DENSO Fukushima, med hovedkvarter i Tamura, Fukushima

Brint er et brændstof, der ikke producerer CO₂-emissioner, når det brændes – en definerende egenskab, der signalerer flere potentielle anvendelser på tværs af mange felter. DENSO Fukushima var fast besluttet på at frigøre dette potentiale, og lancerede et demonstrationsprojekt i marts 2023 for at teste muligheden for at bruge brintenergi i Tamura.

Projektet er et samarbejde mellem DENSO, DENSO Fukushima og Toyota Motor Corporation og involverer produktion af grøn brint til brug på stedet, hvilket er et vigtigt skridt i retning af at opnå kulstofneutralitet i produktionsfaciliteter. Den viden og indsigt, der genereres gennem disse tests, vil også kunne bidrage til en større, overordnet vision: at etablere en Fukushima-baseret model for lokal produktion af brint til lokalt forbrug.

Kulstofneutralitet i fabrikker først

I oktober 2020 annoncerede den japanske regering målsætningen om at opnå kulstofneutralitet inden 2050, og etablerede dermed en klar retning for landet. Opgaven med at eliminere CO₂-emissioner blev hurtigt en prioritet og skabte drøftelser på tværs af forskellige brancher.

Indsatsen for dekarbonisering er særlig afgørende for Japans fremstillingsindustri, da den tegner sig for anslået 40 % af de indenlandske CO₂-emissioner. Da brint har potentiale til at kompensere for og eliminere emissioner ligger projektet, der er i gang på DENSO Fukushima, i tråd med disse bestræbelser på at skabe kulstofneutrale fabrikker.

Målet er at bruge brint til først at dekarbonisere driften af anlæg og i sidste ende etablere et lokalt energisystem, hvor lokalt produceret brint forbruges i regionen.

  Den første tilgang indebærer en indsats for energibesparelse: at kortlægge den energi, der anvendes i fabrikker, med henblik på at identificere og reducere energiforbrugsmønstre, der medfører spild.

Næste skridt er at producere mere vedvarende energi på stedet. DENSO Fukushima har allerede installeret en række sol- og vindenergianlæg og har planer om at producere endnu mere elektricitet via egne solpaneler i den nærmeste fremtid.

Vedvarende energi spiller en central rolle i deres tredje tilgang: et skift til vedvarende energikilder for den elektricitet, der leveres fra det eksterne net.

Den fjerde tilgang fokuserer på brint som erstatning for LPG i levering af varmeenergi til fremstilling, for blandt de forskellige bilkomponenter, der fremstilles på DENSO Fukushima, er varmevekslere (radiatorer) og klimaanlæg, som begge kræver en særlig stor mængde varme at fremstille.

Som en del af den igangværende bestræbelse på at reducere emissionen vil en del af denne proces skifte fra gasdrevne til elektriske ovne, mens brint vil erstatte LPG som brændstof til anlæggets efterbrænderovn*1, der bruges til at fjerne giftstoffer fra anlæggets emissionsgasser.

DENSO Fukushima-fabrikken planlægger at producere sin egen brint lokalt ved at gøre brug af vandelektrolyseudstyr, der er udviklet af Toyota Motor Corporation og baseret på teknologien fra deres "MIRAI" brændselscellekøretøj.

Brændselsceller producerer elektricitet ved at kombinere brint og ilt, mens vandelektrolyse producerer brint og ilt. Med andre ord er reaktionerne i de to processer omvendt, men den overordnede struktur er grundlæggende den samme. Ved at genbruge teknologien fra "MIRAI"-biler til at skabe vandelektrolyseudstyr samt standardisere de relaterede materialer og komponenter kan det være muligt at skabe et yderst pålideligt system til brintproduktion til relativt lave omkostninger.

 Den strøm, der produceres på stedet fra vedvarende energikilder, bruges til at producere "grøn" brint*2, og det resulterende brændstof lagres også lokalt. Denne lagrede brint leveres derefter til fabrikken, når produktionslinjerne har brug for det. Det betyder, at alle trin, der er nødvendige for en komplet brintforsyningskæde – produktion, lagring, transport og anvendelse – kan etableres lokalt. Hvis dette initiativ viser sig at være vellykket, vil det være som et stort skridt på vejen henimod et lokalt energisystem.

I dag er kulstofneutralitet ved at blive et uomgængeligt krav til producenter – hvis de ikke reducerer deres kulstofaftryk, vil de snart ikke kunne sælge deres produkter. Derfor stræber DENSO efter at skabe kulstofneutrale fabrikker og gøre sin del for at beskytte produktionen på lang sigt.

At finde den bedste anvendelse til brint

Udsigten til lokalt produceret brint til lokalt forbrug har potentiale til at gøre en betydelig og vidtrækkende forskel for både samfundet og industrien. Rejsen mod dette mål er dog ikke uden forhindringer, da der er mange udfordringer at overvinde, fra tekniske problemer til omkostningsrelaterede hindringer. At gøre brint til en del af hverdagslivet vil desuden kræve, at man finder de mest effektive anvendelser til det. Dette skyldes, at selvom brint har mange fordele som energikilde, er det ikke nødvendigvis egnet til at erstatte alle andre alternativer.

Sandheden er den, at selv i nogle af Fukushima-projektets testfaciliteter drives ovnene, der anvendes til opvarmning af visse produkter, af vedvarende energikilder snarere end brint. Hvorfor? Fordi det i nogle tilfælde faktisk er bedre at bruge ren elektricitet direkte, når der er brug for det.

I modsætning til brint er der imidlertid problemer med opbevaring af elektricitet. Solpaneler kan producere meget elektricitet i lange perioder med sol, men al den overskydende energi går i sidste ende til spilde, hvis meget af det ikke bruges med det samme, medmindre solenergi bruges til at fremstille brint, hvilket er en metode til at udnytte fordelene ved brint fuldt ud.

En global vision for Fukushimas lokale energimodel

Hvis bestræbelserne på at implementere en brintbaseret lokal energimodel lykkes i Fukushima, vil det bane vejen for at udvide denne tilgang landsdækkende, og Fukushima-præfekturet og Toyota Motor Corporation har erklæret intentioner om et samarbejde om at finde anvendelser for brint på samfundsniveau.

Deres ambitiøse planer omfatter først at målrette mod byer med befolkninger på omkring 300.000 for at skabe en model for en brintinkluderende livsstil og derefter udrulle denne model i byer af samme størrelse i hele Japan. Fukushima-præfekturet er hjemsted for tre sådanne byer – Fukushima, Koriyama og Iwaki – hvor de indledende bestræbelser på social implementering vil blive fokuseret, med yderligere regional ekspansion efterfølgende.

Derudover ser de en lys fremtid for sig, hvor japansk brintteknologi og den lokale produktions- og forbrugsmodel kan deles med resten af verden.

Fra et lokalt initiativ i Fukushima til en landsdækkende indsats i Japan og endelig en global bevægelse – historien om dette lokale projekt for produktion og forbrug af brint har potentiale til at omforme vores fremtid.

*1 Efterbrænderovnen, der er udviklet i samarbejde med Chugai Ro Co, optager udstødningsgasserne fra industriovne og genantænder dem for fuldt ud at eliminere kulbrinter, kulilte og andre stoffer, som de indeholder.

*2 Grøn brint er betegnelsen for "ren" brint, der er produceret fra vedvarende energikilder som sol- og vindenergi, uden at der udledes CO₂ under produktionsprocessen.

Yderligere oplysninger om DENSO Aftermarket-programmet findes online på: www.denso-am.eu