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

Enquanto os trens-bala passam a 285 quilômetros por hora, Norihiko Kawamura, da Panasonic, observa o tanque de armazenamento de hidrogênio mais alto do Japão. A estrutura de 14 metros paira sobre os trilhos da Linha Tokaido Shinkansen fora da antiga capital de Kyoto, bem como uma grande variedade de painéis solares, células de combustível de hidrogênio e Tesla Baterias de armazenamento Megapack. As fontes de energia podem gerar suco suficiente para operar parte do local de fabricação usando apenas energia renovável.

“Este pode ser o maior local de consumo de hidrogênio no Japão”, diz Kawamura, gerente da Divisão de Negócios de Sistema de Energia Inteligente da fabricante de eletrodomésticos. “Estimamos usar 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”.

Ensanduichada entre uma ferrovia de alta velocidade e uma rodovia, a fábrica da Panasonic em Kusatsu, Shiga Prefecture, é um local extenso de 52 hectares. Foi originalmente construído em 1969 para fabricar bens como geladeiras, um dos “três tesouros” dos eletrodomésticos, junto com TVs e máquinas de lavar, que os japoneses cobiçavam quando o país foi reconstruído após a devastação da Segunda Guerra Mundial.

Hoje, um dos cantos da usina é o H2 Kibou Field, uma usina de demonstração de energia sustentável que iniciou suas operações em abril. Ele consiste em um tanque de combustível de hidrogênio de 78,000 litros, uma matriz de célula de combustível de hidrogênio de 495 quilowatts composta por 99 células de combustível de 5kW, 570kW 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 armazenamento de bateria de íon de lítio.

De um lado do H2 Kibou Field, um grande display indica a quantidade de energia produzida em tempo real a partir de células de combustível e painéis solares: 259kW. Estima-se que cerca de 80% da energia gerada venha de células de combustível anualmente, com a energia solar respondendo pelo restante. A Panasonic diz que a instalação produz energia suficiente para atender às necessidades da fábrica de células de combustível do local - tem potência de pico de cerca de 680kW e uso anual de cerca de 2.7 gigawatts. A Panasonic acredita que pode ser um modelo para a próxima geração de fabricação nova e sustentável. 

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

Um Sistema de Gerenciamento de Energia (EMS) equipado com inteligência artificial controla automaticamente a geração de energia no local, alternando entre energia solar e hidrogênio, para minimizar a quantidade de eletricidade comprada do operador da rede local. Por exemplo, se for um dia ensolarado de verão e a fábrica de células de combustível precisar de 600 kW, o EMS pode priorizar os painéis solares, decidindo por uma mistura de 300 kW de energia solar, células de combustível de hidrogênio de 200 kW e baterias de armazenamento de 100 kW. Em um dia nublado, no entanto, pode minimizar o componente solar e aumentar o hidrogênio e as baterias de armazenamento, que são recarregadas à noite pelas células de combustível.

“O mais importante para tornar a fabricação mais ecológica é um sistema integrado de energia, incluindo energia renovável, como solar e eólica, hidrogênio, baterias e assim por diante”, diz Takamichi Ochi, 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 totalmente verde

O H2 Kibou Field não é totalmente verde. Depende do chamado hidrogênio cinza, que é gerado 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, de Osaka a Kusatsu, uma distância de cerca de 80 km, cerca de uma vez por semana. O Japão tem contado com países como a Austrália, que tem maiores fontes de energia renovável, para a produção de hidrogênio. Mas o fornecedor local Iwatani Corporation, que fez parceria com Chevron no início deste ano para construir 30 locais de abastecimento de hidrogênio na Califórnia até 2026, abriu um centro de tecnologia perto de Osaka que está focado em produzindo hidrogênio verde, que é criado sem o uso de combustíveis fósseis.

Outro problema que está retardando a adoção é o custo. Embora a eletricidade seja relativamente cara no Japão, atualmente custa muito mais abastecer uma usina com hidrogênio do que usar 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 elemento significativamente mais barato.

“Nossa esperança é que o custo do hidrogênio caia, para que possamos alcançar algo como 20 ienes por metro cúbico de hidrogênio, e então seremos capazes de alcançar a paridade de custos com a rede elétrica”, disse Kawamura. 

A Panasonic também está antecipando que o esforço do Japão para se tornar neutro em carbono até 2050 aumentará a demanda por novos produtos energéticos. Sua fábrica de células de combustível em Kusatsu produziu mais de 200,000 células de combustível de gás natural Ene-Farm para uso doméstico. Comercializadas em 2009, as células extraem hidrogênio do gás natural, geram energia ao reagir com oxigênio, aquecem 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 as células de combustível nos Estados Unidos e na Europa porque os governos de lá têm medidas mais agressivas de corte de custos de hidrogênio do que o 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 1 quilograma, em 10 anos. 

A Panasonic não planeja aumentar a escala de seu H2 Kibou Field por enquanto, querendo ver outras empresas e fábricas adotarem sistemas de energia semelhantes.

Não fará 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, devemos começar com algo assim agora, não em 2030”.