Hidrogen hijau dalam pengiriman laut?

Ketika dunia berjuang untuk menaklukkan virus corona dan mengatasi dampak ekonomi bencana dari pandemi, sering ada seruan untuk pemulihan ekonomi yang berkelanjutan secara lingkungan dan tidak kembali ke status quo secara apriori. Bisakah hidrogen hijau dan teknologi sel bahan bakar mendorong pengiriman laut ke masa depan yang berkelanjutan dan layak secara ekonomi?

Hidrogen hijau

Selama bumi kita ada, air, angin, dan sinar matahari akan tersedia berlimpah. Ini adalah satu-satunya sumber daya yang diperlukan untuk menghasilkan hidrogen hijau melalui teknologi elektrolisis air. Proses ini memecah air menjadi hidrogen dan oksigen. Dan jika listrik yang dibutuhkan untuk elektroliser berasal dari sumber terbarukan, hidrogen benar-benar berwarna hijau. Sebagai pembawa energi, hidrogen hijau yang diproduksi, misalnya, melalui teknologi elektrolisis air skala besar thyssenkrupp, adalah cadangan kontrol primer yang disetujui di Jerman. Secara praktis, ini berarti bahwa pembangkit elektrolisis dapat bertindak sebagai penyangga skala besar untuk mengimbangi fluktuasi jangka pendek dalam pembangkit listrik terbarukan. Namun hidrogen hijau tidak hanya pembawa energi bersih tetapi juga bahan bakar untuk masa depan yang berkelanjutan dalam pengiriman karena hidrogen dapat dengan mudah diubah menjadi listrik dalam sel bahan bakar.

Teknologi sel bahan bakar

Dalam sel bahan bakar, hidrogen dan oksigen digabungkan untuk menghasilkan listrik, panas, dan air melalui reaksi elektrokimia. Sel bahan bakar tipikal bekerja dengan melewatkan hidrogen melalui anoda sel bahan bakar dan oksigen melalui katoda. Katalis membagi molekul hidrogen menjadi elektron dan proton di anoda. Proton melewati membran elektrolit berpori, sedangkan elektron dipaksa melalui sirkuit, menghasilkan arus listrik dan panas berlebih. Di katoda, proton, elektron, dan oksigen bergabung untuk menghasilkan molekul air. Karena tidak ada bagian yang bergerak, sistem sel bahan bakar bersih dan senyap. Teknologi ini telah berkembang pesat sejak William Grove menemukan sel bahan bakar pertama pada tahun 1838 dan sekarang menjadi sarana yang efisien dan andal untuk menghasilkan listrik.

Sel bahan bakar individu hanya menghasilkan sekitar 1,2 Volt – tidak lebih dari baterai obor kecil. Tetapi sel bahan bakar dapat ditumpuk di atas satu sama lain untuk menghasilkan tegangan yang lebih tinggi. Tumpukan sel bahan bakar yang terdiri dari sekitar 4.000 sel individu akan memberikan 80 KW drive. Namun terlepas dari Tantangan teknis untuk meningkatkan teknologi, sel bahan bakar memiliki daya dorong yang besar potensi kapal dan kapal, karena mereka adalah kekuatan yang sepenuhnya bebas emisi Sumber – Keuntungan utama untuk pengiriman melalui laut. Seperti yang umum digunakan 3.5% minyak bunker sulfur dan bahkan bahan bakar minyak sulfur yang sangat rendah (0,5% VLSFO) hampir tidak dapat Digambarkan sebagai sistem penggerak sel bahan bakar yang ramah lingkungan yang didukung oleh Green Hidrogen akan menjadi salah satu cara untuk meningkatkan lingkungan pelayaran secara signifikan jejak.

Perintis pilot

Jerman adalah salah satu negara di mana teknologi hidrogen hijau telah berkembang paling jauh. Bukan hanya thyssenkrupp adalah pemasok No. 1 di dunia untuk pabrik dan peralatan elektrolisis air skala dunia berdasarkan teknologi elektrolisis air canggih miliknya. Di Laage dekat Rostock, salah satu pelabuhan utama Laut Baltik, sebuah proyek percontohan baru-baru ini diluncurkan untuk pabrik yang pada akhirnya akan menghasilkan 300 metrik ton hidrogen hijau per tahun melalui teknologi elektrolisis air. Operator mengklaim itu akan menjadi pabrik terbesar dari jenisnya di Eropa.

Proyek angin-ke-hidrogen

Ladang angin lepas pantai adalah sumber energi hijau yang jelas dan proyek angin-ke-hidrogen skala besar di garis pantai barat laut Jerman yang berangin, Westküste 100, baru saja menerima dana yang diperlukan dari Kementerian Urusan Ekonomi dan Energi Jerman. Proyek Westküste 100 bertujuan untuk meneliti dan mengembangkan proses untuk menghasilkan hidrogen hijau dari energi angin lepas pantai dan memanfaatkan limbah panas dan oksigen yang dihasilkan dengan baik. "Proyek ini unik karena menggunakan tenaga angin lepas pantai untuk produksi hidrogen skala besar. Hanya angin lepas pantai yang dapat menyediakan sumber energi hijau terbarukan yang andal untuk elektrolisis," kata Volker Malmen, yang mengelola operasi Jerman Ørsted, pemimpin dunia dalam energi angin lepas pantai dan kekuatan pendorong di balik proyek ini.

Sel bahan bakar di kapal

Pada Oktober 2019, Meyer Werft, salah satu galangan kapal pesiar terkemuka di dunia, mengumumkan bahwa kapal pesiar bertenaga LNG AIDAnova akan menguji teknologi sel bahan bakar sebagai sistem propulsi pada tahun 2021. Ini adalah bagian dari proyek penelitian Pa-X-ell2 di mana delapan mitra berkolaborasi untuk mengembangkan jaringan energi terdesentralisasi dan sistem energi hibrida dengan sel bahan bakar generasi baru yang cocok untuk digunakan di kapal penumpang laut. Namun, seperti banyak rencana saat ini, dampak ekonomi dari krisis corona pada pelayaran kapal pesiar dan galangan kapal seperti Meyer Werft telah meninggalkan tanda tanya di balik waktu proyek percontohan ini.

Cocok untuk masa depan

Beberapa jenis kapal bertenaga hidrogen telah beroperasi sejak tahun 2000. Selain kapal penumpang kecil seperti feri ALSTERWASSER di Hamburg, feri HYDROGENESIS di Bristol atau NEMO H2 di Amsterdam, taksi air seperti DUFFY-HERRESTORFF dan kapal pesiar seperti yang bernama NO. 1, kapal pesiar bertenaga sel bahan bakar pertama, salah satu aplikasi paling menarik dari teknologi sel bahan bakar dapat ditemukan di kapal selam Tipe 212 Jerman, yang mulai beroperasi pada tahun 2005. Teknologi sel bahan bakar HDW yang dipasang pada model kapal selam ini dan yang lebih baru sekarang menjadi pemimpin dunia dalam sistem propulsi kapal selam non-nuklir. Terlebih lagi, pada awal tahun 2020 Bill Gates dilaporkan telah menugaskan superyacht bertenaga hidrogen pertama di dunia. Namun, tidak ada sel bahan bakar yang diskalakan dan digunakan pada kapal dagang besar.

LNG atau hidrogen hijau?

Dari perspektif keberlanjutan LNG sering dilihat sebagai sistem propulsi kapal di masa depan. "Tetapi gas alam hanyalah teknologi transisi," kata Prof Gerd Hollback dari Berlin Technical University's Institute for Land- and Sea-Borne Transport. Dalam pandangannya, masa depan adalah milik teknologi hidrogen dan sel bahan bakar. Otoritas Pelabuhan Rotterdam adalah pelabuhan pertama yang bergabung dengan Dewan Hidrogen, sebuah asosiasi perusahaan global yang berusaha merangsang penggunaan hidrogen. Allard Castelein, CEO Otoritas Pelabuhan Rotterdam, tegas: "Hidrogen adalah pembawa energi abad ke-21." Benoît Potier, CEO Air Liquide dan salah satu ketua Dewan Hidrogen, sama-sama yakin: "Pembuat kebijakan, sektor bisnis, dan investor di seluruh dunia menganggap pengembangan hidrogen sangat diperlukan untuk pemulihan dari kemerosotan ekonomi saat ini setelah pandemi."