Tesla Mega paketi, ogromni rezervoar vodonika: Panasonicova nova fabrika klime

Dok vozovi metaka prolaze brzinom od 285 kilometara na sat, Panasonicov Norihiko Kavamura gleda preko najvišeg rezervoara vodonika u Japanu. Struktura od 14 metara se nadvija nad prugama linije Tokaido Shinkansen izvan drevnog glavnog grada Kjota, kao i veliki niz solarnih panela, vodoničnih gorivnih ćelija i Tesla Megapak baterije za skladištenje. Izvori energije mogu proizvesti dovoljno soka za pokretanje dijela proizvodnog mjesta koristeći samo obnovljivu energiju.

„Ovo je možda najveća lokacija za potrošnju vodonika u Japanu“, kaže Kawamura, menadžer poslovnog odjela za Smart Energy System proizvođača uređaja. “Procjenjujemo da ćemo koristiti 120 tona vodonika godišnje. Kako Japan proizvodi i uvozi sve više i više vodonika u budućnosti, ovo će biti vrlo pogodna vrsta postrojenja.”

Smještena između brze željeznice i autoputa, Panasonicova fabrika u Kusatsuu, prefektura Shiga, prostire se na površini od 52 hektara. Prvobitno je izgrađen 1969. godine za proizvodnju robe, uključujući frižidere, jedno od „tri blaga” kućanskih aparata, zajedno sa televizorima i mašinama za pranje veša, za kojima su Japanci priželjkivali dok je zemlja obnovljena nakon razaranja u Drugom svetskom ratu.

Danas je jedan ugao elektrane H2 Kibou Field, demonstracioni objekat održive energije koji je počeo sa radom u aprilu. Sastoji se od rezervoara za vodonik od 78,000 litara, niza vodoničnih gorivih ćelija od 495 kilovata koji se sastoji od 99 gorivih ćelija od 5 kW, 570 kW od 1,820 fotonaponskih solarnih panela raspoređenih u obliku obrnutog slova "V" kako bi uhvatili najviše sunčeve svjetlosti i 1.1 megavata skladištenje litijum-jonske baterije.

Na jednoj strani H2 Kibou polja, veliki displej pokazuje količinu energije koja se proizvodi u realnom vremenu iz gorivnih ćelija i solarnih panela: 259 kW. Procjenjuje se da oko 80% proizvedene energije dolazi iz gorivnih ćelija godišnje, a ostatak otpada na solarnu energiju. Panasonic kaže da postrojenje proizvodi dovoljno energije da zadovolji potrebe tvornice gorivnih ćelija na lokaciji - ima vršnu snagu od oko 680 kW i godišnju potrošnju od oko 2.7 gigavata. Panasonic misli da može biti predložak za sljedeću generaciju nove, održive proizvodnje. 

“Ovo je prva proizvodna lokacija te vrste koja ima za cilj korištenje 100% obnovljive energije,” kaže Hiroshi Kinoshita iz Panasonicovog odjela Smart Energy System Business Division. “Želimo da proširimo ovo rješenje ka stvaranju dekarboniziranog društva.”

Sistem za upravljanje energijom opremljen umjetnom inteligencijom (EMS) automatski kontrolira proizvodnju električne energije na licu mjesta, prebacujući se između solarne i vodonik, kako bi se smanjila količina električne energije kupljene od lokalnog operatera mreže. Na primjer, ako je sunčan ljetni dan i tvornici gorivnih ćelija treba 600 kW, EMS bi mogao dati prioritet solarnim panelima, odlučujući se za mješavinu solarnih 300 kW, 200 kW vodoničnih gorivnih ćelija i 100 kW baterija za skladištenje. Međutim, po oblačnom danu, to bi moglo smanjiti solarnu komponentu i povećati vodonik i baterije za skladištenje, koje se noću pune pomoću gorivnih ćelija.

„Najvažnija stvar da se proizvodnja učini zelenijom jeste integrisani energetski sistem koji uključuje obnovljive izvore energije kao što su solarna i vetar, vodonik, baterije i tako dalje“, kaže Takamichi Ochi, viši menadžer za klimatske promene i energiju u Deloitte Tohmatsu Consulting. “Da bi se to postiglo, Panasonicov primjer je blizak idealnom energetskom sistemu.”

Sa sivim vodonikom, još ne sasvim zelenim

H2 Kibou polje nije potpuno zeleno. Zavisi od takozvanog sivog vodika, koji nastaje iz prirodnog plina u procesu koji može osloboditi mnogo ugljičnog dioksida. Tankeri prevoze 20,000 litara vodonika, rashlađenog u tečnom obliku na minus 250 Celzijusa, od Osake do Kusatsua, na udaljenosti od nekih 80 km, otprilike jednom sedmično. Japan se za proizvodnju vodonika oslanjao na zemlje poput Australije, koja ima veće zalihe obnovljive energije. Ali lokalni dobavljač Iwatani Corporation, s kojim je bio partner Chevron Ranije ove godine za izgradnju 30 lokacija za gorivo u Kaliforniji do 2026. godine, otvorio je tehnološki centar u blizini Osake koji je fokusiran na proizvodnju zelenog vodonika, koji nastaje bez upotrebe fosilnih goriva.

Još jedno pitanje koje usporava usvajanje su troškovi. Iako je električna energija relativno skupa u Japanu, trenutno košta mnogo više za napajanje elektrane vodonikom nego korištenje električne energije iz mreže, ali kompanija očekuje da će napori japanske vlade i industrije da poboljšaju opskrbu i distribuciju ovaj element učiniti znatno jeftinijim.

“Nadamo se da će cijena vodonika pasti, tako da možemo postići nešto poput 20 jena po kubnom metru vodonika, a onda ćemo moći postići paritet troškova sa električnom mrežom”, rekao je Kawamura. 

Panasonic također predviđa da će nastojanje Japana da postane ugljično neutralan do 2050. godine povećati potražnju za novim energetskim proizvodima. Njena fabrika gorivih ćelija u Kusatsuu proizvela je preko 200,000 Ene-Farm gorivih ćelija prirodnog gasa za kućnu upotrebu. Komercijalizovane 2009. godine, ćelije izvlače vodonik iz prirodnog gasa, stvaraju energiju reakcijom sa kiseonikom, greju i skladište toplu vodu, i isporučuju do 500 vati struje u slučaju nužde tokom osam dana u slučaju katastrofe. Prošle godine je počeo prodavati verziju čistog vodika namijenjenu komercijalnim korisnicima. Želi prodati gorivne ćelije u SAD-u i Evropi jer tamošnje vlade imaju agresivnije mjere za smanjenje troškova vodonika nego Japan. Godine 2021., Ministarstvo energetike SAD-a pokrenulo je takozvani Hydrogen Shot program koji ima za cilj smanjenje cijene čistog vodonika za 80% na 1 dolar po 1 kilogramu tokom 10 godina. 

Panasonic za sada ne planira da povećava obim svog H2 Kibou Field-a, želeći da druge kompanije i fabrike usvoje slične energetske sisteme.

Danas to neće nužno imati ekonomskog smisla, kaže Kawamura, „ali želimo da započnemo ovako nešto kako bi bilo spremno kada cijena vodonika padne. Naša poruka je: ako želimo imati 100% obnovljivu energiju 2030., onda moramo početi s nečim ovakvim sada, a ne 2030. godine.”