Paket Tesla Mega, tangki hidrogen raksasa: pabrik iklim baru Panasonic

Saat kereta peluru melaju dengan kecepatan 285 kilometer per jam, Norihiko Kawamura dari Panasonic mengamati tangki penyimpanan hidrogen tertinggi di Jepang. Struktur setinggi 14 meter ini menjulang di atas jalur Tokaido Shinkansen Line di luar ibu kota kuno Kyoto, serta sejumlah besar panel surya, sel bahan bakar hidrogen, dan Tesla Baterai penyimpanan megapack. Sumber daya dapat menghasilkan daya yang cukup untuk menjalankan bagian dari lokasi manufaktur hanya dengan menggunakan energi terbarukan.

“Ini mungkin tempat konsumsi hidrogen terbesar di Jepang,” kata Kawamura, seorang manajer di Divisi Bisnis Sistem Energi Cerdas pembuat alat. “Kami memperkirakan menggunakan 120 ton hidrogen per tahun. Karena Jepang memproduksi dan mengimpor lebih banyak hidrogen di masa depan, ini akan menjadi jenis tanaman yang sangat cocok.”

Terjepit di antara jalur kereta api berkecepatan tinggi dan jalan raya, pabrik Panasonic di Kusatsu, Prefektur Shiga, adalah lahan seluas 52 hektar. Awalnya dibangun pada tahun 1969 untuk memproduksi barang-barang termasuk lemari es, salah satu dari "tiga harta karun" peralatan rumah tangga, bersama dengan TV dan mesin cuci, yang diidam-idamkan orang Jepang ketika negara itu dibangun kembali setelah kehancuran Perang Dunia II.

Saat ini, salah satu sudut pembangkit tersebut adalah Lapangan H2 Kibou, sebuah fasilitas listrik percontohan berkelanjutan yang mulai beroperasi pada bulan April. Ini terdiri dari tangki bahan bakar hidrogen 78,000 liter, susunan sel bahan bakar hidrogen 495 kilowatt yang terdiri dari 99 sel bahan bakar 5kW, 570kW dari 1,820 panel surya fotovoltaik yang disusun dalam bentuk “V” terbalik untuk menangkap sinar matahari paling banyak, dan 1.1 megawatt energi surya. penyimpanan baterai lithium-ion.

Di satu sisi Lapangan H2 Kibou, layar besar menunjukkan jumlah daya yang dihasilkan secara real time dari sel bahan bakar dan panel surya: 259kW. Sekitar 80% dari daya yang dihasilkan diperkirakan berasal dari sel bahan bakar setiap tahunnya, dengan tenaga surya untuk sisanya. Panasonic mengatakan fasilitas tersebut menghasilkan daya yang cukup untuk memenuhi kebutuhan pabrik sel bahan bakar di lokasi tersebut — memiliki daya puncak sekitar 680kW dan penggunaan tahunan sekitar 2.7 gigawatt. Panasonic berpikir ini bisa menjadi template untuk manufaktur baru yang berkelanjutan generasi berikutnya. 

“Ini adalah pabrik pertama dari jenisnya yang bertujuan menggunakan 100% energi terbarukan,” kata Hiroshi Kinoshita dari Divisi Bisnis Sistem Energi Cerdas Panasonic. “Kami ingin memperluas solusi ini menuju terciptanya masyarakat yang terdekarbonisasi.”

Sistem Manajemen Energi (EMS) yang dilengkapi kecerdasan buatan secara otomatis mengontrol pembangkit listrik di tempat, beralih antara tenaga surya dan hidrogen, untuk meminimalkan jumlah listrik yang dibeli dari operator jaringan lokal. Misalnya, jika hari musim panas cerah dan pabrik sel bahan bakar membutuhkan 600kW, EMS mungkin memprioritaskan panel surya, memutuskan campuran 300kW surya, sel bahan bakar hidrogen 200 kW, dan baterai penyimpanan 100kW. Namun, pada hari berawan, ini dapat meminimalkan komponen matahari, dan meningkatkan hidrogen dan baterai penyimpanan, yang diisi ulang pada malam hari oleh sel bahan bakar.

“Hal terpenting untuk membuat manufaktur lebih ramah lingkungan adalah sistem energi terintegrasi termasuk energi terbarukan seperti matahari dan angin, hidrogen, baterai, dan sebagainya,” kata Takamichi Ochi, manajer senior untuk perubahan iklim dan energi di Deloitte Tohmatsu Consulting. “Untuk melakukan itu, contoh Panasonic mendekati sistem energi yang ideal.”

Dengan hidrogen abu-abu, belum sepenuhnya hijau

Lapangan H2 Kibou tidak sepenuhnya hijau. Itu tergantung pada apa yang disebut hidrogen abu-abu, yang dihasilkan dari gas alam dalam proses yang dapat melepaskan banyak karbon dioksida. Tanker mengangkut 20,000 liter hidrogen, didinginkan dalam bentuk cair hingga minus 250 Celcius, dari Osaka ke Kusatsu, jarak sekitar 80 km, seminggu sekali. Jepang mengandalkan negara-negara seperti Australia, yang memiliki persediaan energi terbarukan yang lebih besar, untuk produksi hidrogen. Tapi pemasok lokal Iwatani Corporation, yang bermitra dengan Tanda pangkat ketentaraan awal tahun ini untuk membangun 30 lokasi pengisian bahan bakar hidrogen di California pada tahun 2026, telah membuka pusat teknologi di dekat Osaka yang berfokus pada memproduksi hidrogen hijau, yang dibuat tanpa menggunakan bahan bakar fosil.

Masalah lain yang memperlambat adopsi adalah biaya. Meskipun listrik relatif mahal di Jepang, saat ini biaya pembangkit listrik dengan hidrogen jauh lebih mahal daripada menggunakan listrik dari jaringan listrik, tetapi perusahaan mengharapkan upaya pemerintah dan industri Jepang untuk meningkatkan pasokan dan distribusi akan membuat elemen tersebut jauh lebih murah.

“Harapan kami adalah biaya hidrogen akan turun, sehingga kami dapat mencapai sekitar 20 yen per meter kubik hidrogen, dan kemudian kami dapat mencapai paritas biaya dengan jaringan listrik,” kata Kawamura. 

Panasonic juga mengantisipasi bahwa dorongan Jepang untuk menjadi netral karbon pada tahun 2050 akan meningkatkan permintaan akan produk energi baru. Pabrik sel bahan bakarnya di Kusatsu telah menghasilkan lebih dari 200,000 sel bahan bakar gas alam Ene-Farm untuk digunakan di rumah. Dikomersialkan pada tahun 2009, sel mengekstraksi hidrogen dari gas alam, menghasilkan tenaga dengan mereaksikannya dengan oksigen, memanaskan dan menyimpan air panas, dan mengirimkan daya darurat hingga 500 watt selama delapan hari dalam bencana. Tahun lalu, ia mulai menjual versi hidrogen murni yang ditargetkan untuk pengguna komersial. Ia ingin menjual sel bahan bakar di AS dan Eropa karena pemerintah di sana memilikinya langkah-langkah pemotongan biaya hidrogen yang lebih agresif daripada Jepang. Pada tahun 2021, Departemen Energi AS meluncurkan apa yang disebut program Hydrogen Shot yang bertujuan untuk memangkas biaya hidrogen bersih sebesar 80% menjadi $1 per 1 kilogram selama 10 tahun. 

Panasonic tidak berencana untuk meningkatkan skala Lapangan H2 Kibou untuk saat ini, karena ingin melihat perusahaan dan pabrik lain mengadopsi sistem energi serupa.

Ini belum tentu masuk akal secara ekonomi hari ini, kata Kawamura, “tetapi kami ingin memulai sesuatu seperti ini sehingga akan siap ketika biaya hidrogen turun. Pesan kami adalah: jika kita ingin memiliki 100% energi terbarukan pada tahun 2030, maka kita harus mulai dengan hal seperti ini sekarang, bukan pada tahun 2030.”