World Smart Energy Week (WSEW) i Tokyo

skrivet av Johan Scheers
Bakgrund
I slutet av februari varje år anordnas ”World Smart Energy Week (WSEW)” i Tokyo.  Se ett tidigare nyhetsbrev för ett reportage från förra året [1]. Sedan förra året finns också en andra, mindre, höstupplaga av WSEW som arrangeras i Osaka (3-5 sept 2014).
Energiveckan i Tokyo är i själva verket en tredagarsmässa – en demonstrations- och handelsplats för energiprodukter, tjänster och kringutrustning.  Med 1 600 utställare och 80 000 tänkta besökare från 30 nationer räknar organisatören – Reed Exhibitions Japan – med att affärer i år genomförs till ett sammanlagt värde av 6.3 miljarder japanska yen (ca: 400 miljoner kr) [2].
Att besöka mässgolvet i Tokyo är gratis, men att registrera sig för någon av de tekniska sessioner med inbjudna talare som erbjuds kostar en mindre förmögenhet. Vill man delta som utställare nästa år gör man bäst i att anmäla sitt intresse redan nu, då uthyrningen av nästa års montrar pågår [3].
Jag besöker mässgolvet vid WSEW under dess andra dag. I år finns det även dagsfärska, tryckta nyhetsblad tillgängliga för alla besökare. Via nyhetsbladen får man tillgång till utvalda rapporter från de stängda sessionerna [2] och utdrag från några av dessa presenteras längre ner under rubriken ”i talarstolen”.
Från mässgolvet
Under huvudrubriker som: ”PV SYSTEM EXPO”, WIND EXPO, FC EXPO, BATTERY JAPAN m.fl. rymmer WSEW åtta individuella mässor:
”10th International Hydrogen & Fuel Cell Expo”
”7th International Photovoltaic Power Generation Expo”
”5th International Photovoltaic Power Generation System Expo”
”5th International Rechargeable Battery Expo”
”5th Processing Technology Expo”
”4th International Smart Grid Expo”
”4th Eco House and Eco Building Expo”
”2nd International Wind Energy Expo & Conference”
Att döma av titlarna har evenemanget vuxit kontinuerligt, med vindkraft som det senaste tillskottet.  Utöver rena företagsdemonstrationer rymmer vissa av mässorna konferensinslag: ”FC Academic Forum” med 52 bidrag, som var och en presenteras både som posters (under hela konferensen) och muntligt (vid ett tillfälle enligt förtryckt program), är ett friskt inslag i vätgas- och bränslecellsmässan.
Bränsleceller
”10th International Hydrogen & Fuel Cell Expo” är för övrigt precis som förra året den mässa som känns mest genomtänkt med generös yta också för HySAT (The Research Association for Hydrogen Supply/Utilization Technology) – en japansk företagssammanslutning grundad 2009 som verkar för att etablera en infrastruktur för vätgasanvändning [4].
Bland medlemmarna i HySAT märks Toyota, Nissan, Honda och diverse gas- och petroleumföretag. Utomhus, på taket av konferensanläggningen ”Tokyo Big Sight”, kan man mot en spektakulär bakgrund provköra bränslecellsbilarna (Nissan X-trail FCV och Honda FCX) från HySATs demonstrationsprogram. Bilarna är dock till åren och drar ingen större publik, Nissans senaste FCV-modell är t.ex. från 2008. Den som väntar på en ny modell får enligt Nissans utställningsblad vänta till nästa år.
Samma blad presenterar också en intressant jämförelse av Nissans bränslecellsstackar anno 2005 (90 kW; 90 liter; 120 kg) och 2011 (85 kW; 34 liter; 43 kg) som visar hur mycket man lyckats öka energidensiteten över 6 år.
Bland bränslecellsbilarna på plats var Toyotas knallturkosa bränslecellsbil ”FCV CONCEPT” inne på mässgolvet ett mer spektakulärt inslag. Den premiärvisades vid Tokyo Motor Show förra året [5], men här gick det inte att provköra eller ens att vidröra den.
Från HySATs representant fick jag följande information. Idag finns det 60 bränslecellsfordon och 13 vätgasstationer i Japan inom HySATs demonstrationsprogram. En stor mängd vätgasstationer är också beslutade om eller redan under uppförande, vilket medför att 100 stationer kommer att finnas tillgängliga i Japan vid årets slut.
När 1:a generationens bränslecellsbilar släpps för allmänheten under 2015 är det enligt HySAT starten på en 10 år lång ”tidig produktintroduktion” som man delar upp i två lika stora start- och expansionsfaser. I slutet av den senare säger prognosen att antalet bränslecellsbilar skall vara 2 miljoner och att det skall finnas 1000 vätgasstationer [4].
Batterier/kondensatorer
Vid förra årets batterimässa saknade jag den variation av utställare och evenemang som fanns på vätgas/bränslecellsmässan. I år var det lite bättre, men trots att batterimässan är större både till ytan och antalet utställare, så finns det mycket kvar att önska för en besökare från Universitet/Högskola. Om man har resurser kan man dock promenera hem med en mer eller mindre komplett order på en batterifabrik.
En mager EV-sektion var ny för i år, som förutom en Mitsubishi Outlander, fokuserade på mindre elfordon eller demonstrationsfordon: Honda MC-Beta (≤ 70 km/h, räckvidd 80 km), Pues EV (≤ 45 km/h), en ”sportprototyp” från NATS (Nihon automobile college), samt två- och trehjuliga scootrar från E-minimo, Japan.
Vid den intilliggande sektionen för kondensatorer presenterade Asahi världens första elbil driven av litiumjonkondensatorer (LIC) – Miluira Type B – framtagen av Takayanagi. Bilens kondensatormodul om 864 Wh driver fordonet 13 km vid en medelhastighet av 18 km/h och laddas fullt på 3.6 minuter (200A).
Avdelningen för kondensatorer, som jag inte la märke till under förra året, skyltade med fler fordonsapplikationer; Bluways presenterade en LIC om 135 kg/317 liter som används kommersiellt av OEM i Europa. Som kraftkälla för en elmotor som används parallellt med en dieselmotor hänvisar man till en kostnadsreducering av 35% under bussens livstid.
I Nippon-Chemi-Cons monter skyltade man med en ”double-layer capacitor” som används i Mazdas bilmodeller ”FIT” och ”VEZEL”. Man skyltade också i samma monter med utställningsmaterial om kommande teknologier: kolnanotubkondensatorer för handhållen elektronik och nanohybridkondensatorer. I de senare som arbetar vid 1.55 V vs. Li+/Li består den negativa elektroden av LTO-partiklar, med en partikelstorlek av 5-20 nm, som fästs på nanokolfiber.  Den positiva elektroden utgörs av aktivt kol och kondensatorn presenteras, jämfört med konventionella kondensatorer, som ett säkert system (utan litiumplätering) med hög energidensitet och högt effektuttag.
Bland batterimaterial och produkter lyste nya koncept med sin frånvaro. Det handlade mest om optimering av existerande produkter, t.ex. genom nya tillverkningsmetoder. Ett exempel från katodsidan är HED NCM-Toolbox från BASF, där man erbjuder kunderna ett brett spektrum av skräddarsydda NCM-partiklar, avseende partikelstorlek, distribution av storlekar och morfologi. För att illustrera skillnaden mellan täta och porösa NCM-partiklar hade man i montern tre jättemodeller av NCM-partiklar (30x30cm) för beskådning som man hade tillverkat utifrån elektronmikroskopbilder.
Från BASF framhävde man också gärna sin starka position på batterimaterialmarknaden genom att på monterns väggar lista sina erövringar (2012) av både hela och delar av företag samt materiallicenser; licenser av vinylenkarbonat från Mitsubishi och LFP/LMP från ”LiFePO4+C licensing AG”, köp av Novolyte (elektrolyter), Mercks elektrolytdel och Ovonic (NiMH), samt investeringar i Sion Power (LiS-batterier).
På elektrolytsidan märktes också marknadsföringen av fluorerade lösningsmedel från Solvay, linjära och cykliska karbonater, som man kombinerade i färdiga elektrolyter med LiPF6som salt och LiTFSI som additiv (1%).
På anodsidan fick jag mig i montern hos ”Kureha Battery Materials Japan” förevisat fördelarna med deras ”hard carbon” anoder under produktnamnen CARBOTRON och BIOCARBOTRON. CARBOTRON användes av Sony i de första Li-jon batterierna, men ersattes senare av grafitbaserade material. Nu hoppas Kureha, med nya optimerade kolmaterial, på en återgång till ”hard carbon” som erbjuder högre kapacitet än grafitbaserad kolanoder och mindre risk för litiumplätering – framförallt vid låga temperaturer (< 20°C).
I talarstolen
Från RECHARGE [2] släppte man tre dagsfärska, tryckta rapporter om och från WSEW 2014. Nyheterna fokuserade mycket på Japans sårbara energisituation – med samtliga ~50 kärnreaktorer avstängda för tillfället – och Japans vilja att satsa på förnyelsebar energi. Här följer ett utdrag från rapporterna:
*Bilindustrin är en av Japans kärnindustrier. Japan behöver vara i framkant i batteriutvecklingen som utgör basen för elektrifierade fordon. Japanska regeringens ”road map” avser att förbättra räckvidden för EVs från 120-200 km idag till år 700 km 2030. Regeringen är villig att bidra med ”as much funds and resources as possible” – Kenichiro Yoshida, Ministry of Economy, Trade and Industry (METI), Japan.
*Kina och Sydkorea erbjuder batterier till konkurrenskraftiga priser, men Taiwan kan bryta sig in på den Japanska batterimarknaden med det säkrare Li-jonbatteriet Stoba från JS Power [6]. Stobabatteriet har funnits på marknaden 18 månader och försäljningen har ökat kontinuerligt sedan lanseringen – Jhy-Yeong Gau, ”Executive Secretary”, Taiwan Battery Association.
*Framtiden för Japans förnyelsebara energi hänger på att ”vi klarar att kommersialisera vätgasbaserade bränsleceller”. 60% av patentansökningarna för bränsleceller görs av Japanska företag och regeringen fokuserar på teknologin på grund av denna konkurrensfördel – Jun Takashina, METI, Japan.
*En ny era för kondensatorer håller på att öppnas med tillämpningen i motorfordon, men den lägre energidensiteten jämfört med Li-jonbatterier gör att man behöver blända samman dessa två teknologier. Regeringen och den Japanska bilindustrin bör investera i forskning och utveckling kring kondensatorteknologi, speciellt eftersom batterimarknaderna i Kina och Sydkorea växer snabbt – Hiroshi Kawamoto, Professor, Osaka University.
*Bränsleceller kan spela en nyckelroll för Sydkoreas framtid. Den Sydkoreanska regeringen är mycket ambitiös med att satsa på bränslecellsteknologi eftersom man ser möjligheterna att skapa en industri som kan stimulera den Koreanska ekonomin positivt. Sydkoreanska POSCO har installerat 120 MW bränsleceller i landet sedan 2007, mycket tack vare den Sydkoreanska regeringens subventioner – Taehyung Kim, Posco Energy’s fuel-cell division.
*Japan importerar årligen fossila bränslen till en kostnad av 30 miljarder USD (195 miljarder kr) – en ohållbar situation. Ett tidigare mål om 50 GW installerad vindkraft till 2050, är på väg att justeras upp avsevärt i en ny ”road map” från Japan Wind Power Association – Tetsuro Nagata, Japan Wind Power Association.
*Vindkraft kommer att nå en global boom under 2014 efter ett svagt 2013. Globalt förväntas 45-47 GW vindkraft installeras under 2014 (35.5 GW 2013). I Japan förväntas 270-280 MW installeras under 2014 (415 MW år 2015; 600 MW år 2016) – Justin Wu, ”Lead Wind Analyst”, Bloomberg New Energy Finances.
*Det satsas stort på vindkraftprojekt utanför land. ”Fukushima Forward” är ett ambitiöst och symboliskt jätteprojekt att installera 1 GW vindkraft i djupt hav utanför Fukushima till år 2020. Projektet är dock kritiserat för sin dyra prislapp, stora tekniska problem att förtöja de flytande bojer som huserar kraftverken och det korta tidsperspektivet – Brian Publicover, RECHARGE.
*General Electric presenterar den hittills teknologiskt mest avancerade vindturbinen (2.85-103) som inkluderar ett batterienergilager och är tyfonsäker. GE har installerat 20% av vindkapaciteten i Japan och är exalterade över vindmarknaden i Japan som sedan 2012 erbjuder en förmånlig ”feed-in tariff” för vindkraftsinstallationer – Anne McEntee, ”Vice President for Renewables”, GE.
*”Feed-in tariffen” (FIT) som erbjuer företag som installerar förnyelsebar energi i Japan en gradvis avtagande konstnadsreduktion under 20 år, ledde under de 16 första månaderna efter införandet till 5.86 GW extra förnyelsebar energikapacitet (varav 97% eller 5.67 GW via solcellspaneler). Detta är nära nog en fördubbling av kapaciteten över en natt, vilket gör Japan till ett föregångsland för FIT–systemet – Mika Ohbayashi, Japan Renewable Energy Foundation.
*Efterfrågan på solpaneler uppskattas överstiga 6 GW i Japan år. Inhemsk produktionskapacitet är ca 3 GW. Detta öppnar upp affärsmöjligheter för framförallt kinesiska företag – Izumi Kaizuka, ”Senior Analyst”, Tokyo Solar Consultancy RTS.
*Japans solcellsmarknad var länge något av en barrikaderad trädgård för utländska bolag – exotisk och lockande, men mestadels otillgänglig. De senaste 18 månaderna har dock situationen ändrats och de flesta globala utländska bolag säljer numera moduler till Japan, men i brutal konkurrens med nationella bolag. Vissa experter hävdar att det globalt finns utrymme för ett eller två dussin modulföretag i det långa loppet, men enbart i Kina finns det idag 85 modultillverkare – Karl-Erik Stromsta, RECHARGE.
Egna kommentarer
Japan är onekligen ett hett område för förnyelsebar energi i sviterna efter Fukushimakatastrofen. En stark nationalism och framgångsrika inhemska företag till trots, så krävs att utländska företag släpps in på marknaden.
I ”Smart Energy delen” av WSEW lägger man mycket expomuskler på att demonstrera vehicle-2-home och home-2-vehicle koncept för elbilar (t.ex. Honda och Sharp), där moderna villor med garage utgör bas för integreringen av elfordon och hem i smarta system. Frågan är hur gångbart konceptet är i ett samhälle där man bor väldigt trångbott och där det finns högst begränsad tillgång till egna villor med garage.
Referenser
[1] Nyhetsbrev 28 feb 2013. länk
[2] World Smart Energy Week 2014 – Day 2; länk
[3] World Smart Energy Week – officiell hemsida  ; wsew(at)reedexpo.co.jp
[4] HySUT; länk
[5] Toyota Fuel Cell Vehicle; länk
[6] New invention addresses lithium battery fires: länk