Pin nhiên liệu cung cấp năng lượng cho các hệ thống phụ trợ, nhưng vẫn còn câu hỏi về hiệu quả của việc xử lý NH3 để sử dụng H2 làm nhiên liệu
Một con tàu ngoài khơi Bilbao hiện đang hoạt động với một máy nghiền amoniac trên tàu tạo ra nhiên liệu hydro tinh khiết để cung cấp năng lượng cho các dịch vụ phụ trợ của nó, điều mà công ty đứng sau kế hoạch này tuyên bố là “đầu tiên trên thế giới”.
Tàu cung cấp Bertha B dài 4,4m được công ty khởi nghiệp H2Site của Tây Ban Nha trang bị thiết bị bẻ khóa amoniac trên tàu, tạo ra hydro được sử dụng trong pin nhiên liệu màng trao đổi proton (PEM) 30kW, từ đó cung cấp điện cho tàu .
Cả hai thành phần này đều được tích hợp trong một thùng chứa duy nhất đặt trên boong tàu, trong khi pin nhiên liệu 30kW hiện sử dụng khoảng 120kg amoniac mỗi ngày, được lưu trữ trong các chai lớn.
Giám đốc điều hành H2Site Andrés Galnares nói với Hydrogen Insight: “Đây là lần đầu tiên một giải pháp như vậy được lắp đặt và vận hành trên tàu. Điểm đặc biệt của cracker của chúng tôi là nó tạo ra hydro có độ tinh khiết rất cao mà không cần sử dụng công nghệ tách khí bổ sung, và điều này tối đa hóa hiệu quả của pin nhiên liệu. Các giải pháp hiện tại tạo ra hỗn hợp hydro và nitơ.”
Tuy nhiên, vì Bertha B là tàu gần bờ nên thời gian đi thuyền chỉ giới hạn trong vài giờ.
Hôm nay, H2Site nói với Hydrogen Insight rằng họ hiện đang xây dựng các đơn vị có công nghệ tương tự ở phạm vi MW, có thể cho phép pin nhiên liệu cung cấp năng lượng cho các tàu lớn hơn.
Việc lắp đặt được thực hiện như một phần trong quá trình xác nhận “lò phản ứng màng tích hợp” của H2Site nhằm đảm bảo rằng không còn dấu vết amoniac nào trong hydro sau khi nứt và cuối cùng sẽ được loại bỏ khỏi bình Bertha B.
Pin nhiên liệu PEM yêu cầu độ tinh khiết cao của hydro để hoạt động hiệu quả. Trên thực tế, theo các nhà khoa học tại cơ quan nghiên cứu CSIRO của Úc, trên thực tế, một lượng nhỏ amoniac trong pin nhiên liệu PEM sẽ gây ra thiệt hại không thể khắc phục.
Jose Medrano, Giám đốc Kỹ thuật tại H2Site cho biết, công nghệ lò phản ứng màng cải tiến của chúng tôi không chỉ mang lại sự cải thiện về hiệu quả hệ thống mà còn giảm thiểu tác động của việc lắp đặt. “Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng có không gian hạn chế, chẳng hạn như trên tàu.”
Tuy nhiên, quá trình chuyển hóa amoniac đắt tiền thành hydro và sau đó sử dụng nó trong pin nhiên liệu sẽ gây ra tổn thất năng lượng đáng kể.
H2Site cho biết cracker của họ hoạt động với hiệu suất 90%, trong khi pin nhiên liệu có hiệu suất khoảng 50-55%, mang lại hiệu suất khứ hồi khoảng 35%, tương đương với động cơ đốt trong.
Nhưng theo báo cáo tổng quát hơn của CSIRO về công nghệ pin nhiên liệu chuyển đổi amoniac thành hydro nói chung, hiệu quả hoạt động tốt của việc vận hành pin nhiên liệu chạy bằng hydro được tách ra từ nguồn amoniac có nguồn tái tạo sẽ mang lại hiệu suất tổng thể cho chuyến đi là 11%. -19%, dựa trên mức tổn thất năng lượng 24% trong bánh quy và 40-60% nữa trong pin nhiên liệu.
Điều này là do việc sản xuất amoniac sẽ cần một lượng năng lượng tái tạo đáng kể để tạo ra hydro xanh và thậm chí nhiều hơn nữa để cung cấp năng lượng cho quy trình Haber-Bosch tổng hợp hydro và nitơ, dẫn đến chi phí đáng kể.
Medrano nói thêm: “Chúng tôi đã tập trung nỗ lực thiết kế vào việc giảm thiểu mức tiêu thụ amoniac, đây sẽ là chìa khóa để mở rộng quy mô để phù hợp với các đơn vị sản lượng điện cao hơn”.
H2Site đang tìm nguồn cung cấp amoniac từ một nhà cung cấp khí đốt địa phương, cho thấy đó là NH 3 màu xám được tạo ra từ khí hóa thạch gây ô nhiễm.
Quy trình Haber-Bosch được sử dụng để tổng hợp hydro và nitơ thành amoniac xám từ khí hóa thạch có cường độ carbon khoảng 1,5 tấn carbon dioxide tương đương trên mỗi tấn NH 3, hiện chiếm khoảng 1,2% lượng khí thải carbon toàn cầu.
Amoniac xanh được làm bằng hydro tái tạo vẫn còn khan hiếm trong thời điểm hiện tại. Nhưng khu vực phía bắc xung quanh Bilbao đang hy vọng có được một trung tâm hydro xanh lớn - một tham vọng gần đây đã bị giáng một đòn mạnh bởi quyết định đóng băng đầu tư vào chương trình hydro của đất nước Basque của nhà phát triển Repsol - như một phần trong kế hoạch phát triển một loạt Hành lang hydro của Tây Ban Nha. cung và cầu H2 .
