Junho 25, 2024

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Tesla Mega Packs, tanque gigante de hidrogênio: a nova fábrica climática da Panasonic

Tesla Mega Packs, tanque gigante de hidrogênio: a nova fábrica climática da Panasonic

Enquanto um trem expresso passa ao fundo, um tanque de hidrogênio líquido se ergue acima de painéis solares e células de combustível de hidrogênio na fábrica da Panasonic em Kusatsu, no Japão. Combinado com a bateria de armazenamento do Tesla Megapack, o hidrogênio e a energia solar podem fornecer eletricidade suficiente para alimentar a usina de células de combustível Ene-Farm no local.

Tim Hornyak

Enquanto os trens-bala viajam a 285 quilômetros por hora, Norihiko Kawamura, da Panasonic, olha para um tanque de armazenamento de hidrogênio no Japão. A estrutura de 14 metros de altura paira sobre os trilhos da linha Tokaido Shinkansen fora da antiga capital de Kyoto, bem como uma série de painéis solares, células de combustível de hidrogênio e tesla Baterias de armazenamento Megapack. As fontes de energia podem gerar suco suficiente para abastecer uma parte de uma fábrica usando apenas energia renovável.

“Este pode ser o maior local de consumo de hidrogênio no Japão”, diz Kawamura, gerente da divisão de negócios de sistemas de energia inteligente da fabricante de dispositivos. “Estimamos o uso de 120 toneladas de hidrogênio por ano. Como o Japão produz e importa cada vez mais hidrogênio no futuro, este será um tipo de planta muito adequado.”

A fábrica da Panasonic em Kusatsu, Shiga Prefecture, está localizada entre uma linha férrea de alta velocidade e uma rodovia, e é um local extenso de 52 hectares. Foi originalmente construído em 1969 para fabricar mercadorias, incluindo geladeiras, e é um dos “Três Tesouros” dos eletrodomésticos, junto com televisores e máquinas de lavar, que os japoneses queriam reconstruir após a devastação da Segunda Guerra Mundial.

Hoje, um dos cantos da usina é o campo H2 Kibou, uma instalação experimental de energia sustentável que iniciou suas operações em abril. Consiste em um tanque de combustível de hidrogênio de 78.000 litros, um conjunto de células de combustível de hidrogênio de 495 kW de 99 células de combustível de 5 kW, 570 kW de 1.820 painéis solares fotovoltaicos dispostos em forma de “V” invertido para capturar a maior parte da luz solar e 1,1 megawatts de lítio armazenamento de bateria de íon.

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De um lado do H2 Kibou Field, uma grande tela indica a quantidade de energia produzida em tempo real pelas células de combustível e painéis solares: 259kW. Cerca de 80% da energia gerada vem de células de combustível, sendo a energia solar responsável pelo restante. A Panasonic diz que a instalação produz energia suficiente para atender às necessidades da fábrica de células de combustível no local – com uma capacidade máxima de cerca de 680 quilowatts e um uso anual de cerca de 2,7 gigawatts. A Panasonic acredita que pode servir de modelo para a próxima geração de uma nova manufatura sustentável.

“Este é o primeiro local desse tipo que usa 100% de energia renovável”, diz Hiroshi Kinoshita da Divisão de Negócios de Sistemas de Energia Inteligente da Panasonic. “Queremos expandir esta solução para a criação de uma sociedade descarbonizada”.

O conjunto de célula de combustível de hidrogênio de 495 kW consiste em 99 células de combustível de 5 kW. A Panasonic diz que é o primeiro site desse tipo no mundo a usar células de combustível de hidrogênio em uma fábrica que funciona com 100% de energia renovável.

Tim Hornyak

Um Sistema de Gerenciamento de Energia (EMS) equipado com IA controla automaticamente a geração de energia no local, alternando entre energia solar e hidrogênio, para reduzir a quantidade de eletricidade comprada do operador da rede local. Por exemplo, se for um dia ensolarado de verão e uma usina de célula de combustível precisar de 600 kW, o EMS pode priorizar painéis solares e decidir sobre uma combinação de células solares de 300 kW, células de combustível de hidrogênio de 200 kW e baterias de armazenamento de 100 kW. . No entanto, em um dia nublado, pode reduzir os componentes solares, aumentando o hidrogênio e as baterias de armazenamento, que são recarregadas à noite por células de combustível.

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“A coisa mais importante para tornar a fabricação mais ecológica é um sistema integrado de energia, incluindo energia renovável, como solar, eólica, hidrogênio, baterias, etc.”, diz Takamchi Oishi, gerente sênior de mudança climática e energia da Deloitte Tohmatsu Consulting. “Para fazer isso, o exemplo da Panasonic está próximo de um sistema de energia ideal.”

Com hidrogênio cinza, ainda não é completamente verde

O campo H2 Kibou não é totalmente verde. É baseado no chamado hidrogênio cinza, que é produzido a partir do gás natural em um processo que pode liberar muito dióxido de carbono. Os navios-tanque transportam 20.000 litros de hidrogênio, resfriado em forma líquida a 250 graus Celsius negativos, de Osaka a Kusatsu, uma distância de cerca de 80 quilômetros, cerca de uma vez por semana. O Japão depende de países como a Austrália, que possuem maiores fontes de energia renovável, para produzir hidrogênio. Mas o fornecedor local Iwatani Corporation fez parceria com divisa No início deste ano, para construir 30 locais de reabastecimento de hidrogênio na Califórnia até 2026, ele abriu um centro de tecnologia perto de Osaka focado em Produção de hidrogênio verdeque foi criado sem o uso de combustíveis fósseis.

Outro problema que retarda a adoção é o custo. Embora a eletricidade seja relativamente cara no Japão, atualmente custa muito mais operar uma usina de hidrogênio do que usar a energia da rede, mas a empresa espera que os esforços do governo japonês e da indústria para melhorar o fornecimento e a distribuição tornem o componente muito mais barato.

“Esperamos que o custo do hidrogênio caia, para que possamos obter cerca de 20 ienes por metro cúbico de hidrogênio e, então, conseguir a paridade de custos com a rede elétrica”, disse Kawamura.

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A Panasonic também espera que o esforço do Japão para se tornar neutro em carbono até 2050 aumente a demanda por novos produtos energéticos. A fábrica de células de combustível de Kusatsu produziu mais de 200.000 células de combustível de gás natural da Ene-Farm para uso doméstico. Comercializadas em 2009, as células extraem hidrogênio do gás natural, geram energia reagindo com oxigênio e calor e armazenam água quente e fornecem até 500 watts de energia de emergência por oito dias em caso de desastre. No ano passado, começou a vender uma versão de hidrogênio puro voltada para usuários comerciais. Quer vender células de combustível nos EUA e na Europa porque os governos de lá têm As medidas de redução de custo de hidrogênio mais agressivas do Japão. Em 2021, o Departamento de Energia dos EUA lançou o chamado programa Hydrogen Shot, que visa reduzir o custo do hidrogênio limpo em 80%, para US$ 1 por quilo em 10 anos.

A Panasonic não planeja aumentar o tamanho do campo H2 Kibou neste momento, pois gostaria que outras empresas e fábricas adotassem sistemas de energia semelhantes.

Não faria necessariamente sentido econômico hoje, diz Kawamura, “mas queremos começar algo assim para que esteja pronto quando o custo do hidrogênio cair. Nossa mensagem é: se queremos ter 100% de energia renovável em 2030, então devemos começar com algo assim.” Agora, não em 2030.”

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