "tre skattene" av husholdningsapparater, sammen med TVer og vaskemaskiner, som japanerne ettertraktet da landet ble gjenoppbygd etter ødeleggelsene av andre verdenskrig.

I dag er ett hjørne av anlegget H2 Kibou-feltet, et bærekraftig demonstrasjonskraftverk som startet driften i april. Den består av en 78,000 495 liters hydrogenbrenseltank, en 99 kilowatt hydrogenbrenselcellegruppe bestående av 5 570kW brenselceller, 1,820kW fra 1.1 solcellepaneler arrangert i en omvendt "V"-form for å fange mest mulig sollys, og XNUMX megawatt av lagring av litium-ion batteri.

På den ene siden av H2 Kibou-feltet viser et stort display hvor mye strøm som produseres i sanntid fra brenselceller og solcellepaneler: 259kW. Omtrent 80 % av kraften som genereres anslås å komme fra brenselceller årlig, mens solenergi står for resten. Panasonic sier at anlegget produserer nok strøm til å dekke behovene til stedets brenselcellefabrikk – det har en toppeffekt på rundt 680 kW og en årlig bruk på rundt 2.7 gigawatt. Panasonic tror det kan være en mal for neste generasjon av ny, bærekraftig produksjon. 

"Dette er det første produksjonsstedet av sitt slag som tar sikte på å bruke 100 % fornybar energi," sier Hiroshi Kinoshita fra Panasonics Smart Energy System Business Division. "Vi ønsker å utvide denne løsningen mot å skape et avkarbonisert samfunn."

Et energistyringssystem (EMS) utstyrt med kunstig intelligens kontrollerer automatisk kraftproduksjonen på stedet, og bytter mellom solenergi og hydrogen, for å minimere mengden elektrisitet som kjøpes fra den lokale nettoperatøren. For eksempel, hvis det er en solrik sommerdag og brenselcellefabrikken trenger 600 kW, kan EMS prioritere solcellepanelene ved å velge en blanding av 300 kW solenergi, 200 kW hydrogen brenselceller og 100 kW lagringsbatterier. På en overskyet dag kan det imidlertid minimere solkomponenten og øke hydrogen- og lagringsbatteriene, som lades om natten av brenselcellene.

"Det viktigste for å gjøre produksjon grønnere er et integrert energisystem som inkluderer fornybar energi som sol og vind, hydrogen, batterier og så videre," sier Takamichi Ochi, seniorleder for klimaendringer og energi i Deloitte Tohmatsu Consulting. "For å gjøre det, er Panasonic-eksemplet nær et ideelt energisystem."

Med grå hydrogen, ikke helt grønn ennå

H2 Kibou-feltet er ikke helt grønt. Det er avhengig av såkalt grått hydrogen, som genereres fra naturgass i en prosess som kan frigjøre mye karbondioksid. Tankskip frakter 20,000 250 liter hydrogen, kjølt i flytende form til minus 80 Celsius, fra Osaka til Kusatsu, en avstand på rundt XNUMX km, omtrent en gang i uken. Japan har stolt på land som Australia, som har større forsyninger av fornybar energi, for hydrogenproduksjon. Men den lokale leverandøren Iwatani Corporation, som samarbeidet med Chevron tidligere i år for å bygge 30 drivstoffanlegg for hydrogen i California innen 2026, har åpnet et teknologisenter nær Osaka som fokuserer på produserer grønt hydrogen, som er skapt uten bruk av fossilt brensel.

Et annet problem som bremser adopsjonen er kostnadene. Selv om elektrisitet er relativt dyrt i Japan, koster det i dag mye mer å drive et anlegg med hydrogen enn å bruke strøm fra nettet, men selskapet forventer at japanske myndigheters og industriens innsats for å forbedre forsyning og distribusjon vil gjøre elementet betydelig billigere.

"Vårt håp er at hydrogenkostnadene vil gå ned, slik at vi kan oppnå noe sånt som 20 yen per kubikkmeter hydrogen, og da vil vi være i stand til å oppnå kostnadsparitet med det elektriske nettet," sa Kawamura. 

Panasonic forventer også at Japans innsats for å bli karbonnøytral innen 2050 vil øke etterspørselen etter nye energiprodukter. Brenselcellefabrikken i Kusatsu har skaffet ut over 200,000 2009 Ene-Farm naturgassbrenselceller for hjemmebruk. Kommersialisert i 500, utvinner cellene hydrogen fra naturgass, genererer kraft ved å reagere med oksygen, varme og lagre varmt vann, og leverer opptil XNUMX watt nødstrøm i åtte dager i en katastrofe. I fjor begynte de å selge en ren hydrogenversjon rettet mot kommersielle brukere. Den ønsker å selge brenselcellene i USA og Europa fordi regjeringene der har mer aggressive kostnadsbesparende tiltak for hydrogen enn Japan. I 2021 lanserte det amerikanske energidepartementet et såkalt Hydrogen Shot-program som tar sikte på å kutte kostnadene for rent hydrogen med 80 % til 1 dollar per 1 kilo over 10 år. 

Panasonic planlegger ikke å øke omfanget av sitt H2 Kibou-felt foreløpig, og ønsker å se andre selskaper og fabrikker ta i bruk lignende energisystemer.

Det vil ikke nødvendigvis gi økonomisk mening i dag, sier Kawamura, «men vi ønsker å starte noe slikt slik at det vil være klart når prisen på hydrogen faller. Vårt budskap er: hvis vi vil ha 100 % fornybar energi i 2030, så må vi begynne med noe slikt nå, ikke i 2030.