Tesla Megapacks, gigantische waterstoftank: de nieuwe klimaatfabriek van Panasonic

Terwijl kogeltreinen met 285 kilometer per uur voorbij suizen, kijkt Norihiko Kawamura van Panasonic uit over de hoogste waterstofopslagtank van Japan. De 14 meter hoge constructie doemt op boven de Tokaido Shinkansen Line-sporen buiten de oude hoofdstad Kyoto, evenals een groot aantal zonnepanelen, waterstofbrandstofcellen en Tesla Megapack accu's. De stroombronnen kunnen genoeg energie opwekken om een ​​deel van de productielocatie alleen op hernieuwbare energie te laten draaien.

"Dit is misschien wel de grootste locatie voor waterstofverbruik in Japan", zegt Kawamura, een manager bij de Smart Energy System Business Division van de fabrikant van het apparaat. “We schatten het gebruik van 120 ton waterstof per jaar in. Aangezien Japan in de toekomst steeds meer waterstof produceert en importeert, is dit een zeer geschikte plant.”

De fabriek van Panasonic in Kusatsu, in de prefectuur Shiga, ligt ingeklemd tussen een hogesnelheidsspoorlijn en een snelweg en is een uitgestrekt terrein van 52 hectare. Het werd oorspronkelijk gebouwd in 1969 om goederen te vervaardigen, waaronder koelkasten, een van de "drie schatten" van huishoudelijke apparaten, samen met tv's en wasmachines, die Japanners begeerden toen het land herbouwde na de verwoesting van de Tweede Wereldoorlog.

Tegenwoordig is een hoek van de fabriek het H2 Kibou-veld, een duurzame demonstratie-energiecentrale die in april in gebruik werd genomen. Het bestaat uit een waterstofbrandstoftank van 78,000 liter, een waterstofbrandstofcelarray van 495 kilowatt bestaande uit 99 brandstofcellen van 5 kW, 570 kW van 1,820 fotovoltaïsche zonnepanelen gerangschikt in een omgekeerde "V" -vorm om het meeste zonlicht op te vangen, en 1.1 megawatt aan opslag van lithium-ionbatterijen.

Aan de ene kant van het H2 Kibou-veld geeft een groot display in realtime aan hoeveel stroom er wordt geproduceerd door brandstofcellen en zonnepanelen: 259 kW. Naar schatting is jaarlijks ongeveer 80% van de opgewekte energie afkomstig van brandstofcellen, de rest komt voor rekening van zonne-energie. Panasonic zegt dat de faciliteit genoeg stroom produceert om te voldoen aan de behoeften van de brandstofcelfabriek van de locatie - het heeft een piekvermogen van ongeveer 680 kW en een jaarlijks verbruik van ongeveer 2.7 gigawatt. Panasonic denkt dat het een sjabloon kan zijn voor de volgende generatie van nieuwe, duurzame productie. 

"Dit is de eerste productielocatie in zijn soort die streeft naar het gebruik van 100% hernieuwbare energie", zegt Hiroshi Kinoshita van de Smart Energy System Business Division van Panasonic. "We willen deze oplossing uitbreiden naar het creëren van een koolstofarme samenleving."

Een met kunstmatige intelligentie uitgerust energiebeheersysteem (EMS) regelt automatisch de stroomopwekking ter plaatse, waarbij wordt geschakeld tussen zonne-energie en waterstof, om de hoeveelheid elektriciteit die bij de lokale netbeheerder wordt gekocht, te minimaliseren. Als het bijvoorbeeld een zonnige zomerdag is en de brandstofcelfabriek 600 kW nodig heeft, kan het EMS prioriteit geven aan de zonnepanelen en beslissen over een combinatie van 300 kW zonne-energie, 200 kW waterstofbrandstofcellen en 100 kW opslagbatterijen. Op een bewolkte dag kan het echter de zonnecomponent minimaliseren en de waterstof- en opslagbatterijen stimuleren, die 's nachts worden opgeladen door de brandstofcellen.

"Het belangrijkste om de productie groener te maken, is een geïntegreerd energiesysteem met hernieuwbare energie zoals zon en wind, waterstof, batterijen, enzovoort", zegt Takamichi Ochi, een senior manager voor klimaatverandering en energie bij Deloitte Tohmatsu Consulting. "Om dat te doen, benadert het voorbeeld van Panasonic een ideaal energiesysteem."

Met grijze waterstof nog niet helemaal groen

Het H2 Kibou-veld is niet helemaal groen. Het hangt af van zogenaamde grijze waterstof, die wordt opgewekt uit aardgas in een proces waarbij veel kooldioxide vrijkomt. Tankers vervoeren ongeveer een keer per week 20,000 liter waterstof, in vloeibare vorm gekoeld tot min 250 graden Celsius, van Osaka naar Kusatsu, een afstand van zo'n 80 km. Japan heeft voor de productie van waterstof vertrouwd op landen als Australië, die een groter aanbod van hernieuwbare energie hebben. Maar lokale leverancier Iwatani Corporation, die samenwerkte met Chevron eerder dit jaar om 30 waterstoftankstations te bouwen in Californië tegen 2026, heeft een technologiecentrum geopend in de buurt van Osaka dat zich richt op groene waterstof produceren, die is gemaakt zonder het gebruik van fossiele brandstoffen.

Een ander probleem dat de acceptatie vertraagt, zijn de kosten. Hoewel elektriciteit in Japan relatief duur is, kost het momenteel veel meer om een ​​centrale met waterstof van stroom te voorzien dan stroom van het net te gebruiken, maar het bedrijf verwacht dat de inspanningen van de Japanse overheid en de industrie om de levering en distributie te verbeteren, het element aanzienlijk goedkoper zullen maken.

"Onze hoop is dat de waterstofkosten zullen dalen, zodat we iets van 20 yen per kubieke meter waterstof kunnen bereiken, en dan zullen we kostenpariteit met het elektriciteitsnet kunnen bereiken", zei Kawamura. 

Panasonic verwacht ook dat het streven van Japan om tegen 2050 koolstofneutraal te worden de vraag naar nieuwe energieproducten zal stimuleren. De brandstofcelfabriek in Kusatsu heeft meer dan 200,000 Ene-Farm-brandstofcellen op aardgas geproduceerd voor thuisgebruik. De cellen, die in 2009 op de markt zijn gebracht, halen waterstof uit aardgas, genereren stroom door het te laten reageren met zuurstof, verwarmen en slaan warm water op en leveren tot 500 watt noodstroom gedurende acht dagen bij een ramp. Vorig jaar begon het met de verkoop van een pure waterstofversie gericht op commerciële gebruikers. Het wil de brandstofcellen in de VS en Europa verkopen omdat de regeringen daar hebben agressievere kostenbesparende maatregelen op waterstof dan Japan. In 2021 lanceerde het Amerikaanse ministerie van Energie een zogenaamd Hydrogen Shot-programma dat tot doel heeft de kosten van schone waterstof in 80 jaar met 1% te verlagen tot $ 1 per kilogram. 

Panasonic is voorlopig niet van plan om de schaal van zijn H2 Kibou-veld te vergroten, omdat het wil dat andere bedrijven en fabrieken vergelijkbare energiesystemen gaan gebruiken.

Vandaag zal het economisch niet logisch zijn, zegt Kawamura, “maar we willen zoiets beginnen zodat het klaar zal zijn als de kosten van waterstof dalen. Onze boodschap is: willen we in 100 2030% hernieuwbare energie hebben, dan moeten we nu met zoiets beginnen, niet in 2030.”