ABB i Ballard osiągają przełom w technologii ogniw paliwowych dla transportu morskiego
- Oprac. M.T.
- Kategoria: Transport i spedycja
ABB i Ballard otrzymały od towarzystwa klasyfikacyjnego DNV tzw. zatwierdzenie co do zasady (Approval in Principle – AiP) dla koncepcji ogniw paliwowych dużej mocy. Koncepcja jest rozwijana przez obie firmy od 2018 roku.
Aprobata AiP jest ważnym etapem rozwoju tej nowej technologii — stanowi niezależną ocenę koncepcji, która potwierdza, że projekt jest wykonalny i nie istnieją znaczące przeszkody uniemożliwiające jego realizację. Dzięki zatwierdzeniu, rozwiązanie może zostać ukończone w ciągu najbliższych kilku lat, a następnie wdrożone na wielu rodzajach jednostek morskich.
– Wodór odgrywa istotną rolę w procesie transformacji energetycznej, dlatego kluczowe staje się opracowanie bezpiecznych tego typu technologii, co do których przemysł ma zaufanie. Opierające się na trwałych i niezależnych standardach, zatwierdzenie AiP może pomóc w budowaniu tego zaufania – powiedziała Tuva Flagstad-Andersen, dyrektor DNV Maritime dla regionu Europy Północnej.
Moduł ogniwa paliwowego dużej mocy to elastyczne rozwiązanie dla jednostek morskich, które do sprawnego działania potrzebują kilku układów o mocy 3 MW każdy.
– Taki układ ogniw paliwowych dostarczany jest razem ze zbiornikami wodoru, dopasowanymi do specyfiki statku oraz przewidywanej liczby godzin ciągłej pracy. Kompletne rozwiązanie obejmuje również system automatyki i część elektryczną, czyli konwertery, rozdzielnice czy zasilanie napędu. Całość można zintegrować z systemem magazynowania energii – tłumaczy Jarosław Szumny z biznesu Automatyki Przemysłowej ABB w Polsce. – Większość statków, o których możemy powiedzieć, że „są na wodór”, musi posiadać układ bateryjny. Stanowi on swego rodzaju wsparcie jeśli chodzi o regulację mocy czy też sam proces wytwarzania energii z wodoru. Jest wiele rodzajów statków, a więc i wiele różnych zastosowań dla takich rozwiązań wodorowych.
Statek wycieczkowy odbywający rejsy w obszarach przybrzeżnych może pracować całkowicie na zasilaniu z ogniw paliwowych lub przełączyć się na takie zasilanie w strefach ograniczeń środowiskowych. Innym przykładem jest prom o regularnym harmonogramie pracy. Taka jednostka, mając możliwości częstego bunkrowania wodoru (czyli tankowania), mogłaby pracować wyłącznie w oparciu o ogniwa paliwowe. Z kolei na statkach oceanicznych energia z ogniw paliwowych mogłaby zaspokoić potrzeby urządzeń pomocniczych.
– Jednostki budowane dla małej żeglugi na Bałtyku będą musiały spełniać europejskie normy emisyjne. Armatorzy już teraz przestawiają się na napędy alternatywne, takie jak gaz LNG i wodór. Trend jest dostrzegalny również w polskich stoczniach, np. w przypadku produkcji pływających jednostek wsparcia serwisowego – mówi Jarosław Szumny. – Rentowność wytwarzania wodoru, wraz z dojrzewaniem technologii, będzie coraz większa. Drugim czynnikiem są opłaty emisyjne, których armatorzy będą chcieli uniknąć. Z kolei ograniczeniem pozostaje brak odpowiedniej infrastruktury do „tankowania” większych statków na wodór. Porty muszą mieć możliwość przechowywania zapasów wodoru i posiadać odpowiednie urządzenia do bunkrowania takich jednostek.
Ogniwa paliwowe przekształcają energię chemiczną z wodoru w energię elektryczną w wyniku reakcji elektrochemicznej. Jeżeli do produkcji wodoru wykorzystuje się odnawialne źródła energii, cały łańcuch energii może być „czysty”.
Układy ogniw o mocy kilku megawatów każdy można łączyć ze sobą, zwiększając ogólną moc systemu wodorowego. Pomyślne opracowanie koncepcji systemu ogniw paliwowych dużej mocy to efekt zainicjowanej w czerwcu 2018 r. współpracy ABB z firmą Ballard, wiodącym światowym dostawcą rozwiązań ogniw paliwowych z membraną do wymiany protonów (PEM).
– To udana kombinacja doświadczenia ABB w zakresie rozwiązań morskich z wiedzą Ballard z obszaru megawatowych układów ogniw paliwowych do zastosowań lądowych. Dzięki temu możemy zrobić krok naprzód w rozwiązaniach wodorowych dla dużych statków — powiedział Jesper Themsen, prezes i dyrektor generalny Ballard Power Systems Europe A/S.
Transport morski odpowiada za blisko 3 proc. globalnej emisji gazów cieplarnianych (GHG). Presja na przejście na bardziej przyjazne środowisku źródła energii doprowadziła do ustalenia celów emisyjnych przez IMO – Międzynarodową Organizację Morską (agencja Narodów Zjednoczonych odpowiedzialna za nadzór nad żeglugą morską). IMO chce, aby do 2050 r. emisja gazów cieplarnianych pochodząca ze statków była mniejsza o co najmniej 50 proc. w porównaniu z poziomami z roku 2008.
Wodorowe ogniwa paliwowe to jedna z najbardziej obiecujących technologii jeśli chodzi o proces redukcji emisji gazów cieplarnianych. Obecnie mniejsze statki pływające na krótkich odcinkach są zasilane przez takie ogniwa, a technologia jest już niemal gotowa do wdrożenia na większych jednostkach.
– Nieustannie dążymy do dekarbonizacji transportu i jesteśmy przekonani, że elektryfikacja jednostek pływających, w tym technologia ogniw paliwowych, odegra kluczową rolę w osiągnięciu przez przemysł morski celów środowiskowych – mówi Juha Koskela, dyrektor dywizji ABB Marine & Ports.
Zapotrzebowanie na wodór wzrosło ponad trzykrotnie od 1975 roku. Aby upowszechnić jego stosowanie, niezbędna jest odpowiednia skalowalność rozwiązań i obniżenie kosztów produkcji. ABB współpracuje z klientami i partnerami, aby dalej rozwijać i integrować technologię, dzięki której wodór stanie się dostępnym, przystępnym cenowo elementem światowego niskoemisyjnego koszyka energetycznego. We Włoszech firma współpracuje ze szwajcarskim Axpo w zakresie rozwijania instalacji zielonego wodoru. We Francji ABB dostarcza rozproszony system sterowania Freelance i platformę cyfrową ABB Ability™ Manufacturing Operations Management do pierwszego zakładu produkcyjnego Lhyfe — firmy wytwarzającej i dostarczającej w 100 proc. zielony wodór. ABB współpracuje również z Hydrogen Optimized nad wielkoskalowymi systemami produkcji zielonego wodoru, podłączonymi do sieci elektroenergetycznej.