Tàu chở số lượng lớn hydro, tàu container chạy bằng pin

Áp lực giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính và ô nhiễm đã kéo dài đến ngành vận tải biển. Các cơ sở đầu tiên chạy bằng điện, khí đốt tự nhiên hoặc hydro đã được xây dựng.

Người ta ước tính rằng giao thông hàng hải chịu trách nhiệm cho 3,5-4% lượng khí thải nhà kính, chủ yếu là carbon dioxide, và thậm chí còn gây ô nhiễm nhiều hơn. Trong bối cảnh phát thải các chất gây ô nhiễm toàn cầu, việc vận chuyển "sản xuất" 18-30% oxit nitơ và 9% oxit lưu huỳnh.

Lưu huỳnh trong không khí hình thành mưa axitphá hủy mùa màng và các tòa nhà. Nguyên nhân hít phải lưu huỳnh vấn đề với hệ thống hô hấpvà thậm chí tăng nguy cơ đau tim. Nhiên liệu biển thường là những phần nhỏ nặng của dầu thô (1), với hàm lượng lưu huỳnh cao.

Irene Blooming, phát ngôn viên của liên minh môi trường châu Âu Seas in Risk cho biết.

tiếng vang Nerijus Poskus của công ty công nghệ vận chuyển Flexport.

1. Động cơ tàu thủy nhiên liệu nặng truyền thống

Năm 2016, Liên hợp quốc và Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) đã quyết định ban hành luật giảm phát thải khí nhà kính và chất ô nhiễm cho phép. Các quy tắc áp đặt giới hạn đáng kể về lượng ô nhiễm lưu huỳnh từ các tàu gần đất liền có hiệu lực đối với các chủ tàu từ tháng 2020 năm 2050. IMO cũng chỉ ra rằng đến năm 50, ngành vận tải biển phải giảm XNUMX% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính hàng năm.

Bất kể các mục tiêu và quy định phát thải mới, ngày càng có nhiều giải pháp đã được phát triển hoặc đề xuất trên khắp thế giới có thể thay đổi hoàn toàn hệ sinh thái của giao thông hàng hải.

phà hydro

Hãng sản xuất pin nhiên liệu Bloom Energy đang hợp tác với Samsung Heavy Industries để phát triển các con tàu chạy bằng hydro, Bloomberg mới đây đưa tin.

Preeti Pande, phó chủ tịch phát triển thị trường chiến lược của Bloom Energy, cho biết trong một tuyên bố với cơ quan.

Cho đến nay, các sản phẩm của Bloom vẫn được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các tòa nhà và trung tâm dữ liệu. Các tế bào được lấp đầy bởi trái đất, nhưng giờ đây chúng có thể được điều chỉnh để lưu trữ hydro. So với nhiên liệu diesel thông thường, chúng tạo ra ít khí nhà kính hơn đáng kể và không tạo ra muội than hoặc khói bụi.

Các chủ tàu tự tuyên bố chuyển đổi sang công nghệ động cơ đẩy sạch. Công ty vận tải container lớn nhất thế giới, Maersk, đã thông báo vào năm 2018 rằng họ đặt mục tiêu khử cacbon vào năm 2050, mặc dù họ không nói rõ họ muốn thực hiện như thế nào. Rõ ràng là tàu mới, động cơ mới và trên hết, nhiên liệu mới sẽ cần thiết để thành công.

Việc tìm kiếm nhiên liệu sạch hơn và thân thiện với khí hậu để vận chuyển hiện xoay quanh hai lựa chọn khả thi: khí tự nhiên hóa lỏng và hydro. Một nghiên cứu của Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ vào năm 2014 cho thấy hydro có triển vọng hơn trong hai lựa chọn.

Leonard Klebanoff, một nhà nghiên cứu của Sandia, bắt đầu phân tích với đồng nghiệp lúc bấy giờ là Joe Pratt, liệu các con tàu hiện đại có thể chạy bằng pin nhiên liệu hydro thay vì sử dụng bằng nhiên liệu hóa thạch hay không. Dự án của họ được khởi động khi người điều hành phà Vịnh San Francisco hỏi Bộ Năng lượng liệu đội tàu của họ có thể chuyển đổi thành hydro hay không. Trong khi công nghệ pin nhiên liệu hydro đã có từ nhiều thập kỷ, không ai nghĩ đến việc sử dụng nó trên tàu vào thời điểm đó.

Cả hai nhà khoa học đều tin rằng việc sử dụng các tế bào là có thể, mặc dù tất nhiên, sẽ phải vượt qua nhiều khó khăn khác nhau cho việc này. trên một đơn vị năng lượng được sản xuất khoảng bốn lần hydro lỏng hơn so với nhiên liệu diesel thông thường. Nhiều kỹ sư lo sợ rằng họ có thể không có đủ nhiên liệu cho tàu của mình. Một vấn đề tương tự cũng tồn tại với giải pháp thay thế hydro, khí tự nhiên hóa lỏng, hơn nữa, không có mức phát thải bằng XNUMX như vậy.

2. Xây dựng chiếc phà hydro đầu tiên tại nhà máy đóng tàu Auckland.

Mặt khác, hiệu suất của nhiên liệu hydro vẫn gấp đôi so với nhiên liệu thông thường, vì vậy trên thực tế cần gấp đôikhông phải bốn. Ngoài ra, hệ thống động cơ đẩy hydro ít cồng kềnh hơn nhiều so với động cơ thủy thông thường. Vì vậy, Klebanoff và Pratt cuối cùng kết luận rằng có thể chuyển đổi hầu hết các con tàu hiện có sang hydro và việc đóng một con tàu chạy pin nhiên liệu mới thậm chí còn dễ dàng hơn.

Năm 2018, Pratt rời Sandia Labs để đồng sáng lập Golden Gate Zero Emission Marine, đơn vị đã phát triển kế hoạch chi tiết cho một chiếc phà chạy bằng hydro và thuyết phục Bang California tài trợ 3 triệu đô la để tài trợ cho một dự án thử nghiệm. Tại nhà máy đóng tàu ở Oakland, California, công việc hiện đang được tiến hành để chế tạo những chiếc đầu tiên thuộc loại này (2). Chiếc phà chở khách, dự kiến ​​hoàn thành vào cuối năm nay, sẽ là con tàu chạy bằng năng lượng đầu tiên ở Hoa Kỳ. Nó sẽ được sử dụng để chở hành khách đi qua và nghiên cứu Khu vực Vịnh San Francisco, và nhóm Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia sẽ khám phá thiết bị trong suốt chiều dài của nó.

Sự đổi mới của Na Uy

Ở châu Âu, Na Uy được biết đến với sự đổi mới trong lĩnh vực thiết bị ngoài khơi với động cơ thay thế.

Vào năm 2016, chủ tàu The Fjords đã khởi động một tuyến theo lịch trình giữa Flåm và Gudvangen ở Trung Tây Na Uy sử dụng động cơ hybrid Vision of fjords của Brødrene Aa. Các kỹ sư Brødrene Aa, sử dụng kinh nghiệm xây dựng Vision of the fjords, đã xây dựng Future of the Fjords mà không có khí thải độc hại. Động cơ gần như hai xi-lanh này được trang bị hai động cơ điện 585 mã lực. tất cả mọi người. Chiếc catamaran bằng sợi thủy tinh có thể chở tối đa 16 hành khách cùng lúc và tốc độ của nó là 20 hải lý / giờ. Đặc biệt lưu ý là thời gian sạc pin cho thiết bị, chỉ là XNUMX phút.

Vào năm 2020, một tàu container điện tự hành sẽ vào vùng biển Na Uy - Yara Birkeland. Nguồn điện để cung cấp năng lượng cho các bộ pin của con tàu gần như hoàn toàn đến từ các nhà máy thủy điện. Năm ngoái, AAB đã công bố kế hoạch hợp tác với Trung tâm Nghiên cứu Na Uy về việc sử dụng lồng trong các bộ phận vận tải và hành khách.

Các chuyên gia nhấn mạnh rằng quá trình chuyển đổi ngành hàng hải sang các giải pháp thay thế và thân thiện hơn với môi trường (3) sẽ tồn tại trong nhiều năm. Vòng đời của những con tàu dài, và sức ì của ngành vẫn không kém những con tàu vài trăm nghìn mét chất đầy tải đến vành đai.