Tesla Mega Packs, tanque de hidrógeno gigante: la nueva fábrica climática de Panasonic

Mientras un tren expreso pasa a gran velocidad en el fondo, un tanque de hidrógeno líquido se eleva sobre los paneles solares y las celdas de combustible de hidrógeno en la planta Kusatsu de Panasonic en Japón. En combinación con la batería de almacenamiento de Tesla Megapack, el hidrógeno y la energía solar podrían proporcionar suficiente electricidad para alimentar la planta de celdas de combustible Ene-Farm en el sitio.

Tim Hornyak

Mientras los trenes bala viajan a 285 kilómetros por hora, Norihiko Kawamura de Panasonic observa un tanque de almacenamiento de hidrógeno en Japón. La estructura de 14 metros de altura se cierne sobre las vías de la línea Tokaido Shinkansen en las afueras de la antigua capital de Kioto, así como una gran cantidad de paneles solares, celdas de combustible de hidrógeno y tesla Baterías de almacenamiento Megapack. Las fuentes de energía pueden generar suficiente jugo para alimentar una parte de un sitio de fabricación usando solo energía renovable.

«Este puede ser el sitio de mayor consumo de hidrógeno en Japón», dice Kawamura, gerente de la división comercial de sistemas de energía inteligente del fabricante de dispositivos. «Estimamos el uso de 120 toneladas de hidrógeno por año. Como Japón produce e importa cada vez más hidrógeno en el futuro, este será un tipo de planta muy adecuado».

La planta de Panasonic en Kusatsu, prefectura de Shiga, está ubicada entre una línea de tren de alta velocidad y una autopista, y es un sitio extenso de 52 hectáreas. Fue construido originalmente en 1969 para fabricar bienes, incluidos refrigeradores, y es uno de los «Tres tesoros» de electrodomésticos, junto con televisores y lavadoras, que los japoneses querían reconstruir después de la devastación de la Segunda Guerra Mundial.

Hoy, una esquina de la planta es el campo H2 Kibou, una instalación experimental de energía sostenible que comenzó a operar en abril. Consiste en un tanque de combustible de hidrógeno de 78.000 litros, un conjunto de celdas de combustible de hidrógeno de 495 kW de 99 celdas de combustible de 5 kW, 570 kW de 1.820 paneles solares fotovoltaicos dispuestos en forma de «V» invertida para capturar la mayor cantidad de luz solar y 1,1 megavatios de litio. -Almacenamiento de batería de iones.

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A un lado del H2 Kibou Field, una gran pantalla indica la cantidad de energía que se produce en tiempo real a partir de las celdas de combustible y los paneles solares: 259kW. Alrededor del 80% de la energía generada proviene de celdas de combustible, y la energía solar representa el resto. Panasonic dice que la instalación produce suficiente energía para satisfacer las necesidades de la planta de celdas de combustible en el sitio, con una capacidad máxima de alrededor de 680 kilovatios y un uso anual de alrededor de 2,7 gigavatios. Panasonic cree que puede servir como modelo para la próxima generación de nueva fabricación sostenible.

«Este es el primer sitio de este tipo que usa energía 100% renovable», dice Hiroshi Kinoshita de la División de Negocios de Sistemas de Energía Inteligente de Panasonic. «Queremos expandir esta solución hacia la creación de una sociedad descarbonizada».

El conjunto de celdas de combustible de hidrógeno de 495 kW consta de 99 celdas de combustible de 5 kW. Panasonic dice que es el primer sitio de este tipo en el mundo que utiliza celdas de combustible de hidrógeno en una planta que funciona con energía 100% renovable.

Tim Hornyak

Un sistema de gestión de energía (EMS) equipado con IA controla automáticamente la generación de energía en el sitio, cambiando entre energía solar e hidrógeno, para reducir la cantidad de electricidad comprada al operador de la red local. Por ejemplo, si es un día soleado de verano y una planta de celdas de combustible necesita 600 kW, el EMS podría priorizar los paneles solares y decidir una combinación de celdas solares de 300 kW, celdas de combustible de hidrógeno de 200 kW y baterías de almacenamiento de 100 kW. . Sin embargo, en un día nublado, puede reducir los componentes solares, impulsando el hidrógeno y las baterías de almacenamiento, que se recargan durante la noche mediante celdas de combustible.

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“Lo más importante para hacer que la fabricación sea más ecológica es un sistema de energía integrado que incluya energía renovable como la solar, la eólica, el hidrógeno, las baterías, etc.”, dice Takamchi Oishi, gerente sénior de cambio climático y energía de Deloitte Tohmatsu Consulting. «Para hacer esto, el ejemplo de Panasonic se acerca a un sistema de energía ideal».

Con hidrógeno gris, aún no es completamente verde.

El campo H2 Kibou no es completamente verde. Se basa en el llamado hidrógeno gris, que se produce a partir de gas natural en un proceso que puede liberar una gran cantidad de dióxido de carbono. Los camiones cisterna transportan 20.000 litros de hidrógeno, enfriado en forma líquida a menos 250 grados centígrados, desde Osaka a Kusatsu, una distancia de unos 80 kilómetros, aproximadamente una vez por semana. Japón ha dependido de países como Australia, que tienen mayores suministros de energía renovable, para producir hidrógeno. Pero el proveedor local Iwatani Corporation se asoció con cheurón A principios de este año, para construir 30 sitios de reabastecimiento de hidrógeno en California para 2026, abrió un centro tecnológico cerca de Osaka enfocado en Producción de hidrógeno verdeque fue creado sin el uso de combustibles fósiles.

Otro problema que frena la adopción es el costo. Aunque la electricidad es relativamente costosa en Japón, actualmente cuesta mucho más operar una planta de hidrógeno que usar energía de la red, pero la compañía espera que los esfuerzos del gobierno y la industria japoneses para mejorar el suministro y la distribución hagan que el componente sea mucho más barato.

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«Con suerte, el costo del hidrógeno bajará, por lo que podemos obtener alrededor de 20 yenes por metro cúbico de hidrógeno, y luego podremos lograr la paridad de costos con la red eléctrica», dijo Kawamura.

Panasonic también espera que el impulso de Japón para convertirse en carbono neutral para 2050 impulse la demanda de nuevos productos energéticos. La planta de celdas de combustible de Kusatsu ha producido más de 200 000 celdas de combustible de gas natural Ene-Farm para uso doméstico. Comercializadas en 2009, las celdas extraen hidrógeno del gas natural, generan energía haciéndolo reaccionar con oxígeno y calor, almacenan agua caliente y entregan hasta 500 vatios de energía de emergencia durante ocho días en caso de desastre. El año pasado, comenzó a vender una versión de hidrógeno puro dirigida a usuarios comerciales. Quiere vender pilas de combustible en EE. UU. y Europa porque los gobiernos allí lo tienen. Las medidas de reducción de costes de hidrógeno más agresivas de Japon. En 2021, el Departamento de Energía de EE. UU. lanzó el llamado programa Hydrogen Shot que tiene como objetivo reducir el costo del hidrógeno limpio en un 80% a $ 1 por kilogramo durante 10 años.

Panasonic no planea aumentar el tamaño del campo H2 Kibou en este momento, ya que le gustaría que otras empresas y fábricas adoptaran sistemas de energía similares.

No necesariamente tendría sentido económico hoy, dice Kawamura, «pero queremos comenzar algo como esto para que esté listo cuando baje el costo del hidrógeno. Nuestro mensaje es: si queremos tener energía 100% renovable en 2030, entonces deberíamos comenzar con algo como esto. «Ahora, no en 2030».

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