NIMS, la Universidad de Tokio y la Universidad de Hiroshima han evaluado conjuntamente la eficiencia económica de los sistemas de producción de hidrógeno que combinan generación de energía fotovoltaica y baterías recargables. También estimaron los niveles de tecnología necesarios para que los sistemas produzcan hidrógeno a un costo competitivo a nivel mundial. Los resultados pueden proporcionar pautas vitales para promover los sistemas de generación de energía renovable intermitente como la principal fuente de energía del país.

Los científicos informan de obstáculos en el esfuerzo por aumentar la generación de energía renovable, como la generación de energía inestable y el bajo índice de capacidad anual. Entre los ejemplos específicos se incluyen las empresas eléctricas japonesas que suspendieron la aceptación de solicitudes de proveedores de energía renovable en septiembre de 2014 y Kyushu Electric Power Company que controló la supresión de la potencia de salida de la generación de energía solar en octubre de 2018. Para abordar estos problemas, Varias organizaciones han estado estudiando sistemas capaces de almacenar el exceso de electricidad en baterías recargables y sistemas de energía a gas (P2G) capaces de producir hidrógeno utilizando electricidad renovable y almacenar y suministrar el hidrógeno producido. Sin embargo, la mayoría de estos sistemas resultaron costosos de operar, socavando la implementación masiva de tecnología de generación de energía económicamente viable impulsada por energía renovable nacional.

El equipo de investigación conjunto diseñó un sistema integrado (ver figura) capaz de ajustar la cantidad de carga / descarga de la batería y la cantidad de producción de hidrógeno por electrólisis en relación con la cantidad de energía solar generada. Luego, el equipo evaluó la viabilidad económica del sistema. Identificaron los niveles de tecnología necesarios para que el sistema produzca hidrógeno a bajo costo a través de un análisis integral de factores que incluyen baterías recargables y capacidades del electrolizador. considerando los avances tecnológicos futuros. Por ejemplo, Se espera que las baterías recargables que solo pueden descargarse a un ritmo bajo pero que pueden producirse económicamente estén disponibles alrededor de 2030. El equipo estimó que la integración de estas baterías permitirá que el sistema operado en Japón produzca hidrógeno a un costo globalmente competitivo de 17 a 27 yenes por metro cúbico.

En estudios futuros, el equipo planea determinar los niveles de tecnología de componentes requeridos para los sistemas propuestos y establecer valores objetivo de I + D para alcanzar estos niveles. El equipo también investigará la viabilidad del sistema de sistemas de generación de energía renovable bajo control de supresión de salida o una conexión de red eléctrica restringida para diseñar un sistema prototipo.