Συσκευασίες Tesla Mega, γιγάντια δεξαμενή υδρογόνου: το νέο εργοστάσιο κλιματισμού της Panasonic

Καθώς τα τρένα με σφαίρες κινούνται με ταχύτητα 285 χιλιομέτρων την ώρα, ο Norihiko Kawamura της Panasonic κοιτάζει πάνω από την ψηλότερη δεξαμενή αποθήκευσης υδρογόνου της Ιαπωνίας. Η δομή των 14 μέτρων δεσπόζει πάνω από τις γραμμές Tokaido Shinkansen Line έξω από την αρχαία πρωτεύουσα του Κιότο, καθώς και μια μεγάλη σειρά από ηλιακούς συλλέκτες, κυψέλες καυσίμου υδρογόνου και Τέσλα Μπαταρίες αποθήκευσης Megapack. Οι πηγές ενέργειας μπορούν να παράγουν αρκετό χυμό για να λειτουργήσει μέρος του εργοταξίου χρησιμοποιώντας μόνο ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

«Αυτή μπορεί να είναι η μεγαλύτερη τοποθεσία κατανάλωσης υδρογόνου στην Ιαπωνία», λέει ο Kawamura, διευθυντής στο τμήμα Smart Energy System Business του κατασκευαστή συσκευών. «Υπολογίζουμε ότι χρησιμοποιούμε 120 τόνους υδρογόνου ετησίως. Καθώς η Ιαπωνία παράγει και εισάγει όλο και περισσότερο υδρογόνο στο μέλλον, αυτό θα είναι ένα πολύ κατάλληλο είδος φυτού».

Ανάμεσα σε σιδηρόδρομο υψηλής ταχύτητας και αυτοκινητόδρομο, το εργοστάσιο της Panasonic στο Kusatsu, στην επαρχία Shiga, είναι μια τεράστια έκταση 52 εκταρίων. Κατασκευάστηκε αρχικά το 1969 για να κατασκευάζει προϊόντα, όπως ψυγεία, έναν από τους «τρεις θησαυρούς» των οικιακών συσκευών, μαζί με τηλεοράσεις και πλυντήρια ρούχων, που οι Ιάπωνες επιθυμούσαν καθώς η χώρα ξαναχτίστηκε μετά την καταστροφή του Β' Παγκοσμίου Πολέμου.

Σήμερα, μια γωνιά του εργοστασίου είναι το H2 Kibou Field, μια επίδειξη βιώσιμης εγκατάστασης ενέργειας που ξεκίνησε να λειτουργεί τον Απρίλιο. Αποτελείται από μια δεξαμενή καυσίμου υδρογόνου χωρητικότητας 78,000 λίτρων, μια συστοιχία κυψελών καυσίμου υδρογόνου 495 κιλοβάτ που αποτελείται από 99 κυψέλες καυσίμου 5 kW, 570 kW από 1,820 φωτοβολταϊκά ηλιακά πάνελ διατεταγμένα σε σχήμα ανεστραμμένου "V" για να πιάνει το μεγαλύτερο δυνατό φως του ήλιου και 1.1 megawatt. αποθήκευση μπαταρίας ιόντων λιθίου.

Στη μία πλευρά του H2 Kibou Field, μια μεγάλη οθόνη δείχνει την ποσότητα ισχύος που παράγεται σε πραγματικό χρόνο από κυψέλες καυσίμου και ηλιακούς συλλέκτες: 259 kW. Περίπου το 80% της παραγόμενης ενέργειας εκτιμάται ότι προέρχεται από κυψέλες καυσίμου ετησίως, με την ηλιακή να αντιπροσωπεύει το υπόλοιπο. Η Panasonic λέει ότι η εγκατάσταση παράγει αρκετή ισχύ για να καλύψει τις ανάγκες του εργοστασίου κυψελών καυσίμου της τοποθεσίας — έχει μέγιστη ισχύ περίπου 680 kW και ετήσια χρήση περίπου 2.7 γιγαβάτ. Η Panasonic πιστεύει ότι μπορεί να αποτελέσει πρότυπο για την επόμενη γενιά νέας, βιώσιμης κατασκευής. 

«Πρόκειται για το πρώτο εργοστάσιο παραγωγής του είδους του που στοχεύει στη χρήση 100% ανανεώσιμων πηγών ενέργειας», λέει ο Hiroshi Kinoshita από το τμήμα Smart Energy System Business της Panasonic. «Θέλουμε να επεκτείνουμε αυτή τη λύση προς τη δημιουργία μιας κοινωνίας χωρίς άνθρακα».

Ένα σύστημα διαχείρισης ενέργειας (EMS) εξοπλισμένο με τεχνητή νοημοσύνη ελέγχει αυτόματα την επιτόπια παραγωγή ενέργειας, εναλλάσσοντας μεταξύ ηλιακής και υδρογόνου, για να ελαχιστοποιήσει την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που αγοράζεται από τον τοπικό φορέα εκμετάλλευσης του δικτύου. Για παράδειγμα, εάν είναι μια ηλιόλουστη καλοκαιρινή μέρα και το εργοστάσιο κυψελών καυσίμου χρειάζεται 600 kW, το EMS μπορεί να δώσει προτεραιότητα στα ηλιακά πάνελ, αποφασίζοντας για ένα μείγμα ηλιακών 300 kW, κυψελών καυσίμου υδρογόνου 200 kW και μπαταριών αποθήκευσης 100 kW. Σε μια συννεφιασμένη μέρα, ωστόσο, μπορεί να ελαχιστοποιήσει το ηλιακό εξάρτημα και να ενισχύσει τις μπαταρίες υδρογόνου και αποθήκευσης, οι οποίες επαναφορτίζονται τη νύχτα από τις κυψέλες καυσίμου.

«Το πιο σημαντικό πράγμα για να κάνουμε την παραγωγή πιο πράσινη είναι ένα ολοκληρωμένο ενεργειακό σύστημα που περιλαμβάνει ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως ηλιακή και αιολική ενέργεια, υδρογόνο, μπαταρίες και ούτω καθεξής», λέει ο Takamichi Ochi, ανώτερος διευθυντής για την κλιματική αλλαγή και την ενέργεια στην Deloitte Tohmatsu Consulting. «Για να γίνει αυτό, το παράδειγμα της Panasonic είναι κοντά σε ένα ιδανικό ενεργειακό σύστημα».

Με γκρι υδρογόνο, όχι εντελώς πράσινο ακόμα

Το H2 Kibou Field δεν είναι εντελώς πράσινο. Εξαρτάται από το λεγόμενο γκρι υδρογόνο, το οποίο παράγεται από φυσικό αέριο σε μια διαδικασία που μπορεί να απελευθερώσει πολύ διοξείδιο του άνθρακα. Τα βυτιοφόρα μεταφέρουν 20,000 λίτρα υδρογόνου, παγωμένο σε υγρή μορφή στους μείον 250 βαθμούς Κελσίου, από την Οσάκα στο Kusatsu, μια απόσταση περίπου 80 km, περίπου μία φορά την εβδομάδα. Η Ιαπωνία έχει βασιστεί σε χώρες όπως η Αυστραλία, η οποία έχει μεγαλύτερες προμήθειες ανανεώσιμης ενέργειας, για την παραγωγή υδρογόνου. Αλλά ο τοπικός προμηθευτής Iwatani Corporation, η οποία συνεργάστηκε με Σιρίτι νωρίτερα αυτό το έτος για την κατασκευή 30 τοποθεσιών τροφοδοσίας υδρογόνου στην Καλιφόρνια έως το 2026, άνοιξε ένα τεχνολογικό κέντρο κοντά στην Οσάκα που επικεντρώνεται στην παραγωγή πράσινου υδρογόνου, που δημιουργείται χωρίς τη χρήση ορυκτών καυσίμων.

Ένα άλλο ζήτημα που επιβραδύνει την υιοθέτηση είναι το κόστος. Παρόλο που η ηλεκτρική ενέργεια είναι σχετικά ακριβή στην Ιαπωνία, κοστίζει σήμερα πολύ περισσότερο η τροφοδοσία μιας μονάδας με υδρογόνο από τη χρήση ενέργειας από το δίκτυο, αλλά η εταιρεία αναμένει ότι οι προσπάθειες της ιαπωνικής κυβέρνησης και της βιομηχανίας να βελτιώσουν την προσφορά και τη διανομή θα κάνουν το στοιχείο σημαντικά φθηνότερο.

«Η ελπίδα μας είναι ότι το κόστος του υδρογόνου θα μειωθεί, ώστε να μπορέσουμε να επιτύχουμε κάτι σαν 20 γιεν ανά κυβικό μέτρο υδρογόνου και τότε θα είμαστε σε θέση να επιτύχουμε ισοτιμία κόστους με το ηλεκτρικό δίκτυο», είπε ο Kawamura. 

Η Panasonic αναμένει επίσης ότι η ώθηση της Ιαπωνίας να γίνει ουδέτερη από εκπομπές άνθρακα έως το 2050 θα τονώσει τη ζήτηση για νέα ενεργειακά προϊόντα. Το εργοστάσιο κυψελών καυσίμου στο Kusatsu έχει αναδώσει πάνω από 200,000 κυψέλες καυσίμου φυσικού αερίου Ene-Farm για οικιακή χρήση. Οι κυψέλες που κυκλοφόρησαν στο εμπόριο το 2009, εξάγουν υδρογόνο από το φυσικό αέριο, παράγουν ενέργεια αντιδρώντας το με οξυγόνο, θερμαίνουν και αποθηκεύουν ζεστό νερό και παρέχουν έως και 500 watt ισχύος έκτακτης ανάγκης για οκτώ ημέρες σε περίπτωση καταστροφής. Πέρυσι, άρχισε να πουλά μια έκδοση καθαρού υδρογόνου που απευθύνεται σε εμπορικούς χρήστες. Θέλει να πουλήσει τις κυψέλες καυσίμου στις ΗΠΑ και την Ευρώπη επειδή οι κυβερνήσεις εκεί το έχουν κάνει πιο επιθετικά μέτρα μείωσης του κόστους υδρογόνου από την Ιαπωνία. Το 2021, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ εγκαινίασε το λεγόμενο πρόγραμμα Hydrogen Shot που στοχεύει να μειώσει το κόστος του καθαρού υδρογόνου κατά 80% σε $1 ανά 1 κιλό σε διάστημα 10 ετών. 

Η Panasonic δεν σχεδιάζει να αυξήσει την κλίμακα του H2 Kibou Field της προς το παρόν, θέλοντας να δει άλλες εταιρείες και εργοστάσια να υιοθετούν παρόμοια ενεργειακά συστήματα.

Δεν θα έχει απαραίτητα οικονομικό νόημα σήμερα, λέει ο Kawamura, «αλλά θέλουμε να ξεκινήσουμε κάτι τέτοιο, ώστε να είναι έτοιμο όταν πέσει το κόστος του υδρογόνου. Το μήνυμά μας είναι: εάν θέλουμε να έχουμε 100% ανανεώσιμες πηγές ενέργειας το 2030, τότε πρέπει να ξεκινήσουμε με κάτι τέτοιο τώρα, όχι το 2030».