Как перспективные исследования и разработки формируют будущее GREEN IMPACT

Принятие концепции ООН о более экологичном образе жизни

Биопреобразование CO₂: Использование природы для повышения урожайности

Перовскитовые фотоэлектрические элементы: Будущее солнечной энергии за эффективностью и сдержанностью

Экономика замкнутого цикла, встроенная в собственный природный цикл Земли

«Nature Positive» охватывает локальный и глобальный уровни и требует сотрудничества между предприятиями

В условиях беспрецедентной угрозы нашей планете и обеспечивающим ее жизнедеятельность экосистемам, инициатива Panasonic GREEN IMPACT (PGI) воплощает усилия компании по созданию более устойчивой глобальной окружающей среды и, в конечном счете, лучшей жизни для всех. Все операционные компании Panasonic Group вносят свой вклад в реализацию амбициозного плана PGI, предусматривающего сокращение выбросов CO₂ более чем на 300 млн. тонн - около 1% от нынешнего общего объема выбросов в мире¹ к 2050 году.

Подразделение корпоративных исследований и разработок (R&D) Panasonic играет ключевую роль в выполнении этой миссии, наряду с соответствующими подразделениями в операционных компаниях Группы. В различных научных областях подразделение занимается разработкой новых экологически ориентированных технологий и бизнес-моделей, которые будут способствовать реализации PGI FUTURE IMPACT, включающего инициативы по увеличению объема «предотвращенных выбросов», сокращений выбросов CO₂, достигаемых за пределами цепочки создания стоимости компании.

С момента внедрения PGI в январе 2022 г. подразделение R&D Panasonic сосредоточилось на двух сферах - углеродной нейтральности и экономике замкнутого цикла, которые соответствуют основным направлениям деятельности PGI. Однако подразделение стремится к дальнейшему опережающему развитию инициатив PGI, переходя к третьему направлению исследований и разработок – «Nature Positive» подход («Позитивная природа») - видение, изложенное на Конференции ООН по биоразнообразию (COP 15) в 2022 году.

Воплощение концепции ООН по экологизации жизни

О видении нового направления «Nature positive» заявил Тацуо Огава, исполнительный директор и технический директор Panasonic Holdings Corp. в кампусе компании в районе Кадома в Осаке. Эта идея находит живой отклик у Огавы, который вспоминает, что осознание принципов устойчивого развития и цикличности пришло к нему еще в детстве, когда он проводил время в японской деревне.

Тацуо Огава выступил с программной речью, в которой изложил видение Panasonic о более экологичной и полноценной жизни с помощью технологических инноваций

Выступление Огавы открыло Технологический R&D Форум Panasonic Corporate, который проходил в кампусе Кадома и демонстрировал целый ряд инноваций, ориентированных на будущее. Вклад подразделения корпоративных исследований и разработок Panasonic в это мероприятие продемонстрировал, что достижение углеродной нейтральности и экономики замкнутого цикла, остаются основными направлениями долгосрочного планирования R&D холдинга Panasonic, к которым в ближайшем будущем добавится новое видение - шаг в сферу «Nature Positive». Продемонстрированные новые технологии, по словам Огавы, способны потрясти современные отрасли промышленности до основания.

Научно-исследовательская деятельность Panasonic Holdings охватывает две сферы - технологии GX (Green Transformation) и CPS (Cyber Physical System). GX - это инициатива японского правительства, направленная на переход от ископаемого топлива к экологически чистой энергии, а CPS - это собственная концепция Panasonic Group по улучшению повседневной жизни людей путем слияния физической и цифровой «кибер» сфер, управляемых данными. Огава объявил, что Panasonic планирует увеличить инвестиции в эти два направления примерно на 70% до 2024 финансового года.

На выставочной площадке Техфорума специалисты подразделения R&D Panasonic продемонстрировали, как их революционные инновации могут внести существенный вклад в обеспечение углеродной нейтральности, экономику замкнутого цикла и позитивное отношения к природе.

Биопреобразование CO₂: Использование природы для повышения урожайности

Сейджи Кодзима, главный научный сотрудник технологического подразделения Центра прикладных материалов, продемонстрировал биопреобразование Bio CO₂ - запатентованный биохимический процесс, позволяющий удовлетворить растущую потребность мира в продуктах питания и при этом обеспечить круговой подход к углеродной нейтральности. Эта технология является одним из первых ощутимых проявлений стремления Panasonic Holdings внести свой вклад в развитие природосбережения.

Процесс фотосинтеза, который, как показали испытания, может повысить урожайность продовольственных культур на 40,9% в случае со шпинатом, состоит из двух этапов. Во-первых, атмосферный CO₂ в процессе фотосинтеза цианобактерий превращается в биомолекулы, стимулирующие рост растений. Во-вторых, эти биомолекулы при нанесении на листья растений в виде сильно разбавленного спрея стимулируют метаболизм, связанный с фотосинтезом, и тем самым повышают урожайность. Как поясняет Кодзима, наша планета обеспечивает безграничные и бесплатные запасы основного компонента CO₂, что может расширить возможности биотрансформации CO₂ и помочь компенсировать растущую стоимость продуктов питания.

Сейджи Кодзима рассказывает о тонкостях биотрансформации CO₂ - запатентованного биохимического процесса, позволяющего удовлетворить растущую потребность мира в продуктах питания и одновременно обеспечить круговой подход к углеродной нейтральности.

Сам процесс биотрансформации CO₂ происходит в очень простом реакторе. При обычных условиях температуры и давления, сконструированные цианобактерии выделяют биомолекулы, полученные путем фотосинтеза, в присутствии воздуха и освещения мощностью около 16 Вт (допускается также естественное освещение). При этом фермерам не требуется дополнительных инвестиций в оборудование или инфраструктуру, а биомолекулы не только способствуют росту, но и повышают устойчивость культур к заболеваниям.

Novitek - это жидкость, стимулирующая рост растений, содержащая биомолекулы, разделенные в 1000 раз, которую просто распыляют на листья сельскохозяйственных культур.

Опыт Кодзимы в области биотрансформации CO₂ говорит о преимуществах разработки технологии под эгидой такого динамичного и многогранного предприятия, как Panasonic Group. «Когда я впервые увидел в лаборатории стимулирующий рост эффект наших биомолекул, полученных из CO₂, на шпинате, я сразу же представил себе общую картину использования атмосферного CO₂ для увеличения производства продуктов питания», - вспоминает он. Однако вопрос заключался в том, будет ли этот эффект применим в реальных сельскохозяйственных условиях и можно ли экономически целесообразно увеличить производство этих биомолекул до коммерческих масштабов.

Эффективность Новитека продемонстрирована на посевах шпината: Слева - однократное опрыскивание повысило урожайность более чем на 40%.

«Эта проблема не могла быть решена только силами отдела R&D», - продолжает Кодзима. «Однако благодаря сотрудничеству с операционными компаниями группы, имеющими различные точки контакта с клиентами и каналы сбыта, что характерно для компании Panasonic, мы подтвердили повышение урожайности в ходе полевых испытаний и создали производственную систему для коммерческого использования».

Технологию биотрансформации CO₂ планируется коммерциализировать в виде спрея с биомолекулами под торговой маркой Novitek. Начало продаж на внутреннем рынке Японии прогнозируется уже в 2024 году.

Перовскитовые фотоэлектрические элементы: Будущее солнечной энергии за эффективностью и сдержанностью

Возобновляемые источники энергии, а также обеспечение баланса между спросом и предложением энергии также являются ключевыми аспектами концепции углеродной нейтральности компании Panasonic Holdings. Это демонстрируют перовскитовые фотоэлектрические панели нового поколения, которые могут быть незаметно встроены в архитектуру здания в виде окон, фасадных панелей и т.д. Таким образом, перовскитовые фотоэлектрические панели потенциально могут заменить современные солнечные панели альтернативой, которая будет являться частью эстетики больших и малых городов, а не нарушать ее.

Юкихиро Канеко демонстрирует высокоэффективные перовскитовые фотоэлектрические солнечные элементы, которые могут быть встроены в дизайн здания, а также конструкции, в которых невозможно разместить обычные солнечные панели.

Более того, как пояснил на мероприятии Юкихиро Канеко, генеральный менеджер технологического подразделения Applied Materials Technology Center компании Panasonic Holdings, перовскитовые фотоэлектрические элементы могут также внести существенный вклад в будущее углеродной нейтральности. Канеко, выросший в окружении богатой природы острова Хоккайдо на севере Японии, говорит, что с детства задавался вопросом, что он может сделать для защиты окружающей среды. С помощью перовскитовых фотоэлектрических элементов это стремление было реализовано.

Компания Panasonic Holdings Corporation достигла одного из самых высоких в мире показателей эффективности преобразования для модуля на основе перовскита площадью более 800 см² - 17,9%, согласно сертификату третьей стороны, что практически равно показателю обычного коммерчески доступного кристаллического кремниевого модуля.
Гибкость формы перовскитовых фотоэлектрических модулей обусловлена процессом изготовления, при котором фотоэлектрические элементы печатаются на стеклянной подложке с помощью знакомой струйной технологии - более простого метода по сравнению со стандартными солнечными панелями.

В августе 2023 года компания Panasonic объявила о начале демонстрации и долгосрочных испытаний перовскитовых фотоэлектрических элементов, интегрированных в архитектуру построенного для тестирования дома в Fujisawa Sustainable Smart Town (Fujisawa SST) в японской префектуре Канагава. Компания Panasonic является одним из основных сторонников создания «умного города» Фудзисава, который, который является одним из немногих в мире «умных городов», демонстрирует в действии устойчивое будущее.

Экономика замкнутого цикла, встроенная в собственный природный цикл Земли

Подход Panasonic Holdings к актуализации экономики замкнутого цикла концептуализируется как трехзвенный процесс, в котором «производственный цикл» (включающий поиск материалов, разработку и производство продукции, а также ее переработку) и «сервисный цикл» (действующий в сфере обслуживания потребителей и включающий обмен продукцией, ее ремонт и восстановление) взаимодействуют в более широких интересах «природного цикла» нашей планеты – третьего цикла, недавно добавленного для воплощения позитивного видения холдинга Panasonic в области охраны природы.

Модель экономики замкнутого цикла производства, изготовления и развития услуг, теперь включающая дополнительный «цикл природы», иллюстрирующую видение НИОКР как позитивного шага к природе.

На форуме также был представлен заменитель пластика, получивший название kinari, способность которого принимать практически неограниченные формы может сделать его основным материалом в экономике замкнутого цикла. В кинари смола, получаемая из нефти и используемая в обычном пластике, максимально заменяется целлюлозным волокном растительного происхождения, которое может быть получено из любых отходов, включая использованную кофейную гущу и древесину, срубленную при сохранении лесов. Революционный материал может быть разработан таким образом, чтобы быть одновременно более прочным и легким, чем все более проблематичная «настоящая вещь», а также обеспечивает непревзойденную гибкость в выборе отделки — от изящной современной до текстур, напоминающих природу, которые некоторые пользователи ошибочно принимают за натуральное дерево.

Обеденная посуда, используемая в школе города Фукутияма (префектура Киото), изготовлена из кинари, содержащего экстракты из излишков местных деревьев.

Модель кругооборота, разработанная для кинари, предусматривает переработку материала одним из двух методов, оба из которых в настоящее время находятся в стадии разработки, по истечении срока его службы. При вторичной переработке материалов предусматривает восстановление кинари с помощью низкоэмиссионного процесса в новые поставки того же материала, а биологическая переработка - процесс биоразложения кинари в земле без негативного воздействия на окружающую среду.

При вторичной переработке кинари будет восстановлен с помощью процесса с низким уровнем выбросов в виде новых запасов того же материала, в то время как биологическая переработка будет представлять собой процесс биоразложения кинари в земле без негативного воздействия на окружающую среду.

«Nature Positive» охватывает локальный и глобальный уровни и требует сотрудничества между предприятиями

Panasonic Holdings признает, что, хотя экологические и социальные проблемы, с которыми мы сталкиваемся сейчас и в будущем, должны решаться на глобальном уровне, индивидуальный вклад в достижение таких целей, как экономика замкнутого цикла и сохранение окружающей среды, будет осуществляться на очень локальном уровне. «Местные усилия, которые согласуются с биоразнообразием и образом жизни отдельных регионов, в совокупности приведут к более масштабным решениям», - предполагает Огава. Такой подход очевиден, например, в том, что Panasonic сотрудничает со школой префектуры Киото, чтобы обеспечить учащихся столовой посудой, изготовленной из кинари, в которой используются излишки древесины из местных лесов.

Многочисленные усилия компании перед лицом экологических и социальных вызовов, как антропогенных, так и природных, в совокупности воплощают концепцию позитивного отношения к природе, которая, по мнению Огавы, в конечном счете заключается в осознании себя частью мира природы, а не чем-то отличным от него. Это же осознание, по его словам, было еще одним осознанием, которое пришло к нему в юности в сельской местности.

Аналогичным образом, Огава признает, что цели, поставленные инициативой GREEN IMPACT группы Panasonic, а теперь и постепенная экспансия Panasonic Holdings в природоохранную сферу, слишком масштабны, чтобы их могла достичь какая—либо отдельная компания в одиночку. Он выразил надежду, что Корпоративный научно-исследовательский технологический форум Panasonic может послужить катализатором для других компаний-единомышленников в сотрудничестве с Panasonic в ее миссии, ориентированной на планету и людей.

О компании Panasonic Group