Okyanus gemilerinde yeşil hidrojen mi?

Dünya koronavirüsü yenmek ve pandeminin yıkıcı ekonomik etkilerinin üstesinden gelmek için mücadele ederken, çevresel olarak sürdürülebilir bir ekonomik iyileşme ve a priori statükoya geri dönülmemesi için sık sık çağrılar yapılmaktadır. Yeşil hidrojen ve yakıt hücresi teknolojisi okyanus gemiciliğini sürdürülebilir ve ekonomik olarak uygulanabilir bir geleceğe taşıyabilir mi?

Yeşil hidrojen

Dünyamız var olduğu sürece su, rüzgar ve güneş ışığı bol miktarda mevcut olacaktır. Su elektroliz teknolojisi yoluyla yeşil hidrojen üretmek için gereken tek kaynak bunlardır. Bu işlem suyu hidrojen ve oksijene ayırır. Elektrolizör için gereken elektrik yenilenebilir kaynaklardan elde ediliyorsa, hidrojen gerçekten de yeşildir. Bir enerji taşıyıcısı olarak, örneğin thyssenkrupp'un büyük ölçekli su elektroliz teknolojisi ile üretilen yeşil hidrojen, Almanya'da onaylanmış bir birincil kontrol rezervidir. Pratik anlamda bu, elektroliz tesislerinin yenilenebilir enerji üretimindeki kısa vadeli dalgalanmaları dengelemek için büyük ölçekli tamponlar olarak hareket edebileceği anlamına geliyor. Ancak yeşil hidrojen sadece temiz bir enerji taşıyıcısı değil, aynı zamanda hidrojen bir yakıt hücresinde kolayca elektriğe dönüştürülebildiği için denizcilikte sürdürülebilir bir gelecek için bir yakıttır.

Yakıt hücresi teknolojisi

Bir yakıt hücresinde, hidrojen ve oksijen elektrokimyasal bir reaksiyon yoluyla elektrik, ısı ve su üretmek için birleştirilir. Tipik bir yakıt hücresi, hidrojeni bir yakıt hücresinin anodundan ve oksijeni katodundan geçirerek çalışır. Bir katalizör hidrojen moleküllerini anotta elektron ve protonlara ayırır. Protonlar gözenekli elektrolit membrandan geçerken, elektronlar bir devre boyunca zorlanarak bir elektrik akımı ve fazla ısı üretir. Katotta protonlar, elektronlar ve oksijen birleşerek su molekülleri üretir. Hareketli parça olmadığından, yakıt hücresi sistemleri temiz ve sessizdir. William Grove'un 1838'de ilk yakıt hücresini icat etmesinden bu yana teknoloji çok ilerlemiştir ve artık verimli, güvenilir bir elektrik üretme aracıdır.

Tek bir yakıt hücresi sadece yaklaşık 1.2 volt üretir. volt üretir - küçük bir meşale pilinden çok daha fazla değil. Ancak yakıt hücreleri istiflenebilir daha yüksek voltajlar üretmek için üst üste yerleştirilir. Aşağıdakilerden oluşan bir yakıt hücresi yığını Yaklaşık 4.000 ayrı hücre 80 KW güç sağlayacaktır. Ancak buna rağmen Teknolojiyi büyütmenin teknik zorlukları, yakıt hücrelerinin büyük bir itici güce sahip olması Tamamen emisyonsuz bir güç olduğu için gemiler ve tekneler için potansiyel kaynağı - okyanus taşımacılığı için önemli bir avantaj. Yaygın olarak kullanılan %3,5 kükürtlü bunker yağı ve hatta çok düşük kükürtlü fuel oil (%0,5 VLSFO) bile çevre dostu olarak tanımlanabilecek, yeşil enerjiyle çalışan yakıt hücreli tahrik sistemleri hidrojen, deniz taşımacılığının çevresel etkilerini önemli ölçüde iyileştirmenin bir yolu olacaktır. ayak izi.

Öncü pilot

Almanya, yeşil hidrojen teknolojisinin en fazla ilerleme kaydettiği ülkelerden biridir. Thyssenkrupp'un tescilli gelişmiş su elektroliz teknolojisine dayanan dünya ölçeğindeki su elektroliz tesisleri ve ekipmanlarının dünyadaki 1 numaralı tedarikçisi olmasının tek nedeni bu değil. Baltık Denizi'nin başlıca limanlarından biri olan Rostock yakınlarındaki Laage'de, su elektrolizi teknolojisiyle yılda 300 metrik ton yeşil hidrojen üretecek bir tesis için kısa süre önce bir pilot proje başlatıldı. İşletmeci, bunun Avrupa'da türünün en büyük tesisi olacağını iddia ediyor.

Rüzgardan hidrojen projesi

Açık deniz rüzgar çiftlikleri yeşil enerjinin bariz bir kaynağıdır ve Almanya'nın rüzgarlı kuzeybatı kıyı şeridinde büyük ölçekli bir rüzgardan hidrojen projesi olan Westküste 100, Almanya Ekonomik İşler ve Enerji Bakanlığı'ndan gerekli fonu almıştır. Westküste 100 projesi, açık deniz rüzgar enerjisinden yeşil hidrojen üretmek için bir süreç araştırmayı ve geliştirmeyi ve ortaya çıkan atık ısı ve oksijeni iyi bir şekilde kullanmayı amaçlamaktadır. "Proje benzersizdir çünkü büyük ölçekli hidrojen üretimi için açık deniz rüzgar enerjisini kullanmaktadır. Sadece açık deniz rüzgârı elektroliz için böylesine güvenilir bir yenilenebilir yeşil enerji kaynağı sağlayabilir," diyor açık deniz rüzgâr enerjisinde dünya lideri olan ve bu projenin arkasındaki itici güç olan Ørsted'in Almanya operasyonlarını yöneten Volker Malmen.

Gemilerde yakıt hücreleri

Ekim 2019'da, dünyanın önde gelen yolcu gemisi tersanelerinden Meyer Werft, LNG ile çalışan yolcu gemisi AIDAnova 'nın 2021 yılında tahrik sistemi olarak yakıt hücresi teknolojisini test edeceğini duyurdu. Bu, sekiz ortağın merkezi olmayan bir enerji ağı ve okyanusa giden yolcu gemilerinde kullanılmaya uygun yeni nesil yakıt hücreleriyle hibrit bir enerji sistemi geliştirmek için işbirliği yaptığı Pa-X-ell2 araştırma projesinin bir parçasıdır. Ancak, şu anda pek çok planda olduğu gibi, korona krizinin yolcu gemiciliği ve Meyer Werft gibi tersaneler üzerindeki ekonomik etkisi, bu pilot projenin zamanlaması konusunda bir soru işareti bırakmıştır.

Gelecek için uygun

Hidrojenle çalışan çeşitli gemiler 2000 yılından bu yana faaliyet göstermektedir. Hamburg'daki ALSTERWASSER feribotu, Bristol'daki HYDROGENESIS feribotu veya Amsterdam'daki NEMO H2 gibi küçük yolcu gemilerinin yanı sıra DUFFY-HERRESTORFF gibi su taksileri ve uygun şekilde adlandırılmış NO. 1, ilk yakıt hücresi ile çalışan yat gibi yatların yanı sıra yakıt hücresi teknolojisinin en ilginç uygulamalarından biri 2005 yılında hizmete giren Almanya'nın Tip 212 denizaltılarında bulunmaktadır. Bu ve daha sonraki denizaltı modellerinde kullanılan HDW yakıt hücresi teknolojisi şu anda nükleer olmayan denizaltı tahrik sistemlerinde dünya lideri konumunda. Dahası, 2020'nin başlarında Bill Gates'in dünyanın ilk hidrojenle çalışan süper yatını yaptırdığı bildirildi. Ancak, hiçbir yakıt hücresi büyük ticari gemiler için ölçeklendirilmemiş ve kullanılmamıştır.

LNG mi yeşil hidrojen mi?

Sürdürülebilirlik perspektifinden bakıldığında LNG genellikle geleceğin gemi tahrik sistemi olarak görülmüştür. Berlin Teknik Üniversitesi Kara ve Deniz Taşımacılığı Enstitüsü'nden Prof Gerd Hollback, "Ancak doğal gaz sadece bir geçiş teknolojisidir" diyor. Ona göre gelecek hidrojen ve yakıt hücresi teknolojisine ait . Rotterdam Liman İdaresi, hidrojen kullanımını teşvik etmek isteyen şirketlerin küresel bir birliği olan Hidrojen Konseyi'ne katılan ilk liman oldu. Rotterdam Limanı Otoritesi CEO'su Allard Castelein bu konuda net konuşuyor: "Hidrojen 21. yüzyılın enerji taşıyıcısıdır." Air Liquide CEO'su ve Hidrojen Konseyi Eşbaşkanı Benoît Potier de aynı derecede emin: "Dünya çapında politika yapıcılar, iş sektörü ve yatırımcılar, pandeminin ardından yaşanan mevcut ekonomik gerilemeden çıkış için hidrojen gelişiminin vazgeçilmez olduğunu düşünüyor."