عبوات تسلا ميجا ، خزان هيدروجين عملاق: مصنع باناسونيك الجديد للمناخ

بينما تتنقل القطارات السريعة بسرعة 285 كيلومترًا في الساعة ، ينظر نوريهيكو كاوامورا من باناسونيك إلى أعلى خزان تخزين الهيدروجين في اليابان. الهيكل الذي يبلغ ارتفاعه 14 مترًا يلوح في الأفق فوق مسارات خط توكايدو شينكانسن خارج العاصمة القديمة لكيوتو ، بالإضافة إلى مجموعة كبيرة من الألواح الشمسية وخلايا وقود الهيدروجين و تسلا بطاريات تخزين Megapack. يمكن لمصادر الطاقة توليد ما يكفي من العصير لتشغيل جزء من موقع التصنيع باستخدام الطاقة المتجددة فقط.

"قد يكون هذا أكبر موقع لاستهلاك الهيدروجين في اليابان" ، كما يقول كاوامورا ، مدير في قسم أعمال نظام الطاقة الذكية في صانع الأجهزة. نحن نقدر استخدام 120 طنًا من الهيدروجين سنويًا. نظرًا لأن اليابان تنتج وتستورد المزيد والمزيد من الهيدروجين في المستقبل ، فسيكون هذا نوعًا مناسبًا جدًا من النباتات ".

يقع مصنع باناسونيك في كوساتسو بمحافظة شيغا بين خط سكة حديد عالي السرعة وطريق سريع ، وهو عبارة عن موقع مترامي الأطراف تبلغ مساحته 52 هكتارًا. تم بناؤه في الأصل في عام 1969 لتصنيع السلع بما في ذلك الثلاجات ، وهي واحدة من "الكنوز الثلاثة" للأجهزة المنزلية ، إلى جانب أجهزة التلفزيون والغسالات ، التي رغب اليابانيون في إعادة بنائها بعد الدمار الذي خلفته الحرب العالمية الثانية.

اليوم ، أحد أركان المصنع هو حقل H2 Kibou ، وهو منشأة طاقة مستدامة تجريبية بدأت عملياتها في أبريل. يتكون من خزان وقود هيدروجين سعة 78,000 لتر ، ومجموعة خلايا وقود هيدروجين بقدرة 495 كيلو وات مكونة من 99 خلية وقود بقوة 5 كيلو وات ، و 570 كيلو وات من 1,820 لوحة شمسية ضوئية مرتبة في شكل "V" مقلوب لالتقاط معظم أشعة الشمس ، و 1.1 ميجاوات من تخزين بطارية الليثيوم أيون.

على جانب واحد من H2 Kibou Field ، تشير الشاشة الكبيرة إلى كمية الطاقة التي يتم إنتاجها في الوقت الفعلي من خلايا الوقود والألواح الشمسية: 259kW. يقدر أن حوالي 80 ٪ من الطاقة المولدة تأتي من خلايا الوقود سنويًا ، مع احتساب الطاقة الشمسية للباقي. تقول باناسونيك إن المنشأة تنتج طاقة كافية لتلبية احتياجات مصنع خلايا الوقود في الموقع - حيث تبلغ طاقتها القصوى حوالي 680 كيلو وات واستخدام سنوي يبلغ حوالي 2.7 جيجاوات. تعتقد باناسونيك أنه يمكن أن يكون نموذجًا للجيل القادم من التصنيع المستدام الجديد. 

يقول هيروشي كينوشيتا من قسم أعمال أنظمة الطاقة الذكية في باناسونيك: "هذا هو أول موقع من نوعه يهدف إلى استخدام الطاقة المتجددة بنسبة 100٪". "نريد توسيع هذا الحل نحو إنشاء مجتمع منزوع الكربون."

يتحكم نظام إدارة الطاقة المجهز بالذكاء الاصطناعي (EMS) تلقائيًا في توليد الطاقة في الموقع ، والتبديل بين الطاقة الشمسية والهيدروجين ، لتقليل كمية الكهرباء المشتراة من مشغل الشبكة المحلية. على سبيل المثال ، إذا كان يومًا صيفيًا مشمسًا ويحتاج مصنع خلايا الوقود إلى 600 كيلو وات ، فقد يعطي نظام الإدارة البيئية الأولوية للألواح الشمسية ، ويقرر مزيجًا من 300 كيلو وات من الخلايا الشمسية ، و 200 كيلو وات من خلايا وقود الهيدروجين ، وبطاريات تخزين 100 كيلو وات. ومع ذلك ، في يوم غائم ، قد يقلل من مكونات الطاقة الشمسية ، ويعزز الهيدروجين وبطاريات التخزين ، والتي يتم إعادة شحنها في الليل بواسطة خلايا الوقود.

يقول تاكاميتشي أوشي ، المدير الأول لتغير المناخ والطاقة في شركة Deloitte Tohmatsu Consulting: "أهم شيء لجعل التصنيع أكثر خضرة هو نظام طاقة متكامل يتضمن الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والهيدروجين والبطاريات وما إلى ذلك". "للقيام بذلك ، فإن مثال باناسونيك قريب من نظام طاقة مثالي."

مع الهيدروجين الرمادي ، ليس أخضر تمامًا بعد

حقل H2 Kibou ليس أخضر بالكامل. يعتمد على ما يسمى بالهيدروجين الرمادي ، والذي يتم إنتاجه من الغاز الطبيعي في عملية يمكن أن تطلق الكثير من ثاني أكسيد الكربون. تنقل الناقلات 20,000 لتر من الهيدروجين ، مبردة في صورة سائلة إلى 250 درجة مئوية تحت الصفر ، من أوساكا إلى كوساتسو ، على مسافة حوالي 80 كيلومترًا ، مرة واحدة في الأسبوع تقريبًا. اعتمدت اليابان على دول مثل أستراليا ، التي لديها إمدادات أكبر من الطاقة المتجددة ، لإنتاج الهيدروجين. لكن المورد المحلي Iwatani Corporation التي دخلت في شراكة مع متعدد في وقت سابق من هذا العام لبناء 30 موقعًا لتزويد الوقود بالهيدروجين في كاليفورنيا بحلول عام 2026 ، افتتح مركزًا تكنولوجيًا بالقرب من أوساكا يركز على إنتاج الهيدروجين الأخضر، الذي تم إنشاؤه بدون استخدام الوقود الأحفوري.

هناك مشكلة أخرى تؤدي إلى إبطاء التبني وهي التكلفة. على الرغم من أن الكهرباء باهظة الثمن نسبيًا في اليابان ، إلا أنها حاليًا تكلف أكثر بكثير لتشغيل محطة بالهيدروجين من استخدام الطاقة من الشبكة ، لكن الشركة تتوقع أن جهود الحكومة اليابانية والصناعة لتحسين العرض والتوزيع ستجعل العنصر أرخص بكثير.

قال كاوامورا: "نأمل أن تنخفض تكلفة الهيدروجين ، حتى نتمكن من تحقيق شيء مثل 20 ينًا لكل متر مكعب من الهيدروجين ، وبعد ذلك سنكون قادرين على تحقيق التكافؤ في التكلفة مع الشبكة الكهربائية". 

تتوقع باناسونيك أيضًا أن دفع اليابان لتصبح محايدة للكربون بحلول عام 2050 سيعزز الطلب على منتجات الطاقة الجديدة. أنتج مصنع خلايا الوقود في كوساتسو أكثر من 200,000 خلية وقود غاز طبيعي Ene-Farm للاستخدام المنزلي. تم تسويق الخلايا في عام 2009 ، حيث تقوم باستخراج الهيدروجين من الغاز الطبيعي ، وتوليد الطاقة عن طريق تفاعله مع الأكسجين والحرارة وتخزين الماء الساخن ، وتوصيل ما يصل إلى 500 واط من الطاقة في حالات الطوارئ لمدة ثمانية أيام في حالة وقوع كارثة. في العام الماضي ، بدأت في بيع نسخة هيدروجين نقية تستهدف المستخدمين التجاريين. إنها تريد بيع خلايا الوقود في الولايات المتحدة وأوروبا لأن الحكومات هناك لديها ذلك تدابير خفض تكاليف الهيدروجين الأكثر عدوانية من اليابان. في عام 2021 ، أطلقت وزارة الطاقة الأمريكية ما يسمى ببرنامج Hydrogen Shot الذي يهدف إلى خفض تكلفة الهيدروجين النظيف بنسبة 80٪ إلى 1 دولار لكل كيلوغرام على مدى 1 سنوات. 

لا تخطط باناسونيك لزيادة حجم حقل H2 Kibou في الوقت الحالي ، حيث ترغب في رؤية الشركات والمصانع الأخرى تتبنى أنظمة طاقة مماثلة.

يقول كاوامورا إنه لن يكون بالضرورة منطقيًا من الناحية الاقتصادية اليوم ، "لكننا نريد أن نبدأ شيئًا كهذا حتى يكون جاهزًا عندما تنخفض تكلفة الهيدروجين. رسالتنا هي: إذا أردنا الحصول على طاقة متجددة بنسبة 100٪ في عام 2030 ، فعلينا أن نبدأ بشيء مثل هذا الآن ، وليس في عام 2030. "