特斯拉 Mega packs，巨型氫氣罐：松下的新氣候工廠

當子彈頭列車以每小時 285 公里的速度呼嘯而過時，松下的 Norihiko Kawamura 俯瞰著日本最高的儲氫罐。 這座 14 米高的建築聳立在古都京都外的東海道新幹線軌道上，還有大量的太陽能電池板、氫燃料電池和 特斯拉 Megapack 蓄電池。 電源可以產生足夠的汁液，僅使用可再生能源來運行部分製造基地。

“這可能是日本最大的氫氣消費場所，”家電製造商智能能源系統業務部經理 Kawamura 說。 “我們估計每年使用 120 噸氫氣。 隨著日本未來生產和進口越來越多的氫，這將是一種非常合適的工廠。”

位於滋賀縣草津市的松下工廠夾在高速鐵路和高速公路之間，佔地 52 公頃。 它最初建於 1969 年，生產的產品包括家用電器“三寶”之一的冰箱，以及電視和洗衣機，在二戰後重建國家時，日本人夢寐以求。

今天，該工廠的一個角落是 H2 Kibou Field，這是一個示範性可持續能源設施，於 78,000 月開始運營。 它包括一個 495 升的氫燃料箱、一個由 99 個 5kW 燃料電池組成的 570 千瓦氫燃料電池陣列、1,820kW 的 1.1 個光伏太陽能電池板以倒“V”形排列以捕獲最多的陽光，以及 XNUMX 兆瓦的鋰離子電池存儲。

在 H2 Kibou Field 的一側，一個大顯示屏顯示燃料電池和太陽能電池板實時產生的電量：259kW。 據估計，每年約有 80% 的電力來自燃料電池，其餘為太陽能。 松下表示，該設施產生的電力足以滿足現場燃料電池工廠的需求——峰值功率約為 680 千瓦，年用電量約為 2.7 吉瓦。 松下認為它可以成為下一代新型可持續製造的模板。 

“這是第一個旨在使用 100% 可再生能源的同類製造基地，”松下智能能源系統業務部的 Hiroshi Kinoshita 說。 “我們希望將這個解決方案擴展到創建一個脫碳社會。”

配備人工智能的能源管理系統（EMS）自動控制現場發電，在太陽能和氫能之間切換，以最大限度地減少從當地電網運營商購買的電量。 例如，如果是一個陽光明媚的夏日，燃料電池工廠需要 600kW，EMS 可能會優先考慮太陽能電池板，決定混合使用 300kW 太陽能、200kW 氫燃料電池和 100kW 蓄電池。 然而，在陰天，它可能會最大限度地減少太陽能組件，並為氫氣和蓄電池充電，這些電池在夜間由燃料電池充電。

德勤諮詢公司氣候變化和能源高級經理 Takamichi Ochi 表示：“讓製造業更環保最重要的是一個綜合能源系統，包括太陽能和風能、氫能、電池等可再生能源。” “為此，松下的例子接近理想的能源系統。”

帶有灰色的氫，還不是完全綠色

H2 Kibou Field 並不是完全綠色的。 它依賴於所謂的灰色氫氣，這種氫氣是在可以釋放大量二氧化碳的過程中從天然氣中產生的。 油輪大約每週一次從大阪到距離大約 20,000 公里的草津，運送 250 升液態氫，冷卻至負 80 攝氏度。 日本一直依賴澳大利亞等擁有更多可再生能源供應的國家來生產氫氣。 但與當地供應商 Iwatani Corporation 合作 雪佛龍 今年早些時候計劃到 30 年在加利福尼亞州建設 2026 個加氫站，在大阪附近開設了一個技術中心，專注於 產生綠色氫，它是在不使用化石燃料的情況下創造的。

另一個阻礙採用速度的問題是成本。 儘管日本的電力相對昂貴，但目前用氫為工廠供電的成本要比使用電網供電的成本高得多，但該公司預計日本政府和行業為改善供應和分配所做的努力將使這種元素的成本大大降低。

“我們希望氫氣成本下降，這樣我們就能實現每立方米氫氣 20 日元左右的價格，然後我們就能實現與電網的成本平價，”川村說。 

松下還預計，日本到 2050 年實現碳中和的努力將推動對新能源產品的需求。 其位於草津的燃料電池工廠已經生產了超過 200,000 個家用 Ene-Farm 天然氣燃料電池。 這些電池於 2009 年實現商業化，從天然氣中提取氫氣，通過與氧氣反應發電、加熱和儲存熱水，並在災難中提供高達 500 瓦的應急電力長達八天。 去年，它開始銷售針對商業用戶的純氫版本。 它想在美國和歐洲銷售燃料電池，因為那裡的政府有 更積極的氫氣成本削減措施 比日本。 2021 年，美國能源部啟動了一項名為 Hydrogen Shot 的計劃，旨在在 80 年內將清潔氫氣的成本降低 1% 至每 1 公斤 10 美元。 

松下暫時不打算擴大其 H2 Kibou Field 的規模，希望看到其他公司和工廠採用類似的能源系統。

Kawamura 說，今天它不一定具有經濟意義，“但我們想開始這樣的事情，以便在氫氣成本下降時準備就緒。 我們的信息是：如果我們想在 100 年擁有 2030% 的可再生能源，那麼我們必須現在就開始這樣的事情，而不是在 2030 年。”