DENSO pentru a debloca potențialul hidrogenului local
DENSO Fukushima, cu sediul în Tamura, Fukushima
Hidrogenul este un combustibil care nu produce emisii de CO₂ atunci când este ars, o caracteristică definitorie care semnalează multiple aplicații potențiale în numeroase domenii. Deci, hotărât să deblocheze acest potențial, DENSO Fukushima a lansat un proiect demonstrativ în martie 2023 pentru a testa fezabilitatea utilizării energiei hidrogenului în Tamura.
Reprezentând eforturile combinate ale DENSO, DENSO Fukushima și Toyota Motor Corporation, proiectul implică producția de hidrogen verde pentru utilizare la fața locului, un pas cheie către atingerea neutralității carbonului în unitățile de producție. Cunoștințele și cunoștințele generate prin aceste teste se vor lega, de asemenea, într-o viziune mai mare, cuprinzătoare: stabilirea unui model bazat pe Fukushima pentru producția locală de hidrogen pentru consumul local.
Neutralitatea carbonului, mai întâi fabricile
Prin anunțarea, în octombrie 2020, a obiectivului de a atinge neutralitatea carbonului până în 2050, guvernul japonez a stabilit o direcție clară pentru țară, iar sarcina de a elimina emisiile de CO₂ a devenit rapid o prioritate, modelând conversațiile din diverse industrii.
Eforturile de decarbonizare sunt deosebit de cruciale pentru industria prelucrătoare din Japonia, deoarece reprezintă aproximativ 40% din emisiile interne de CO₂. Având în vedere potențialul hidrogenului de a compensa și elimina emisiile, proiectul în curs de desfășurare la DENSO Fukushima este aliniat cu aceste eforturi de a crea fabrici neutre din carbon.Scopul este de a folosi hidrogenul pentru a decarboniza operațiunile centralei și, în cele din urmă, de a stabili un sistem energetic local în care hidrogenul produs local este consumat în acea regiune.
Prima abordare implică eforturi de conservare a energiei: energia utilizată în fabrici este reprezentată pentru a ajuta la identificarea și reducerea modelelor de consum de energie risipitoare.
Următorul pas este să producă mai multă energie regenerabilă la fața locului, iar DENSO Fukushima are deja instalate o serie de instalații de energie solară și eoliană, cu planuri de a produce și mai multă energie electrică prin propriile panouri solare în viitorul apropiat.
Energia regenerabilă joacă un rol cheie în a treia abordare a acestora: trecerea la surse regenerabile pentru energia electrică furnizată de la rețeaua externă.
A patra abordare, între timp, se concentrează pe utilizarea hidrogenului ca înlocuitor pentru GPL pentru a produce energie termică pentru producție, deoarece printre diferitele componente auto fabricate la DENSO Fukushima se numără schimbătoarele de căldură (radiatoare) și modulele de aer condiționat, ambele care folosesc un cantitate mare de căldură în fabricarea lor.
Ca parte a eforturilor continue de reducere a emisiilor, o parte a acestui proces se va trece de la cuptoare alimentate cu gaz la cuptoare electrice, în timp ce hidrogenul va înlocui GPL ca combustibil pentru cuptorul de post-ardere al centralei*1, care este utilizat pentru detoxifierea gazelor emise de instalații.
Prin încorporarea echipamentelor de electroliză a apei dezvoltate de Toyota Motor Corporation pe baza tehnologiei vehiculului său cu celule de combustibil „MIRAI”, fabrica DENSO Fukushima încearcă să-și producă propriul hidrogen la nivel local.
Celulele de combustie produc energie electrică prin combinarea hidrogenului și oxigenului, în timp ce electroliza apei produce hidrogen și oxigen. Cu alte cuvinte, reacțiile pentru cele două procese sunt inversate, în timp ce structura generală este în esență aceeași. Prin reutilizarea tehnologiei de la mașinile „MIRAI” pentru a crea echipamente de electroliză a apei și prin standardizarea materialelor și componentelor aferente, ar putea fi posibilă crearea unui sistem extrem de fiabil pentru producția de hidrogen la un cost relativ scăzut.
Energia generată la fața locului din surse regenerabile de energie este folosită pentru a produce hidrogen „verde”*2, combustibilul rezultat fiind stocat și la nivel local. Acest hidrogen stocat este apoi furnizat fabricii ori de câte ori liniile de producție au nevoie de el. Aceasta înseamnă că toți pașii necesari pentru un lanț complet de aprovizionare cu hidrogen – producție, depozitare, transport și utilizare – pot fi stabiliți la nivel local. Dacă această inițiativă actuală se va dovedi de succes, ea va servi ca un pas major pe calea construirii unui caz pentru un sistem energetic local.
În zilele noastre, neutralitatea carbonului devine, în esență, prețul de intrare în lumea afacerilor pentru producători și, dacă aceștia nu își reduc amprenta de carbon, în curând s-ar putea găsi pur și simplu în imposibilitatea de a-și vinde produsele. De aceea, DENSO se străduiește să creeze un caz pentru fabricile neutre din carbon și să își facă partea pentru a proteja producția pe termen lung.Găsirea celei mai bune potriviri pentru hidrogen
Perspectiva hidrogenului produs local pentru consumul local promite să aibă un impact semnificativ și de anvergură atât asupra societății, cât și industriei. Cu toate acestea, călătoria către acest obiectiv nu este lipsită de obstacole, deoarece există numeroase provocări de depășit, de la probleme tehnice până la preocupări legate de costuri. În plus, pentru ca hidrogenul să facă parte din viața de zi cu zi va necesita găsirea celor mai eficiente aplicații pentru acesta. Acest lucru se datorează faptului că, deși hidrogenul are multe avantaje ca sursă de energie, nu este neapărat potrivit pentru a înlocui toate celelalte opțiuni.
Adevărul este că, chiar și în unele dintre unitățile de testare ale proiectului Fukushima, cuptoarele utilizate pentru încălzirea anumitor produse sunt alimentate mai degrabă cu surse de energie regenerabilă decât cu hidrogen. De ce? Pentru că, în unele cazuri, este de fapt mai bine să folosiți direct electricitate curată atunci când este nevoie.Cu toate acestea, electricitatea, spre deosebire de hidrogen, are o problemă de stocare. Panourile solare pot produce multă energie electrică în timpul perioadelor lungi de soare, dar tot acel surplus de energie se irosește în cele din urmă, dacă nu o mare parte din ea este utilizată imediat, cu excepția cazului în care acea energie solară este folosită pentru a produce hidrogen, care este o modalitate de a folosi pe deplin avantajele inerente hidrogenului.
O viziune globală pentru modelul energetic local din Fukushima
În cazul în care eforturile de implementare a unui model energetic local bazat pe hidrogen ar avea succes la Fukushima, ar deschide calea pentru extinderea acestei abordări la nivel național, iar Prefectura Fukushima și Toyota Motor Corporation și-au declarat intențiile de a colabora pentru găsirea aplicațiilor hidrogenului în societate.
Planurile lor ambițioase implică mai întâi să vizeze orașele cu populații de aproximativ 300.000 de locuitori pentru a crea un model pentru un stil de viață care să includă hidrogen, iar apoi să lanseze acest model în orașe de dimensiuni similare din toată Japonia. Prefectura Fukushima găzduiește trei astfel de orașe — Fukushima, Koriyama și Iwaki — unde se vor concentra eforturile inițiale de implementare socială, urmând să urmeze o extindere regională ulterioară.Dincolo de asta, ei vizualizează un viitor strălucit în care tehnologia japoneză a hidrogenului și modelul local de producție și consum pot fi împărtășite cu restul lumii.
De la o inițiativă locală din Fukushima, la un efort la nivel național în Japonia și, în sfârșit, o mișcare globală, povestea care se desfășoară a acestui proiect local de producție și consum de hidrogen este plină de potențialul de a ne remodela viitorul.
*1 Dezvoltat în comun cu Chugai Ro Co, cuptorul de post-ardere preia gazele de eșapament din cuptoarele industriale și le reaprinde pentru a elimina complet hidrocarburile, monoxidul de carbon și alte substanțe conținute în acestea.
*2 Hidrogenul verde este termenul folosit pentru hidrogenul „curat” produs din surse de energie regenerabilă, cum ar fi energia solară și eoliană, fără emisii de CO₂ pe parcursul întregului proces de producție.
Mai multe detalii despre programul DENSO Aftermarket sunt disponibile online pe acest site.