Есть ли будущее у водородной ЭУ?

Использование водородных топливных элементов на судах включено в планы все большего числа компаний и судовладельцев. Но в какой степени эти планы будут реализованы?

 

В январе 2017 года мировые политические и деловые лидеры собрались на Всемирном экономическом форуме в Давосе для обсуждения данных перспектив. 
 

Всемирный совет по водородным технологиям, в который входят такие компании как Honda, Hyundai, Royal Dutch Shell и другие, подготовил концепцию использования водорода в качестве ключевого элемента в борьбе с климатическими изменениями. Поддержку этой инициативе оказали несколько компаний, готовых инвестировать в развитие и коммерциализацию водородных топливных ячеек и использование водорода. В стремлении поддержать инициативу Совет выпустил отчет о том, как водород ускорит изменения в энергетике, а также о необходимости немедленных действий.

Генеральный директор компании Air Liquide Бенуа Потье (Benoît Potier) и член Совета заявил: "Наш призыв сегодня к мировым лидерам заключается в переходе на водородную энергетику".
 

Использование водорода в морском секторе
 

Сегодня уже можно говорить о том, что использование водорода перестало быть единичными новаторскими проектами и стало внедряться в промышленность. Сертификационные общества, такие как DNV GL, разрабатывают собственные правила использования водорода. Это означает, что существует спрос на его применение.

Проект компании Royal Caribbean

В октябре 2016 года компания Royal Caribbean заявила о начале использования водородных топливных элементов, преобразующих энергию реакции соединения водорода с кислородом в электричество, в качестве дополнительного источника электроэнергии на судах проекта Icon, использующих СПГ в качестве топлива. Суда этого проекта будут поставлены с 2020 по 2024 годы. 
 

Графика: ngtnews.com

Водородные топливные элементы производят электроэнергию без использования процесса горения, что исключает вредные для окружающей среды выбросы. 

Проект Race for Water (фото в начале статьи)
 

Фото: Race for Water/Peter Charaf

В ноябре 2016 года было заявлено, что будет построено экспериментальное судно, оснащенное солнечными панелями и водородными топливными элементами, изготовленными компанией PowerCell Sweden. В работе над проектом участвует компания Swiss Hydrogen.
 

Главный исполнительный директор компании Swiss Hydrogen Александр Клозе (Alexandre Closset) сообщил, что в случае если судно не идет на широте экватора, где достаточно солнечной энергии для обеспечения всех его потребностей, необходимо использовать дизельные генераторы для выработки электроэнергии.
 

Компания посчитала такое решение неудовлетворительным и ведет поиски решения проблемы ограничения дальности плавания за счет использования водорода. В настоящее время завершается стадия проектирования, и в апреле 2017 года планируются первые испытания. В течение года судно, оснащенное водородными топливными элементами, будет полностью построено.

Проект компании Fiskerstrand
 

По проекту норвежской компании Fiskerstrand Holding AS, паром также будет приведен в движение энергией водорода. Судно является частью более крупного проекта HYBRIDShips, который направлен на распространение и внедрение пропульсивных систем с нулевым уровнем выбросов. Компания Fiskerstrand поставила цель построить паром к 2020 году. 
 

Использование водорода имеет политическую поддержку в форме намерения ЕС инвестировать в систему новых топливных элементов для морского применения. Оно является частью инициативного проекта Fuel Cells and Hydrogen 2 Joint Undertaking, который представлен Европейской Комиссией, ассоциацией Hydrogen Europe (ведущая Европейская промышленная ассоциация, которая включает порядка 100 компаний, работающих в области разработки топливных элементов и водородной энергетики) и исследовательскими группами.

Рассмотрим реальный результат.
 

В апреле 2016 года в Великобритании катамарану, приводимому в движение двигателем внутреннего сгорания, который работает за счет сжигания водорода, потребовалось 8 часов, чтобы достичь острова Уайт. Разработкой проекта занималась компания Cheetah Marine.
 

Проект был частью программы по использованию водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей, и его задачей была демонстрация возможностей водорода в качестве альтернативы другим экологичным видам топлива. Проект вызвал положительную реакцию, что показывает готовность общества поддержать новые идеи в области экологически безопасной энергетики и использования возобновляемых природных ресурсов.

Водород: преимущества и недостатки
 

Несмотря на наметившийся в некоторых областях прогресс, большинство экспертов сходятся в том, что широкое использование водорода – это дело отдаленного будущего. Использование водорода является перспективным, но на настоящий момент детально не проработанным.
 

Важную роль играют организации типа Международной морской организации (IMO). Она рассматривает топливные элементы как часть деятельности подкомитета организации по контейнерным перевозкам Carriage of Cargoes and Containers Sub-Committee, с намерением включить необходимые положения в международный Кодекс безопасности для судов, использующих газы и другое топливо с низкой температурой воспламенения (Code of Safety for Ships using Gases or other Low- flashpoint Fuels - IGF). Это является важным аспектом для развития использования водорода.

Основным преимуществом водорода является его экологичность. 

Однако сейчас не на все вопросы есть ответы. Станут ли топливные элементы основным использующимся источником энергии? Будет ли создана инфраструктура для их повсеместного использования? Безопасно ли хранение водорода в больших объемах?
 

Обращение с водородом требует детально проработанной техники безопасности. Инженеры уже в течение сотни лет ведут работы по конструированию систем для сжатых горючих газов.

Основная проблема – это удовлетворение всех пунктов сертификационных требований и в то же время создание системы, которая может быть установлена на судно.  

Вместе с тем, вышеупомянутые примеры и перспектива создания первой водородной топливозаправочной станции стоимостью 5 млн долл. в порту Сан-Франциско (США) свидетельствуют о том, что использование водородных топливных элементов на судах – не просто слухи, а серьезный и перспективный проект. 

Фото и графика: voices.nationalgeographic.com, cruiseshipportal.com, cheetahmarine.co.uk