远洋运输中的绿色氢气？

在世界努力征服冠状病毒并克服大流行病带来的灾难性经济影响的同时，人们经常呼吁要实现环境可持续的经济复苏，不要回到先验的现状。绿色氢气和燃料电池技术能否推动远洋运输进入一个可持续的、经济上可行的未来？

绿色氢气

只要我们的地球存在，水、风和阳光就会大量存在。这些是通过水电解技术生产绿色氢气所需的唯一资源。这个过程将水分解为氢气和氧气。而如果电解器所需的电力来自可再生资源，那么氢气就真的是绿色的。作为一种能源载体，绿色氢气，例如，通过蒂森克虏伯的大规模水电解技术生产的氢气，在德国是一种被批准的初级控制储备。在实践中，这意味着电解厂可以作为大规模的缓冲器，抵消可再生能源发电的短期波动。然而，绿色氢气不仅是一种清洁能源载体，也是航运业可持续发展的燃料，因为氢气可以很容易地在燃料电池中转化为电能。

燃料电池技术

在燃料电池中，氢气和氧气通过电化学反应结合起来产生电力、热量和水。一个典型的燃料电池的工作原理是让氢气通过燃料电池的阳极，让氧气通过阴极。催化剂在阳极将氢气分子分裂成电子和质子。质子通过多孔电解质膜，而电子则被迫通过一个电路，产生电流和多余的热量。在阴极，质子、电子和氧气结合，产生水分子。由于没有移动部件，燃料电池系统是清洁和安静的。自从威廉-格罗夫在1838年发明第一个燃料电池以来，该技术已经有了很大的进步，现在是一种高效、可靠的发电手段。

一个单独的燃料电池只产生约1.2 伏特--比一个小型手电筒电池多不了多少。但燃料电池可以叠加 叠在一起以产生更高的电压。一个由大约4000个独立电池组成的燃料电池堆可以提供 约4,000个单独的电池将提供80千瓦的动力。然而，尽管有 尽管在扩大技术规模方面存在技术挑战，但燃料电池在船舶方面有很大的推进潜力。 潜力，因为它们是一种完全无排放的电源。 源--这是远洋航运的一个关键优势。由于普遍使用的3.5%的 硫磺燃料油，甚至是非常低的硫磺燃料油（0.5% VLSFO）都很难被称为环境友好。 的燃料电池驱动系统将是一个重要的途径，因为它是由绿色氢气驱动的。 氢气驱动的燃料电池系统将是显著改善航运业环境的一种方式。 足迹。

开拓性 试点

德国是绿色氢气技术进展最迅速的国家之一。这不仅仅是因为蒂森克虏伯是基于其专有的先进水电解技术的世界规模的水电解工厂和设备的第一供应商。在波罗的海主要港口之一罗斯托克附近的Laage，最近启动了一个试点项目，该工厂最终将通过水电解技术每年产生300公吨绿色氢气。运营商声称这将是欧洲最大的同类工厂。

风力制氢项目

海上风电场是一种明显的绿色能源，在德国多风的西北海岸线上，一个大规模的风力制氢项目Westküste 100，刚刚从德国经济事务和能源部获得所需的资金。Westküste 100项目旨在研究和开发一种利用海上风能生产绿色氢气的工艺，并将由此产生的废热和氧气妥善利用。"该项目是独一无二的，因为它利用海上风力发电进行大规模的氢气生产。只有海上风能可以为电解提供如此可靠的可再生绿色能源，"Volker Malmen说，他负责管理Ørsted的德国业务，Ørsted是海上风能的世界领导者，也是这个项目的推动者。

船舶中的燃料电池

2019年10月，世界领先的邮轮船厂之一迈耶沃夫特宣布，其LNG动力邮轮AIDAnova将在2021年测试燃料电池技术作为推进系统。这是Pa-X-ell2研究项目的一部分，在该项目中，八个合作伙伴正在合作开发一个分散的能源网络和混合能源系统，该系统采用新一代的燃料电池，适合部署在远洋客轮上。然而，就像目前的许多计划一样，电晕危机对邮轮运输和像Meyer Werft这样的造船厂的经济影响给这个试点项目的时机留下了一个问号。

适应未来

自2000年以来，有几种类型的氢动力船已经投入运营。除了小型客船，如汉堡的ALSTERWASSER 渡船、布里斯托尔的HYDROGENESIS渡船或阿姆斯特丹的NEMO H2，水上出租车，如DUFFY-HERRESTORFF，以及游艇，如适当命名的NO。1，有史以来第一艘以燃料电池为动力的游艇，燃料电池技术最有趣的应用之一是在德国的212型潜艇上发现的，该潜艇于2005年投入使用。安装在这些和后来的潜艇型号中的HDW燃料电池技术，现在是非核潜艇推进系统的世界领导者。更重要的是，在2020年初，据说比尔-盖茨已经委托建造世界上第一艘氢动力超级游艇。然而，还没有任何燃料电池被扩展到大型商船上并被使用。

液化天然气或绿色氢气？

从可持续发展的角度来看，液化天然气通常被视为未来的船舶推进系统。"但天然气只是一种过渡性技术，"柏林技术大学陆上和海上运输研究所的Gerd Hollback教授说。在他看来，未来是属于氢气 和燃料电池技术的。鹿特丹港务局是第一个加入氢气理事会的港口，该理事会是一个寻求刺激氢气使用的全球公司协会。鹿特丹港务局的首席执行官Allard Castelein明确表示。"氢气是21世纪的能源载体"。液化空气公司首席执行官兼氢能理事会联合主席Benoît Potier同样肯定地说："全世界的政策制定者、商业部门和投资者认为，氢气的发展对于从当前大流行病后的经济衰退中恢复是不可或缺的"。