Hydro hàng hải: bên trong hệ thống năng lượng hydro mới của Yanmar Power Technology
Nhà cung cấp hàng hải Nhật Bản Yanmar Power Technology đã thử nghiệm một hệ thống tiếp nhiên liệu hydro công suất lớn mà hãng cho biết có thể cho phép hành trình dài hơn ba lần.
Mật độ năng lượng của hydro nén làm cho nó hữu ích cho việc vận chuyển khử cacbon. Tín dụng: Công nghệ Điện Yanmar.
Cần rất nhiều năng lượng để di chuyển một con tàu trên mặt nước, đó là lý do tại sao ngành hàng hải thường được coi là một trong những biên giới cuối cùng của quá trình khử cacbon. Kích thước khổng lồ của các tàu công nghiệp và quãng đường dài mà chúng thường di chuyển có nghĩa là chúng không dễ dàng được cung cấp năng lượng bởi các công nghệ xanh như pin lithium.
Tuy nhiên, xem xét ngành công nghiệp này chịu trách nhiệm cho khoảng 2,5% tổng lượng khí thải CO2 của thế giới và khoảng 90% mọi thứ mà mọi người tiêu thụ được di chuyển bằng đường biển, thì rất cần phải tìm ra giải pháp.
Hydro được cho là câu trả lời. Các nhà cung cấp công nghệ đang chạy đua để chế tạo các tàu thay thế nhiên liệu boongke gây ô nhiễm từ hydrocacbon bằng công nghệ pin nhiên liệu hydro. Công nghệ Điện Yanmar (YPT) là một. Nhà sản xuất và nhà cung cấp có trụ sở tại Nhật Bản gần đây đã hoàn thành việc tiếp nhiên liệu hydro áp suất cao 70 MPa đầu tiên trên thế giới cho một con tàu sử dụng thuyền thử nghiệm trình diễn được trang bị hệ thống pin nhiên liệu hydro.
Chuyển đổi năng lượng: cái nhìn về thế giới ngày mai
Chỉ trong một thập kỷ, năng lượng tái tạo đã chuyển từ áp dụng thích hợp (và tốn kém) sang áp dụng phổ biến (và tiết kiệm). Nhưng bây giờ, giai đoạn tiếp theo là ở chúng ta. Ngoài việc triển khai mạnh mẽ năng lượng gió và năng lượng mặt trời, thế giới cần thúc đẩy việc cấu hình lại lưới điện trước thế hệ năng lượng tái tạo tiếp theo, sự mở rộng hàng loạt của các loại xe điện (EV) và những thay đổi đối với mô hình sử dụng. Các lưới đã sẵn sàng cho một sự thay đổi chưa? Họ có được chuẩn bị để quản lý hiệu suất tự động và từ xa trong khi vẫn duy trì mạng lưới phân phối an toàn, hiệu quả, đáng tin cậy và linh hoạt không? Sau đây, chúng tôi khám phá cách các công nghệ thông minh có thể sẵn sàng lưới điện cho ...
Áp suất tiếp nhiên liệu cao hơn có nghĩa là có thể đổ thêm nhiều nhiên liệu vào các thùng để tăng thời gian hoạt động của các tàu và do đó cải thiện khả năng thương mại của một loạt pin nhiên liệu hydro trên biển.
Sự đổi mới, phát triển về công nghệ
Hệ thống mới, được thử nghiệm với sự hợp tác của Toyota Tsusho Corporation, sử dụng cơ sở áp suất cao được cấp phép đặc biệt và ống tiếp nhiên liệu hydro dài nguyên mẫu mới được phát triển, dẫn đến thời gian bay dài hơn ba lần so với quy trình trước đó.
Loại công nghệ này đã được triển khai cho ngành công nghiệp ô tô cho các loại xe chạy bằng pin nhiên liệu, xe buýt và xe tải nhưng chiều dài của ống tiếp nhiên liệu của các ứng dụng này quá ngắn - thường khoảng ba mét - để phục vụ các tàu không được đặt gần các cơ sở trên bờ .
Người phát ngôn của YPT cho biết: “Để thích ứng với điều này, chúng tôi đã trình diễn một chiếc vòi dài hơn - khoảng 30 mét - để nó có thể tiếp cận tàu trên cầu cảng từ các cơ sở tiếp nhiên liệu trên bờ và thực hiện quy trình tiếp nhiên liệu an toàn.
Cuộc thử nghiệm sử dụng hệ thống tiếp nhiên liệu cho Trạm Hydrogen Di động, chỉ thích hợp cho các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu và một chiếc thuyền trình diễn YPT dài 38 feet và chở được 8 bình hydro. Trong quá trình thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã có một vài khoảng thời gian để nạp đầy hydro vào hệ thống tiếp nhiên liệu, hệ thống này đã xác minh cấu hình và nó có thể được sử dụng cho các tàu tiếp nhiên liệu. Tuy nhiên, hệ thống cần được mở rộng để vận hành thực tế, người phát ngôn cho biết.
Chuyển đổi năng lượng: cái nhìn về thế giới ngày mai Chỉ trong một thập kỷ, năng lượng tái tạo đã chuyển từ áp dụng thích hợp (và tốn kém) sang áp dụng phổ biến (và tiết kiệm). Nhưng bây giờ, giai đoạn tiếp theo là ở chúng ta. Ngoài việc triển khai mạnh mẽ năng lượng gió và năng lượng mặt trời, thế giới cần thúc đẩy việc cấu hình lại lưới điện trước thế hệ năng lượng tái tạo tiếp theo, sự mở rộng hàng loạt của các loại xe điện (EV) và những thay đổi đối với mô hình sử dụng. Các lưới đã sẵn sàng cho một sự thay đổi chưa? Họ có được chuẩn bị để quản lý hiệu suất tự động và từ xa trong khi vẫn duy trì mạng lưới phân phối an toàn, hiệu quả, đáng tin cậy và linh hoạt không? Sau đây, chúng tôi khám phá cách các công nghệ thông minh có thể sẵn sàng lưới điện cho giai đoạn chuyển giao năng lượng tiếp theo. Bằng cách nhấp vào nút Tải xuống Whitepaper miễn phí, bạn chấp nhận các điều khoản và điều kiện và xác nhận rằng dữ liệu của bạn sẽ được sử dụng như được mô tả trong chính sách bảo mật của Hitachi Bằng cách tải xuống Whitepaper này, bạn xác nhận rằng chúng tôi có thể chia sẻ thông tin của bạn với các đối tác / nhà tài trợ sách trắng của chúng tôi, những người có thể liên hệ trực tiếp với bạn để cung cấp thông tin về các sản phẩm và dịch vụ của họ. Truy cập chính sách bảo mật của chúng tôi để biết thêm thông tin về các dịch vụ của chúng tôi, cách chúng tôi có thể sử dụng, xử lý và chia sẻ dữ liệu cá nhân của bạn, bao gồm thông tin về quyền của bạn đối với dữ liệu cá nhân của bạn và cách bạn có thể hủy đăng ký nhận các thông tin tiếp thị trong tương lai. Dịch vụ của chúng tôi dành cho người đăng ký công ty và bạn đảm bảo rằng địa chỉ email được gửi là địa chỉ email công ty của bạn.
Hệ thống sau khi hoàn tất sẽ được cài đặt
Đối với hệ thống pin nhiên liệu hàng hải loại 300kW mà công ty đang phát triển dựa trên các mô-đun pin nhiên liệu MIRAI của Toyota.
YPT cho biết loại công nghệ này đang được khách hàng yêu cầu và thử nghiệm này sẽ hỗ trợ việc triển khai hệ thống pin nhiên liệu hydro trên thị trường cũng như nghiên cứu cơ sở hạ tầng tiếp nhiên liệu hydro cho tàu biển. Nó cũng hỗ trợ Lộ trình của Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản để Không phát thải từ Vận chuyển Quốc tế được thành lập vào tháng 3 năm 2020 nhằm mục đích triển khai 'tàu không phát thải' thế hệ đầu tiên vào năm 2028.
Đi theo hướng thương mại hóa
Nhật Bản là một trong những quốc gia đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực vận tải biển và đóng tàu toàn cầu và hy vọng sẽ đóng góp tích cực vào mục tiêu của Tổ chức Hàng hải Quốc tế là giảm tổng lượng phát thải khí nhà kính hàng năm từ vận tải biển quốc tế ít nhất 50% vào năm 2050 so với mức năm 2008.
Nhật Bản cũng quan tâm đến việc phát triển hydro làm nhiên liệu năng lượng để chấm dứt tình trạng quá phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch ở nước ngoài, vốn chiếm khoảng 98% nhiên liệu ô tô. Nó cũng có kế hoạch cắt giảm 26% lượng khí thải độc hại vào năm 2030 và 80% vào năm 2050.
YPT nhằm mục đích nhận được sự chấp thuận của các hiệp hội phân loại để hệ thống tiếp nhiên liệu có thể được lắp đặt trên nhiều loại tàu khác nhau với khách hàng toàn cầu hướng tới dự kiến ra mắt thị trường vào năm 2023. Công ty cho biết mặc dù cuộc trình diễn đã xác minh rằng việc tiếp nhiên liệu hydro áp suất cao 70MPa cho tàu là có thể, vẫn còn những thứ cần được nghiên cứu và phát triển để triển khai.
Người phát ngôn cho biết: “Ví dụ, các giao thức tiếp nhiên liệu như tốc độ tăng áp suất cần được nghiên cứu thêm và tối ưu hóa. “Ngoài ra, ống dài hơn mà chúng tôi sử dụng là một nguyên mẫu và các sản phẩm thương mại phức tạp hơn sẽ phải được phát triển.”
YTP là một trong số các công ty đang phát triển các hệ thống hydro để tiếp nhiên liệu cho các tàu vận tải biển, tất cả đều dành cho lĩnh vực tàu thuyền nhỏ, mà các chuyên gia tin rằng sẽ đóng vai trò là cơ sở chứng minh để mở rộng quy mô công nghệ cho các tàu buôn lớn hơn.
Tháng 6 năm ngoái, CMB Tech đã khai trương trạm tiếp nhiên liệu hydro đa phương thức đầu tiên ở Antwerp, Bỉ để sản xuất hydro xanh cho tàu thủy, xe kéo ống, ô tô và xe buýt. Trước đó nó đã hạ thủy chiếc Hydroville vào năm 2017, là một con tàu chở khách chạy bằng năng lượng hydro.
Công ty Switch Maritime có trụ sở tại Hoa Kỳ cũng đã công bố lần đầu tiên tiếp nhiên liệu hydro cho chiếc phà chở 75 khách mới của mình vào tháng 11 năm 2021. Con tàu có tên Sea Change đã nhận hydro vào các thùng 242 kg ở boong trên và sử dụng hydro trong pin nhiên liệu để sản xuất. điện để cung cấp năng lượng cho động cơ điện cho khoảng cách đến 300 hải lý và tốc độ đến 20 hải lý / giờ.
Hướng tới vận chuyển bằng hydro
Cuối cùng, YPT đặt mục tiêu cung cấp năng lượng cho nhiều loại tàu bằng hệ thống pin nhiên liệu hydro cũng như động cơ đốt cháy hydro. Đến năm 2023, họ dự kiến sẽ có các trạm tiếp nhiên liệu hydro để sử dụng công nghệ của họ ở một số cảng, với số lượng các trạm tăng lên khi 'mối quan tâm ngày càng tăng' trong việc sử dụng các tàu chạy bằng hydro để 'chuyển đổi xã hội sang trung tính carbon '.
Tuy nhiên, những thách thức vẫn còn ở phía trước của việc triển khai rộng rãi hydro. Hydro có mật độ năng lượng thấp so với dầu nhiên liệu nặng và cần được lưu trữ ở dạng lỏng dưới -253oC bằng các thùng đông lạnh lớn, rất khó sử dụng đối với các tàu chở hàng lớn. Các nhà phê bình nói rằng các dự án như CMB’s chỉ chứng minh rằng hệ thống khả thi ở quy mô nhỏ trên các tuyến đường đã định và ở các khu vực đã có sẵn cơ sở hạ tầng tiếp nhiên liệu.
Sự cần thiết phải hành động vẫn cấp bách, bất chấp. Theo phân tích của Simpson Spence & Young, lượng khí thải carbon dioxide của vận tải biển toàn cầu đang gia tăng, đã tăng khoảng 4,9% vào năm 2021 so với năm trước, vượt qua mức của năm 2019, theo phân tích của Simpson Spence & Young.
YPT dự kiến các tàu chạy bằng pin nhiên liệu sẽ hoạt động trên khắp thế giới vào năm 2025, điều này có thể giúp đảo ngược xu hướng này.
