DENSO will das Potenzial von lokalem Wasserstoff erschließen
Das Projekt, an dem DENSO, DENSO Fukushima und die Toyota Motor Corporation gemeinsam beteiligt sind, umfasst die Produktion von grünem Wasserstoff für die Verwendung vor Ort, ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Kohlenstoffneutralität von Produktionsanlagen. Das Wissen und die Erkenntnisse, die durch diese Tests gewonnen werden, werden auch in eine größere, übergreifende Vision einfließen: die Schaffung eines Fukushima-basierten Modells für die lokale Produktion von Wasserstoff für den lokalen Verbrauch.
Kohlenstoffneutralität, vor allem in Fabriken
Die Bemühungen zur Dekarbonisierung sind für Japans verarbeitende Industrie besonders wichtig, da sie für schätzungsweise 40 % der inländischen CO₂-Emissionen verantwortlich ist. Angesichts des Potenzials von Wasserstoff, Emissionen zu kompensieren und zu beseitigen, steht das bei DENSO Fukushima laufende Projekt im Einklang mit diesen Bemühungen zur Schaffung kohlenstoffneutraler Fabriken.
Ziel ist es, Wasserstoff zunächst zur Dekarbonisierung des Werksbetriebs zu nutzen und schließlich ein lokales Energiesystem zu schaffen, bei dem der lokal produzierte Wasserstoff in der Region verbraucht wird.
Der erste Ansatz umfasst Maßnahmen zur Energieeinsparung: Der Energieverbrauch in den Fabriken wird erfasst, um unnötige Energieverbrauchsmuster zu erkennen und zu reduzieren.
Der nächste Schritt besteht darin, mehr erneuerbare Energie vor Ort zu erzeugen. DENSO Fukushima hat bereits eine Reihe von Solar- und Windkraftanlagen installiert und plant, in naher Zukunft noch mehr Strom über seine eigenen Solarzellen zu erzeugen.
Erneuerbare Energien spielen in ihrem dritten Konzept eine Schlüsselrolle: eine Umstellung auf erneuerbare Quellen für den aus dem externen Netz gelieferten Strom.
Das vierte Konzept konzentriert sich auf die Verwendung von Wasserstoff als Ersatz für Flüssiggas zur Erzeugung von Wärmeenergie für die Produktion, denn unter den verschiedenen bei DENSO Fukushima hergestellten Fahrzeugkomponenten befinden sich Wärmetauscher (Kühler) und Klimamodule, die beide bei ihrer Herstellung besonders viel Wärme verbrauchen.
Im Rahmen der kontinuierlichen Bemühungen zur Emissionsreduzierung wird ein Teil dieses Prozesses von gasbetriebenen auf elektrische Öfen umgestellt, während Wasserstoff LPG als Brennstoff für den Nachverbrennungsofen*1 der Anlage ersetzen wird, der zur Reinigung der Abgase der Anlage dient.
Durch den Einsatz von Wasserelektrolyseanlagen, die von der Toyota Motor Corporation auf der Grundlage der Technologie ihres "MIRAI"-Brennstoffzellenfahrzeugs entwickelt wurden, will das DENSO-Werk in Fukushima seinen eigenen Wasserstoff vor Ort herstellen.
Brennstoffzellen erzeugen Strom durch die Kombination von Wasserstoff und Sauerstoff, während die Wasserelektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff produziert. Mit anderen Worten, die Reaktionen für die beiden Prozesse sind umgekehrt, während die Gesamtstruktur im Wesentlichen die gleiche ist. Durch die Wiederverwendung der Technologie von "MIRAI"-Autos zur Herstellung von Wasserelektrolysegeräten und durch die Standardisierung der entsprechenden Materialien und Komponenten könnte es möglich sein, ein äußerst zuverlässiges System zur Wasserstofferzeugung zu relativ geringen Kosten zu schaffen.
Der vor Ort aus erneuerbaren Energiequellen erzeugte Strom wird zur Herstellung von "grünem" Wasserstoff*2 verwendet, wobei der dabei entstehende Kraftstoff ebenfalls vor Ort gespeichert wird. Dieser gespeicherte Wasserstoff wird dann in die Fabrik geliefert, wenn die Produktionslinien ihn benötigen. Dies bedeutet, dass alle Schritte, die für eine vollständige Wasserstoffversorgungskette erforderlich sind - Produktion, Speicherung, Transport und Nutzung - vor Ort eingerichtet werden können. Wenn sich diese Initiative als erfolgreich erweist, ist sie ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Aufbau eines lokalen Energiesystems.
Heutzutage wird die Kohlenstoffneutralität für die Hersteller zum Eintrittspreis in die Geschäftswelt, und wenn sie ihren Kohlenstoff-Fußabdruck nicht reduzieren, könnten sie bald nicht mehr in der Lage sein, ihre Produkte zu verkaufen. Deshalb ist DENSO bestrebt, ein Argument für kohlenstoffneutrale Fabriken zu schaffen und seinen Teil dazu beizutragen, die Produktion langfristig zu schützen.Die beste Lösung für das Thema Wasserstoff
Die Aussicht auf lokal erzeugten Wasserstoff für den lokalen Verbrauch verspricht erhebliche und weitreichende Auswirkungen auf Gesellschaft und Industrie. Der Weg zu diesem Ziel ist jedoch nicht ohne Hindernisse, denn es gibt zahlreiche Herausforderungen zu überwinden, von technischen Fragen bis hin zu Kostenaspekten. Um Wasserstoff in den Alltag zu integrieren, müssen außerdem die effektivsten Anwendungen gefunden werden. Denn obwohl Wasserstoff als Energiequelle viele Vorteile bietet, ist er nicht unbedingt geeignet, alle anderen Optionen zu ersetzen.
So werden selbst in einigen Testanlagen des Fukushima-Projekts die Öfen zum Erhitzen bestimmter Produkte nicht mit Wasserstoff, sondern mit erneuerbaren Energiequellen betrieben. Und warum? Weil es in manchen Fällen tatsächlich besser ist, direkt sauberen Strom zu verwenden, wenn er gebraucht wird.
Allerdings hat Strom im Gegensatz zu Wasserstoff ein Speicherproblem. Solarzellen können während langer Sonnenscheinperioden viel Strom erzeugen, aber all diese überschüssige Energie geht letztendlich verloren, wenn nicht sofort viel davon genutzt wird, es sei denn, der Solarstrom wird zur Herstellung von Wasserstoff verwendet, was eine Möglichkeit ist, die Vorteile von Wasserstoff voll auszuschöpfen.
Eine globale Vision für Fukushimas lokales Energiemodell
Sollten die Maßnahmen zur Einführung eines auf Wasserstoff basierenden lokalen Energiemodells in Fukushima erfolgreich sein, würde dies den Weg für eine landesweite Ausweitung dieses Ansatzes ebnen. Die Präfektur Fukushima und die Toyota Motor Corporation haben ihre Absicht erklärt, bei der Entwicklung von Wasserstoffanwendungen in der Gesellschaft zusammenzuarbeiten.
Ihre ehrgeizigen Pläne sehen vor, zunächst in Städten mit rund 300.000 Einwohnern ein Modell für einen wasserstoffbasierten Lebensstil zu entwickeln und dieses Modell dann in Städten ähnlicher Größe in ganz Japan einzuführen. In der Präfektur Fukushima gibt es drei solcher Städte - Fukushima, Koriyama und Iwaki -, auf die sich die ersten Bemühungen um die soziale Umsetzung konzentrieren werden, wobei eine weitere regionale Ausweitung folgen soll.
Darüber hinaus stellen sie sich eine glänzende Zukunft vor, in der die japanische Wasserstofftechnologie und das lokale Produktions- und Verbrauchsmodell mit dem Rest der Welt geteilt werden können.
Von einer lokalen Initiative in Fukushima über ein landesweites Projekt in Japan bis hin zu einer globalen Bewegung - die Geschichte dieses lokalen Projekts zur Erzeugung und zum Verbrauch von Wasserstoff birgt das Potenzial, unsere Zukunft neu zu gestalten.
*1 Der gemeinsam mit Chugai Ro Co. entwickelte Nachverbrennungsofen nimmt die Abgase von Industrieöfen auf und verbrennt sie erneut, um Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und andere darin enthaltene Stoffe vollständig zu entfernen.
*2 Grüner Wasserstoff ist die Bezeichnung für "sauberen" Wasserstoff, der aus erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windenergie hergestellt wird und während des gesamten Produktionsprozesses kein CO₂ emittiert.
Weitere Einzelheiten zum DENSO Aftermarket-Programm finden Sie im Internet unter: www.denso-am.eu