เรือบรรทุกไฮโดรเจน, เรือคอนเทนเนอร์ที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่

แรงกดดันในการลดก๊าซเรือนกระจกและการปล่อยมลพิษได้ขยายไปสู่อุตสาหกรรมการเดินเรือ สิ่งอำนวยความสะดวกแห่งแรกที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ก๊าซธรรมชาติ หรือไฮโดรเจนกำลังอยู่ในระหว่างการก่อสร้าง

มีการคาดกันว่าการขนส่งทางทะเลมีส่วนรับผิดชอบต่อการปล่อยก๊าซเรือนกระจก 3,5-4% โดยส่วนใหญ่เป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และมลพิษที่มากกว่านั้น ท่ามกลางฉากหลังของการปล่อยมลพิษทั่วโลก การขนส่ง "ผลิต" ไนโตรเจนออกไซด์ 18-30% และซัลเฟอร์ออกไซด์ 9%

กำมะถันในรูปอากาศ ฝนกรดที่ทำลายพืชผลและอาคาร สาเหตุของการสูดดมกำมะถัน ปัญหาเกี่ยวกับระบบทางเดินหายใจและยังเพิ่มขึ้น เสี่ยงหัวใจวาย. เชื้อเพลิงทางทะเลมักจะเป็นเศษส่วนหนักของน้ำมันดิบ (1) ที่มีกำมะถันสูง

ไอรีน บลูมมิ่ง โฆษกกลุ่มพันธมิตรด้านสิ่งแวดล้อมยุโรป Seas in Risk กล่าว

สะท้อนถึง Nerijus Poskus ของบริษัทเทคโนโลยีการเดินเรือ Flexport

1. เครื่องยนต์เรือเดินทะเลเชื้อเพลิงหนักแบบดั้งเดิม

ในปี 2016 องค์การสหประชาชาติและองค์การการเดินเรือระหว่างประเทศ (IMO) ได้ตัดสินใจที่จะออกกฎหมายเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและสารมลพิษที่อนุญาต กฎที่กำหนดข้อจำกัดที่สำคัญเกี่ยวกับปริมาณมลพิษกำมะถันจากเรือที่อยู่ใกล้กับแผ่นดินจะมีผลบังคับใช้สำหรับเจ้าของเรือตั้งแต่เดือนมกราคม 2020 IMO ยังได้ระบุด้วยว่าภายในปี 2050 อุตสาหกรรมการขนส่งทางทะเลจะต้องลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกประจำปีลง 50%

โดยไม่คำนึงถึงเป้าหมายและข้อบังคับการปล่อยมลพิษใหม่ ๆ มีการพัฒนาหรือเสนอแนวทางแก้ไขมากขึ้นเรื่อย ๆ ทั่วโลกซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศของการขนส่งทางทะเลได้อย่างสิ้นเชิง

เรือเฟอร์รี่ไฮโดรเจน

Bloom Energy ผู้ผลิตเซลล์เชื้อเพลิงกำลังทำงานร่วมกับ Samsung Heavy Industries เพื่อพัฒนาเรือที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน Bloomberg รายงานเมื่อเร็วๆ นี้

Preeti Pande รองประธานฝ่ายพัฒนาตลาดเชิงกลยุทธ์ของ Bloom Energy กล่าวในแถลงการณ์ถึงหน่วยงาน

จนถึงปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์ของ Bloom ได้ถูกนำมาใช้เพื่อขับเคลื่อนอาคารและศูนย์ข้อมูล เซลล์เหล่านี้เต็มไปด้วยดิน แต่ตอนนี้พวกมันสามารถดัดแปลงเพื่อกักเก็บไฮโดรเจนได้ เมื่อเทียบกับน้ำมันดีเซลทั่วไป พวกมันผลิตก๊าซเรือนกระจกน้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัด และไม่มีเขม่าหรือหมอกควัน

เจ้าของเรือเองประกาศการเปลี่ยนแปลงไปสู่เทคโนโลยีการขับเคลื่อนที่สะอาด Maersk บริษัทขนส่งตู้คอนเทนเนอร์รายใหญ่ที่สุดของโลก ประกาศในปี 2018 ว่ามีเป้าหมายที่จะกำจัดคาร์บอนในการดำเนินงานภายในปี 2050 แม้ว่าจะไม่ได้ระบุว่าต้องการดำเนินการอย่างไร เป็นที่ชัดเจนว่าเรือใหม่ เครื่องยนต์ใหม่ และเหนือสิ่งอื่นใด เชื้อเพลิงใหม่จำเป็นสำหรับความสำเร็จ

การค้นหาเชื้อเพลิงที่สะอาดกว่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับการขนส่งในปัจจุบันมีทางเลือกสองทางคือ ก๊าซธรรมชาติเหลวและไฮโดรเจน การศึกษาโดย Sandia National Laboratories ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ เมื่อปี 2014 พบว่าไฮโดรเจนน่าจะเป็นทางเลือกที่ดีกว่าสำหรับสองทางเลือกนี้

Leonard Klebanoff นักวิจัยของ Sandia เริ่มวิเคราะห์กับ Joe Pratt เพื่อนร่วมงานของเขาว่าเรือสมัยใหม่สามารถขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนแทนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลได้หรือไม่ โครงการของพวกเขาเปิดตัวเมื่อผู้ให้บริการเรือข้ามฟากในอ่าวซานฟรานซิสโกถามกระทรวงพลังงานว่าสามารถเปลี่ยนกองเรือเป็นไฮโดรเจนได้หรือไม่ ในขณะที่เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนมีมานานหลายทศวรรษแล้ว แต่ในขณะนั้นยังไม่มีใครคิดจะใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนบนเรือ

นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองมั่นใจว่าการใช้เซลล์เป็นไปได้ แม้ว่าแน่นอนว่าจะต้องเอาชนะความยากลำบากต่างๆ เพื่อสิ่งนี้ ต่อหน่วยของพลังงานที่ผลิตได้ ไฮโดรเจนเหลวมากกว่าน้ำมันดีเซลทั่วไปถึงสี่เท่า วิศวกรหลายคนกลัวว่าพวกเขาอาจมีเชื้อเพลิงไม่เพียงพอสำหรับเรือของพวกเขา มีปัญหาที่คล้ายกันกับทางเลือกแทนไฮโดรเจน ซึ่งเป็นก๊าซธรรมชาติเหลว ซึ่งยิ่งไปกว่านั้น ไม่มีระดับการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์

2. การก่อสร้างเรือเฟอร์รี่ไฮโดรเจนลำแรกที่อู่ต่อเรือโอ๊คแลนด์

ในทางกลับกัน ประสิทธิภาพของเชื้อเพลิงไฮโดรเจนยังคงเป็นสองเท่าของเชื้อเพลิงทั่วไป ดังนั้นในความเป็นจริง ต้องการมากเป็นสองเท่าไม่ใช่สี่ นอกจากนี้ ระบบขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจนยังมีขนาดใหญ่น้อยกว่าเครื่องยนต์สำหรับเรือเดินทะเลทั่วไป ดังนั้น Klebanoff และ Pratt จึงสรุปได้ในที่สุดว่ามันเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนเรือที่มีอยู่ส่วนใหญ่ให้เป็นไฮโดรเจน และสร้างเรือเซลล์เชื้อเพลิงใหม่ได้ง่ายยิ่งขึ้น

ในปี 2018 Pratt ออกจาก Sandia Labs เพื่อร่วมก่อตั้ง Golden Gate Zero Emission Marine ซึ่งพัฒนาแผนรายละเอียดสำหรับเรือข้ามฟากไฮโดรเจนและโน้มน้าวให้รัฐแคลิฟอร์เนียบริจาคเงิน 3 ล้านดอลลาร์เพื่อเป็นทุนในโครงการนำร่อง ที่อู่ต่อเรือในโอ๊คแลนด์ รัฐแคลิฟอร์เนีย ขณะนี้กำลังดำเนินการก่อสร้างหน่วยแรกของประเภทนี้ (2). เรือเฟอร์รี่โดยสารซึ่งมีกำหนดจะแล้วเสร็จภายในสิ้นปีนี้ จะเป็นเรือขับเคลื่อนลำแรกในสหรัฐอเมริกา จะใช้ในการขนส่งผู้โดยสารทั่วบริเวณอ่าวซานฟรานซิสโกและเพื่อศึกษาพื้นที่ และทีมห้องปฏิบัติการแห่งชาติแซนเดียจะสำรวจอุปกรณ์ตลอดความยาวทั้งหมด

นวัตกรรมของนอร์เวย์

ในยุโรป นอร์เวย์เป็นที่รู้จักในด้านนวัตกรรมในด้านสิ่งอำนวยความสะดวกนอกชายฝั่งพร้อมระบบขับเคลื่อนทางเลือก

ในปี 2016 เจ้าของเรือ The Fjords ได้เปิดตัวบริการตามกำหนดเวลาระหว่าง Flåm และ Gudvangen ในแถบมิดเวสต์ของนอร์เวย์โดยใช้ Vision of the Fjords เครื่องยนต์ไฮบริดจากBrødrene Aa วิศวกรของ Brødrene Aa ใช้ประสบการณ์ในการสร้างวิสัยทัศน์ของฟยอร์ด ได้สร้างอนาคตของฟยอร์ดโดยไม่มีการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย เครื่องยนต์เกือบสองสูบนี้ติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าขนาด 585 แรงม้าสองตัว แต่ละ. เรือคาตามารันไฟเบอร์กลาสสามารถรองรับผู้โดยสารได้สูงสุด 16 คนในเวลาเดียวกัน และความเร็วของมันคือ 20 นอต สิ่งที่ควรทราบเป็นพิเศษคือเวลาในการชาร์จแบตเตอรี่ที่ขับเคลื่อนอุปกรณ์ ซึ่งใช้เวลาเพียง XNUMX นาทีเท่านั้น

ในปี 2020 เรือคอนเทนเนอร์ไฟฟ้าไร้คนขับมีกำหนดเข้าสู่น่านน้ำนอร์เวย์ - บาดแผล Birkeland. ไฟฟ้าที่ใช้เป็นพลังงานให้กับแบตเตอรี่ของเรือจะมาจากโรงไฟฟ้าพลังน้ำเกือบทั้งหมด ปีที่แล้ว AAB ได้ประกาศแผนการร่วมมือกับศูนย์วิจัยนอร์เวย์เกี่ยวกับการใช้กรงในแผนกขนส่งและผู้โดยสาร

ผู้เชี่ยวชาญเน้นย้ำว่ากระบวนการเปลี่ยนอุตสาหกรรมการเดินเรือเป็นโซลูชั่นทางเลือกและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น (3) จะคงอยู่นานหลายปี วงจรชีวิตของเรือยาว และความเฉื่อยของอุตสาหกรรมยังคงไม่ต่ำกว่าหลายแสนเมตรที่บรรทุกจนเต็ม