Пакеты Tesla Mega, гигантский водородный бак: новая климатическая фабрика Panasonic

Пока сверхскоростные поезда проносятся со скоростью 285 километров в час, Норихико Кавамура из Panasonic осматривает самый высокий резервуар для хранения водорода в Японии. 14-метровая конструкция возвышается над путями линии Токайдо Синкансэн за пределами древней столицы Киото, а также большое количество солнечных панелей, водородных топливных элементов и Tesla Аккумуляторы Мегапак. Источники энергии могут генерировать достаточное количество сока для работы части производственной площадки, используя только возобновляемую энергию.

«Возможно, это крупнейшее место потребления водорода в Японии», — говорит Кавамура, менеджер бизнес-подразделения интеллектуальных энергетических систем производителя бытовой техники. «Мы оцениваем использование 120 тонн водорода в год. Поскольку в будущем Япония будет производить и импортировать все больше и больше водорода, это будет очень подходящий тип завода».

Зажатый между высокоскоростной железной дорогой и автомагистралью, завод Panasonic в Кусацу, префектура Сига, занимает территорию в 52 гектара. Первоначально он был построен в 1969 году для производства товаров, включая холодильники, одно из «трех сокровищ» бытовой техники, наряду с телевизорами и стиральными машинами, которые японцы жаждали, когда страна восстанавливалась после разрушений Второй мировой войны.

Сегодня одним из углов завода является H2 Kibou Field, демонстрационный объект устойчивой энергетики, который начал работу в апреле. Он состоит из водородного топливного бака на 78,000 495 литров, массива водородных топливных элементов мощностью 99 кВт, состоящего из 5 топливных элементов мощностью 570 кВт, 1,820 кВт от 1.1 фотогальванических солнечных панелей, расположенных в форме перевернутой буквы «V», чтобы улавливать больше всего солнечного света, и XNUMX МВт литий-ионный аккумулятор.

На одной стороне поля H2 Kibou Field большой дисплей показывает количество энергии, вырабатываемой в режиме реального времени топливными элементами и солнечными панелями: 259 кВт. По оценкам, около 80% вырабатываемой электроэнергии ежегодно поступает от топливных элементов, а остальное приходится на солнечную энергию. Panasonic заявляет, что объект производит достаточно энергии, чтобы удовлетворить потребности завода по производству топливных элементов — его пиковая мощность составляет около 680 кВт, а годовое потребление — около 2.7 гигаватт. Panasonic считает, что это может стать образцом для нового поколения устойчивого производства. 

«Это первая в своем роде производственная площадка, которая нацелена на использование 100% возобновляемой энергии», — говорит Хироши Киношита из бизнес-подразделения интеллектуальных энергетических систем Panasonic. «Мы хотим расширить это решение для создания обезуглероженного общества».

Система управления энергопотреблением (EMS), оснащенная искусственным интеллектом, автоматически контролирует выработку электроэнергии на месте, переключаясь между солнечной и водородной, чтобы минимизировать количество электроэнергии, приобретаемой у местного сетевого оператора. Например, если это солнечный летний день, а заводу по производству топливных элементов требуется 600 кВт, EMS может отдать приоритет солнечным панелям, выбрав сочетание солнечных батарей мощностью 300 кВт, водородных топливных элементов мощностью 200 кВт и аккумуляторных батарей мощностью 100 кВт. Однако в пасмурный день он может свести к минимуму солнечную составляющую и повысить водородные и аккумуляторные батареи, которые ночью подзаряжаются топливными элементами.

«Самое главное, чтобы сделать производство более экологичным, — это интегрированная энергетическая система, включающая возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, водород, батареи и т. д.», — говорит Такамичи Очи, старший менеджер по изменению климата и энергии в Deloitte Tohmatsu Consulting. «Для этого пример Panasonic близок к идеальной энергетической системе».

С серым водородом, еще не полностью зеленым

Поле Кибу H2 не совсем зеленое. Это зависит от так называемого серого водорода, который вырабатывается из природного газа в процессе, который может выделять много углекислого газа. Танкеры примерно раз в неделю перевозят 20,000 250 литров водорода, охлажденного в жидком виде до минус 80 по Цельсию, из Осаки в Кусацу на расстояние около XNUMX км. Япония полагалась на такие страны, как Австралия, которая имеет большие запасы возобновляемой энергии для производства водорода. Но местный поставщик Iwatani Corporation, который сотрудничал с шеврон ранее в этом году, чтобы построить 30 водородных заправочных станций в Калифорнии к 2026 году, открыл технологический центр недалеко от Осаки, который ориентирован на производство зеленого водорода, который создается без использования ископаемого топлива.

Еще одна проблема, которая замедляет внедрение, — это стоимость. Несмотря на то, что электроэнергия в Японии относительно дорогая, в настоящее время питание электростанции водородом обходится намного дороже, чем использование энергии из сети, но компания ожидает, что усилия японского правительства и промышленности по улучшению поставок и распределения сделают этот элемент значительно дешевле.

«Мы надеемся, что стоимость водорода снизится, поэтому мы сможем достичь примерно 20 иен за кубический метр водорода, и тогда мы сможем достичь паритета затрат с электрической сетью», — сказал Кавамура. 

Panasonic также ожидает, что стремление Японии стать углеродно-нейтральным к 2050 году повысит спрос на новые энергетические продукты. Его завод топливных элементов в Кусацу произвел более 200,000 2009 топливных элементов Ene-Farm на природном газе для домашнего использования. Введенные в промышленную эксплуатацию в 500 году, элементы извлекают водород из природного газа, вырабатывают электроэнергию путем его реакции с кислородом, нагревают и сохраняют горячую воду, а также обеспечивают до XNUMX Вт аварийного питания в течение восьми дней в случае стихийного бедствия. В прошлом году компания начала продавать версию на чистом водороде, предназначенную для коммерческих пользователей. Он хочет продавать топливные элементы в США и Европе, потому что тамошние правительства более агрессивные меры по сокращению затрат на водород чем Япония. В 2021 году Министерство энергетики США запустило так называемую программу Hydrogen Shot, целью которой является снижение стоимости чистого водорода на 80% до 1 доллара за 1 килограмм в течение 10 лет. 

Panasonic пока не планирует увеличивать масштабы H2 Kibou Field, желая, чтобы другие компании и заводы использовали аналогичные энергетические системы.

Сегодня это не обязательно будет иметь экономический смысл, говорит Кавамура, «но мы хотим запустить что-то подобное, чтобы оно было готово, когда стоимость водорода упадет. Наше послание таково: если мы хотим иметь 100% возобновляемую энергию в 2030 году, мы должны начать с чего-то подобного сейчас, а не в 2030 году».