Tesla Mega packs ถังไฮโดรเจนขนาดยักษ์: โรงงานภูมิอากาศแห่งใหม่ของ Panasonic

ขณะที่รถไฟหัวกระสุนแล่นด้วยความเร็ว 285 กิโลเมตรต่อชั่วโมง Norihiko Kawamura จาก Panasonic มองข้ามถังเก็บไฮโดรเจนที่สูงที่สุดในญี่ปุ่น โครงสร้างสูง 14 เมตรนี้ตั้งตระหง่านอยู่เหนือรางรถไฟสาย Tokaido Shinkansen นอกเมืองหลวงเก่าของเกียวโต เช่นเดียวกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน และ เทสลา แบตเตอรี่จัดเก็บ Megapack แหล่งพลังงานสามารถผลิตน้ำผลไม้ได้เพียงพอสำหรับการผลิตบางส่วนโดยใช้พลังงานหมุนเวียนเท่านั้น

“นี่อาจเป็นแหล่งที่ใช้ไฮโดรเจนที่ใหญ่ที่สุดในญี่ปุ่น” คาวามูระ ผู้จัดการฝ่ายธุรกิจระบบพลังงานอัจฉริยะของผู้ผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้ากล่าว “เราประมาณการใช้ไฮโดรเจน 120 ตันต่อปี เนื่องจากญี่ปุ่นผลิตและนำเข้าไฮโดรเจนมากขึ้นเรื่อยๆ ในอนาคต นี่จะเป็นพืชที่เหมาะสมอย่างยิ่ง”

โรงงานของพานาโซนิคตั้งอยู่คั่นกลางระหว่างทางรถไฟความเร็วสูงและทางหลวง ในเมืองคุซัตสึ จังหวัดชิงะ เป็นพื้นที่ขนาด 52 เฮกตาร์ เดิมทีสร้างขึ้นในปี 1969 เพื่อผลิตสินค้าต่างๆ เช่น ตู้เย็น ซึ่งเป็นหนึ่งใน "สมบัติสามประการ" ของเครื่องใช้ในครัวเรือน พร้อมด้วยทีวีและเครื่องซักผ้า ที่ชาวญี่ปุ่นปรารถนาในขณะที่ประเทศได้รับการบูรณะใหม่หลังการทำลายล้างของสงครามโลกครั้งที่ XNUMX

ปัจจุบัน มุมหนึ่งของโรงงานคือทุ่ง H2 Kibou ซึ่งเป็นโรงไฟฟ้าสาธิตที่ยั่งยืนซึ่งเริ่มดำเนินการในเดือนเมษายน ประกอบด้วยถังเชื้อเพลิงไฮโดรเจนขนาด 78,000 ลิตร แผงเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนขนาด 495 กิโลวัตต์ประกอบด้วยเซลล์เชื้อเพลิงขนาด 99 กิโลวัตต์ 5 เซลล์ 570 กิโลวัตต์จากแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ 1,820 แผงที่จัดเรียงเป็นรูปตัว “V” กลับด้านเพื่อรับแสงแดดมากที่สุด และ 1.1 เมกะวัตต์ของ ที่เก็บแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ด้านหนึ่งของ H2 Kibou Field จอแสดงผลขนาดใหญ่ระบุปริมาณพลังงานที่ผลิตแบบเรียลไทม์จากเซลล์เชื้อเพลิงและแผงเซลล์แสงอาทิตย์: 259kW ประมาณ 80% ของพลังงานที่ผลิตได้มาจากเซลล์เชื้อเพลิงทุกปี โดยคิดเป็นพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับส่วนที่เหลือ Panasonic กล่าวว่าโรงงานแห่งนี้ผลิตพลังงานได้เพียงพอต่อความต้องการของโรงงานผลิตเซลล์เชื้อเพลิงของไซต์ โดยมีกำลังสูงสุดประมาณ 680kW และการใช้งานต่อปีประมาณ 2.7 กิกะวัตต์ พานาโซนิคคิดว่ามันสามารถเป็นแม่แบบสำหรับการผลิตใหม่ที่ยั่งยืนรุ่นต่อไป 

“นี่เป็นโรงงานผลิตแห่งแรกในประเภทเดียวกันนี้ที่มุ่งใช้พลังงานหมุนเวียน 100%” Hiroshi Kinoshita จากแผนกธุรกิจระบบพลังงานอัจฉริยะของ Panasonic กล่าว “เราต้องการขยายโซลูชันนี้ไปสู่การสร้างสังคมที่ลดคาร์บอน”

ระบบจัดการพลังงาน (Energy Management System - EMS) ที่ติดตั้งปัญญาประดิษฐ์จะควบคุมการผลิตไฟฟ้าในสถานที่โดยอัตโนมัติ สลับระหว่างพลังงานแสงอาทิตย์และไฮโดรเจน เพื่อลดปริมาณไฟฟ้าที่ซื้อจากผู้ให้บริการโครงข่ายไฟฟ้าในท้องถิ่น ตัวอย่างเช่น หากเป็นวันฤดูร้อนที่มีแดดจัด และโรงงานผลิตเซลล์เชื้อเพลิงต้องการพลังงาน 600kW ระบบการจัดการสิ่งแวดล้อมอาจจัดลำดับความสำคัญของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ โดยตัดสินใจเลือกส่วนผสมของแสงอาทิตย์ขนาด 300kW เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน 200 kW และแบตเตอรี่สำรอง 100kW อย่างไรก็ตาม ในวันที่มีเมฆมาก ส่วนประกอบของแสงอาทิตย์อาจลดขนาดลง และเพิ่มไฮโดรเจนและแบตเตอรี่สำรอง ซึ่งเซลล์เชื้อเพลิงจะชาร์จใหม่ในเวลากลางคืน

“สิ่งที่สำคัญที่สุดในการทำให้การผลิตเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นคือระบบพลังงานแบบบูรณาการ ซึ่งรวมถึงพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และลม ไฮโดรเจน แบตเตอรี่ และอื่นๆ” Takamichi Ochi ผู้จัดการอาวุโสด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและพลังงานของ Deloitte Tohmatsu Consulting กล่าว “ในการทำเช่นนั้น ตัวอย่างของ Panasonic ใกล้เคียงกับระบบพลังงานในอุดมคติ”

ด้วยไฮโดรเจนสีเทา ยังไม่เป็นสีเขียวทั้งหมด

ทุ่ง H2 Kibou ไม่ได้เป็นสีเขียวทั้งหมด ขึ้นอยู่กับสิ่งที่เรียกว่าไฮโดรเจนสีเทา ซึ่งเกิดจากก๊าซธรรมชาติในกระบวนการที่สามารถปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมาก เรือบรรทุกน้ำมันบรรทุกไฮโดรเจน 20,000 ลิตร แช่เย็นในรูปของเหลวถึง -250 เซลเซียส จากโอซากาไปยังคุซัตสึ ระยะทางประมาณ 80 กม. ประมาณสัปดาห์ละครั้ง ญี่ปุ่นพึ่งพาประเทศต่างๆ เช่น ออสเตรเลีย ซึ่งมีแหล่งพลังงานหมุนเวียนมากกว่าสำหรับการผลิตไฮโดรเจน แต่ซัพพลายเออร์ท้องถิ่น Iwatani Corporation ซึ่งเป็นพันธมิตรกับ บั้งนายสิบ เมื่อต้นปีนี้เพื่อสร้างไซต์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน 30 แห่งในแคลิฟอร์เนียภายในปี 2026 ได้เปิดศูนย์เทคโนโลยีใกล้กับโอซาก้าที่มุ่งเน้น ผลิตไฮโดรเจนสีเขียวซึ่งสร้างขึ้นโดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล

ปัญหาอีกประการหนึ่งที่ทำให้การยอมรับช้าลงคือต้นทุน แม้ว่าค่าไฟฟ้าในญี่ปุ่นจะมีราคาค่อนข้างแพง แต่ปัจจุบันการผลิตไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าด้วยไฮโดรเจนมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการใช้พลังงานจากกริด แต่บริษัทคาดว่าความพยายามของรัฐบาลญี่ปุ่นและอุตสาหกรรมในการปรับปรุงการจัดหาและการกระจายสินค้าจะทำให้องค์ประกอบมีราคาถูกลงอย่างมาก

“ความหวังของเราคือต้นทุนไฮโดรเจนจะลดลง ดังนั้นเราจึงสามารถบรรลุบางอย่าง เช่น ไฮโดรเจน 20 เยนต่อลูกบาศก์เมตร จากนั้นเราจะบรรลุความเท่าเทียมกันของต้นทุนกับโครงข่ายไฟฟ้า” คาวามูระกล่าว 

พานาโซนิคยังคาดการณ์ว่าการผลักดันของญี่ปุ่นให้เป็นศูนย์คาร์บอนภายในปี 2050 จะเพิ่มความต้องการผลิตภัณฑ์พลังงานใหม่ โรงงานผลิตเซลล์เชื้อเพลิงที่เมืองคุซัตสึได้ผลิตเซลล์เชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติ Ene-Farm กว่า 200,000 เซลล์สำหรับใช้ในบ้าน เปิดตัวเชิงพาณิชย์ในปี 2009 เซลล์สกัดไฮโดรเจนจากก๊าซธรรมชาติ สร้างพลังงานโดยทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ความร้อน และกักเก็บน้ำร้อน และส่งพลังงานฉุกเฉินได้สูงสุด 500 วัตต์เป็นเวลา XNUMX วันในภัยพิบัติ ปีที่แล้ว บริษัทเริ่มขายรุ่นไฮโดรเจนบริสุทธิ์โดยมีเป้าหมายที่ผู้ใช้เชิงพาณิชย์ ต้องการขายเซลล์เชื้อเพลิงในสหรัฐอเมริกาและยุโรปเนื่องจากรัฐบาลมี มาตรการลดต้นทุนไฮโดรเจนเชิงรุกมากขึ้น กว่าประเทศญี่ปุ่น ในปี 2021 กระทรวงพลังงานสหรัฐเปิดตัวโครงการที่เรียกว่า Hydrogen Shot ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดต้นทุนของไฮโดรเจนสะอาดลง 80% เหลือ 1 ดอลลาร์ต่อ 1 กิโลกรัมในระยะเวลา 10 ปี 

Panasonic ไม่มีแผนที่จะเพิ่มขนาดของ H2 Kibou Field ในขณะนี้ โดยต้องการให้บริษัทและโรงงานอื่นๆ นำระบบพลังงานที่คล้ายกันมาใช้

ไม่จำเป็นต้องมีเหตุผลทางเศรษฐกิจในวันนี้ Kawamura กล่าว "แต่เราต้องการเริ่มต้นสิ่งนี้เพื่อให้พร้อมเมื่อต้นทุนของไฮโดรเจนลดลง ข้อความของเราคือ: หากเราต้องการมีพลังงานหมุนเวียน 100% ในปี 2030 เราต้องเริ่มด้วยสิ่งนี้ตอนนี้ ไม่ใช่ในปี 2030”