Staden klarar tre dagar utan ström

2015-02-18 05:30 Ola Jacobsen  

Solceller på varje tak, egen bränslecell och tre dagars batterilager i varje hus. En ny, smart stad i Fujisawa utanför Tokyo byggs för att stå emot framtida katastrofer som den i Fukushima.

Tv:n i barnrummet och de flesta av husets lampor slocknar. Det är strömavbrott i den nybyggda smarta staden Fujisawa utanför Tokyo. Men i det kombinerade köket och vardagsrummet rullar nyheterna på tv:n. Vissa lampor, kylskåpet och spisen har fortfarande ström. Det är husets styrsystem som har känt av strömavbrottet och slagit över i katastrofläge. Elen till de prioriterade apparaterna kommer från solcellerna på taket och kedjehusets eget batterilager. Lagret rymmer tillräckligt med energi för att klara tre dagar på den här driftmässiga sparlågan.

Sedan tsunamin och kärnkraftskatastrofen i Fukushima för tre år sedan står hållbar och säker energiförsörjning högt på agendan i hela Japan. Från högsta politiska nivå till enskilda hushåll försöker man anpassa och förbereda sig för att inte drabbas lika hårt om en liknande katastrof skulle inträffa igen.

Förr var det en gammal tv-fabrik som låg här i Fujisawa, strax sydväst om Tokyo. Nu när Panasonic strax före jul invigde sin första hållbara och smarta stad är uthålligheten i de självförsörjande energilösningarna lika mycket i centrum som klimataspekterna.

Den nya smarta staden täcker 30 procent av sitt energibehov med solpaneler som är monterade på hustaken. En gemensam solcellsanläggning i områdets ytterkant förser de gemensamma byggnaderna med el. Resterande energibehov tillgodoses av elnätet och stadsnätet för gas.

I stället för att som vanligt bara använda gasen för att värma vatten till tappvatten och värmesystem, konverteras gasen via vätgas till el och varmvatten i en bränslecell utanför varje hus. På det sättet minskar ett hushåll på fyra personer i ett kedjehus sin totala energikonsumtion med omkring 14 procent, enligt Panasonics beräkningar.

Men eftersom det inte finns något lokalt gaslager blir bränslecellen oanvändbar vid till exempel jordbävningskatastrofer, då stadsnätet för gas ofta slås ut. Då får familjerna i stället förlita sig på det egna batterilagret, som står i ett plåtskåp invid husväggen, och solcellsanläggningen på husets tak.

I Japan finns flera smarta stadsprojekt, men Fujisawa är det enda som drivs av ett privat företag. För Panasonic är stadsdelen lika mycket ett lokalt engagemang och en vilja att bygga upp Japan efter katastrofen i Fukushima som en plattform för att demonstrera att företaget kan göra mer än tv-apparater och kameror.

Företaget har växande svårigheter att nå lönsamhet inom konsumentelektronik, men räknar med en kraftig ökning av både volym och lönsamhet inom andra områden. Det handlar om allt från bilbatterier och bränsleceller för privatbostäder till lösningar inom smarta städer och produkter för bättre luftkvalitet.

Även om det är lätt för de boende att välja en diskmaskin från en annan tillverkare när den tagit slut kan det vara svårare att välja en annan leverantör av den kombinerade bränslecellen och varmvattenberedaren. Själva stacken i bränslecellen, alltså den del där konverteringen av vätgasen till el sker, beräknas hålla i sex eller sju år.

– Nej, stacken går inte att byta ut mot en ny, utan en större del av maskinen måste bytas varje gång. Hela systemet med bränslecell, varmvattentank och styrenhet kostar omkring 130 000 kronor, säger Atsushi Hinoki, talesperson, Panasonic Group.

Staden är byggd så att sval luft från havet kan vandra mellan husen och kyla ned området. Husen sparar också energi både genom byggnadernas utformning och automatiska funktioner som att dra för gardinerna vid varmt väder.

Invånarna kan övervaka funktionerna och den egna energiproduktionen på en panel i huset, på tv:n eller genom appar. De kan också tävla med varandra om vem som lever mest klimatsmart.

Det totala klimatbetyget för staden dras dock ner av att kommunen ännu inte har hållbarhetsanpassat tjänster som bland annat gas och avfallshantering.

Förutom de olika energilösningarna testas även modeller för en hållbar livsstil. Ett exempel är elfordonspooler. Ett annat är en plattform som kopplar ihop äldre som har tid över med barn som behöver sällskap efter skolan innan föräldrarna kommer hem från jobbet.



Följ Ny Teknik på Facebook!

Fujisawa Sustainable Smart Town, FSST

Byggherre: Panahome, ett företag i Panasonic-gruppen.

Antal hushåll: 1 000, varav 600 kedjehus och 400 lägenheter.

Tidsplan: Många av kedjehusen är redan inflyttade. Fullt inflyttad och med alla funktioner i drift 2018.

Delade tjänster: Pool för el-skotrar och elbilar, förskolan, äldreboende, hemtjänst, bibliotek och pysselstuga med bland annat 3d-skrivare och laserskärare för barnen, och kaffe för de vuxna.

Staden är byggd för att hålla i 100 år.

 

Källor för förnybar energi i Japan

Marknaden för solceller har vuxit kraftigt i Japan under de senaste åren. Även om den största delen av produktionen av solceller fortfarande exporteras så ligger Japan bland de främsta i listan på länder som byggde ut solenergianläggningar under 2014. Målet är att solel ska täcka 10 procent av energibehovet 2050.

Även havsbaserad vindkraft, med flytande plattformar växer kraftigt i Japan, men flera drifttagna projekt under 2014. Det finns också anläggningar för energiproduktion med biomassa och geotermik.

För att förnybar energi på allvar ska kunna ersätta kärnkraften satsas också mycket på forskning och utveckling inom energilagring, bland annat inom vätgassystem. Flera projekt syftar till att skala upp anläggningarna för framställning och lagring av den energitäta gasen.

Varje hus producerar och lagrar sin egen el

  • Sol
    Varje hus har egna solceller på taket med maximal kapacitet på 4,8 kW. Årsgenomsnittet för produktionen ligger på 13–14 kWh per dygn. Husen i Fujisawa SST är designade och placerade så att de inte skymmer solen för varandra.
     
  • Husbatteri
    Varje hushåll har ett eget batteri på 4,65 kWh. Batteriet laddas av solcellerna på taket, och skulle det bli fulladdat kan man mata tillbaka ström till nätet till väldigt fördelaktiga tariffer. (Just nu omkring fyra kronor per kWh.)
    Batterilagret, som är byggt av Panasonics litiumstavbatterier (samma som i elbilen Tesla), kan lagra el som motsvarar tre dagars drift av basfunktioner, som belysning, kyl/frys, router, tv och belysning. Hemmets eget styrsystem stryper automatiskt ”onödiga” funktioner som värme och varmvatten för att spara energi.
    Staden har även dieseldrivna reservkraftsaggregat som kan användas tillsammans med batterilagren för att generera mer el vid strömavbrott.
     
  • Bränslecell
    Varje hus har en egen bränslecell som konverterar metangas till vätgas till el och varmvatten. Bränslecellen klarar att omvandla 39 procent av gasens energiinnehåll till el och 56 procent till värme. Totalt kan systemet alltså använda 95 procent av energiinnehållet i gasen.

Ola Jacobsen

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Senaste inom

Debatt