بسته های تسلا مگا، مخزن غول پیکر هیدروژن: کارخانه جدید آب و هوای پاناسونیک

در حالی که قطارهای گلوله با سرعت 285 کیلومتر در ساعت حرکت می کنند، نوریهیکو کاوامورا پاناسونیک به بلندترین مخزن ذخیره هیدروژن ژاپن نگاه می کند. این سازه 14 متری بر فراز مسیرهای خط توکایدو شینکانسن در خارج از پایتخت باستانی کیوتو، و همچنین مجموعه بزرگی از پنل های خورشیدی، سلول های سوختی هیدروژنی و تسلا باتری های ذخیره سازی مگا پک. منابع انرژی می توانند آب کافی برای اجرای بخشی از سایت تولید را تنها با استفاده از انرژی های تجدید پذیر تولید کنند.

کاوامورا، مدیر بخش تجاری سیستم انرژی هوشمند سازنده لوازم خانگی، می گوید: «این ممکن است بزرگترین سایت مصرف هیدروژن در ژاپن باشد. ما تخمین می زنیم که از 120 تن هیدروژن در سال استفاده کنیم. از آنجایی که ژاپن در آینده بیشتر و بیشتر هیدروژن تولید و وارد می کند، این یک نوع گیاه بسیار مناسب خواهد بود.

کارخانه پاناسونیک در کوساتسو، استان شیگا، بین راه‌آهن پرسرعت و بزرگراه، محوطه وسیعی به وسعت 52 هکتار است. این در ابتدا در سال 1969 برای تولید کالاهایی از جمله یخچال، یکی از "سه گنج" لوازم خانگی، همراه با تلویزیون و ماشین لباسشویی، ساخته شد که ژاپنی ها پس از ویرانی های جنگ جهانی دوم، کشور را بازسازی کردند.

امروز، یکی از گوشه های این نیروگاه، میدان H2 Kibou است، یک تاسیسات برق پایدار نمایشی که در آوریل شروع به کار کرد. این شامل یک مخزن سوخت 78,000 لیتری هیدروژن، یک آرایه پیل سوختی هیدروژنی 495 کیلوواتی متشکل از 99 پیل سوختی 5 کیلوواتی، 570 کیلووات از 1,820 پنل خورشیدی فتوولتائیک است که به شکل "V" معکوس چیده شده اند تا بیشترین نور خورشید را دریافت کنند، و 1.1 مگاوات. ذخیره سازی باتری لیتیوم یون

در یک طرف میدان H2 Kibou، یک صفحه نمایش بزرگ میزان توان تولید شده در زمان واقعی از سلول های سوختی و پنل های خورشیدی را نشان می دهد: 259 کیلووات. تخمین زده می شود که سالانه حدود 80 درصد برق تولیدی از پیل های سوختی تامین می شود و بقیه انرژی خورشیدی است. پاناسونیک می‌گوید این تاسیسات به اندازه‌ای انرژی تولید می‌کند که نیازهای کارخانه سلول‌سوختی سایت را برآورده کند – حداکثر توان آن حدود 680 کیلووات و مصرف سالانه آن حدود 2.7 گیگاوات است. پاناسونیک فکر می کند که می تواند الگویی برای نسل بعدی تولید جدید و پایدار باشد. 

هیروشی کینوشیتا از بخش تجاری سیستم انرژی هوشمند پاناسونیک می‌گوید: «این اولین سایت تولیدی در نوع خود است که هدف آن استفاده 100% از انرژی‌های تجدیدپذیر است. ما می خواهیم این راه حل را به سمت ایجاد یک جامعه کربن زدایی گسترش دهیم.

یک سیستم مدیریت انرژی مجهز به هوش مصنوعی (EMS) به طور خودکار تولید برق در محل را کنترل می کند و بین انرژی خورشیدی و هیدروژن سوئیچ می کند تا میزان برق خریداری شده از اپراتور شبکه محلی را به حداقل برساند. به عنوان مثال، اگر یک روز تابستانی آفتابی است و کارخانه پیل سوختی به 600 کیلووات نیاز دارد، EMS ممکن است پنل های خورشیدی را در اولویت قرار دهد و در مورد ترکیبی از سلول های سوختی خورشیدی 300 کیلووات، سلول های سوختی هیدروژنی 200 کیلووات و باتری های ذخیره سازی 100 کیلوواتی تصمیم بگیرد. با این حال، در یک روز ابری، ممکن است قطعه خورشیدی را به حداقل برساند و هیدروژن و باتری‌های ذخیره‌سازی را که در شب توسط سلول‌های سوختی شارژ می‌شوند، تقویت کند.

Takamichi Ochi، مدیر ارشد تغییرات آب و هوا و انرژی در Deloitte Tohmatsu Consulting می گوید: «مهم ترین چیز برای سبزتر کردن تولید، یک سیستم انرژی یکپارچه شامل انرژی های تجدیدپذیر مانند خورشید و باد، هیدروژن، باتری ها و غیره است. برای انجام این کار، نمونه پاناسونیک به یک سیستم انرژی ایده آل نزدیک است.

با هیدروژن خاکستری، هنوز کاملا سبز نشده است

میدان H2 Kibou کاملاً سبز نیست. این به اصطلاح به هیدروژن خاکستری بستگی دارد که از گاز طبیعی در فرآیندی تولید می شود که می تواند مقدار زیادی دی اکسید کربن آزاد کند. تانکرها 20,000 لیتر هیدروژن را به صورت مایع تا دمای منفی 250 درجه سانتیگراد از اوزاکا تا کوساتسو، مسافتی حدود 80 کیلومتر، حدود یک بار در هفته حمل می کنند. ژاپن برای تولید هیدروژن به کشورهایی مانند استرالیا که منابع انرژی تجدیدپذیر بیشتری دارد متکی است. اما تامین کننده محلی Iwatani Corporation، که با دستکش اوایل سال جاری برای ساخت 30 سایت سوخت هیدروژن در کالیفرنیا تا سال 2026، یک مرکز فناوری در نزدیکی اوزاکا افتتاح کرده است که بر روی تولید هیدروژن سبز، که بدون استفاده از سوخت های فسیلی ایجاد می شود.

موضوع دیگری که سرعت پذیرش را کاهش می دهد هزینه است. اگرچه برق در ژاپن نسبتاً گران است، در حال حاضر برای نیروگاه با هیدروژن هزینه بسیار بیشتری نسبت به استفاده از برق از شبکه هزینه دارد، اما این شرکت انتظار دارد تلاش‌های دولت و صنعت ژاپن برای بهبود عرضه و توزیع این عنصر را به میزان قابل توجهی ارزان‌تر کند.

کاوامورا گفت: "امید ما این است که هزینه هیدروژن کاهش یابد، بنابراین می توانیم به چیزی حدود 20 ین در هر متر مکعب هیدروژن دست یابیم، و سپس می توانیم به برابری هزینه با شبکه برق دست یابیم." 

پاناسونیک همچنین پیش بینی می کند که تلاش ژاپن برای خنثی شدن نسبت به کربن تا سال 2050 باعث افزایش تقاضا برای محصولات جدید انرژی خواهد شد. کارخانه پیل سوختی آن در Kusatsu بیش از 200,000 پیل سوختی گاز طبیعی Ene-Farm را برای مصارف خانگی تولید کرده است. این سلول‌ها که در سال 2009 تجاری شدند، هیدروژن را از گاز طبیعی استخراج می‌کنند، با واکنش آن با اکسیژن، انرژی تولید می‌کنند، آب گرم را گرم می‌کنند و آب داغ را ذخیره می‌کنند و تا 500 وات برق اضطراری را برای هشت روز در یک فاجعه تحویل می‌دهند. سال گذشته، شروع به فروش نسخه هیدروژن خالص برای کاربران تجاری کرد. می‌خواهد پیل‌های سوختی را در آمریکا و اروپا بفروشد، زیرا دولت‌های آنجا این کار را کرده‌اند اقدامات تهاجمی تر برای کاهش هزینه هیدروژن از ژاپن در سال 2021، وزارت انرژی ایالات متحده یک برنامه به اصطلاح Hydrogen Shot را راه اندازی کرد که هدف آن کاهش 80 درصدی هزینه هیدروژن تمیز به 1 دلار در هر کیلوگرم طی 1 سال است. 

پاناسونیک در حال حاضر قصد ندارد مقیاس H2 Kibou Field خود را افزایش دهد، زیرا می‌خواهد شاهد استفاده از سیستم‌های انرژی مشابه توسط سایر شرکت‌ها و کارخانه‌ها باشد.

کاوامورا می‌گوید: امروز لزوماً منطقی اقتصادی نخواهد بود، «اما ما می‌خواهیم چیزی شبیه به این را شروع کنیم تا زمانی که هزینه هیدروژن کاهش یابد آماده شود. پیام ما این است: اگر می‌خواهیم در سال 100 2030 درصد انرژی‌های تجدیدپذیر داشته باشیم، باید از همین الان شروع کنیم، نه در سال 2030.»