SOLUTION 01 / Environmental Load Reducing

Système de pile à combustible à hydrogène
Vers une société neutre en carbone

YANMAR HOLDINGS CO., LTD DIVISION INNOVATION ET TECHNOLOGIE
YANMAR POWER TECHNOLOGY CO., LTD UNITÉ DE PRODUIT D'ALIMENTATION
YANMAR MARINE INTERNATIONAL ASIA CO., LTD
Ces dernières années, les efforts se sont intensifiés à travers le monde pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) et parvenir à une société neutre en carbone. L'hydrogène suscite un intérêt croissant à l'échelle mondiale en tant que source d'énergie propre capable de remplacer les combustibles fossiles. Yanmar a développé une technologie de pile à combustible utilisant l'hydrogène pour produire de l'électricité, contribuant ainsi à la réalisation d'une société neutre en carbone.

ISSUE

Polluants atmosphériques et émissions de GES des navires.

In the maritime sector, the International Maritime Organization adopted a GHG reduction strategy in 2018, aiming to achieve zero emissions from international marine transportation as early as possible this century, as well as to improve emissions per unit of transport by at least 40% by 2030 and reduce total GHG emissions by at least 50% by 2050, both compared to 2008 levels. Recently, there have been discussions about moving up the schedule. At the same time, there are movements towards reducing NOX emissions in urban areas, environmentally protected areas, and large ports especially in Europe and the U.S. Unlike internal combustion engines, hydrogen fuel cells emit only water and do not emit any greenhouse gases such as carbon dioxide (CO2) or air pollutants such as nitrogen oxides (NOX)… On the other hand, it is necessary to develop new technology to comply with the operating environment and safety regulations of ships. In addition, to commercialize the technology, it is necessary to consider hydrogen refueling methods.

Avantages de "l'hydrogène" en tant qu'énergie de nouvelle génération

  • Abondant sur terre.
  • Il peut être produit à partir d'eau et d'électricité générées par des sources d'énergie renouvelables telles que le solaire, l'éolien ou la géothermie.
  • Il n'y a pas d'émission de CO 2 au moment de l'utilisation.

SOLUTION

Des directives nationales de sécurité aux essais de démonstration : des défis qui dépassent les frontières du groupe Yanmar et des entreprises

Entre 2015 et 2018, Yanmar a été mandaté par le ministère du Territoire, des Infrastructures, des Transports et du Tourisme pour élaborer, en collaboration avec l'Institut national de recherche maritime et d'autres organismes, les grandes lignes des « Directives de sécurité pour les navires à pile à combustible à hydrogène ». Yanmar a ensuite développé un système de pile à combustible à hydrogène pour navires et mené des essais de validation sur un bateau d'essai, en utilisant des composants du véhicule à pile à combustible « MIRAI » de Toyota. Des ingénieurs en conception de coque, en conception électrique et en conception de systèmes de contrôle, issus de différents départements du groupe Yanmar ont participé au développement de ce bateau d'essai. Conformément aux exigences des directives de sécurité, des piles à combustible et des réservoirs d'hydrogène haute pression ont été installés. Parallèlement, un système de gestion de l'énergie, coordonnant et contrôlant le fonctionnement des piles à combustible, des batteries lithium-ion et des moteurs, a également été mis au point.

Bateau d'essai de démonstration en construction.
L'équipe a rassemblé le savoir-faire et effectué un développement par essais et erreurs pour réaliser à la fois la sécurité et la compacité.

RESULT

L'expérience acquise et les relations nouées grâce au travail sur site sur de vrais produits ouvrent la porte au déploiement de systèmes de piles à combustible à hydrogène maritimes

Grâce au bateau d'essai, les ingénieurs ont pu vérifier le fonctionnement du système de pile à combustible à hydrogène et la commande de la chaîne de traction électrique lors d'essais en mer. L'équipe a également recueilli des données dans diverses conditions de navigation et de mer, et étudié des pistes d'amélioration. En collaboration avec Toyota Tsusho et Iwatani Corp., Yanmar valide également la technologie de ravitaillement en hydrogène haute pression depuis la côte et a réalisé le premier ravitaillement au monde en hydrogène haute pression (70 MPa) à l'aide d'une station mobile. Les résultats et l'expérience acquis lors de ces activités sur le terrain, avec des produits réels, contribueront à la future commercialisation du système de pile à combustible à hydrogène et au développement des infrastructures d'hydrogène marin. On s'attend à ce que les collaborations internes et interentreprises créées grâce à ces efforts débouchent sur de nouvelles initiatives.

Test de démonstration de ravitaillement en hydrogène haute pression 70 MPa.

FUTUREApplications futures des piles à hydrogène vers la réalisation d'une société neutre en carbone

Image of 300kW class marine hydrogen fuel cell system (CG)

Yanmar développe un système de pile à combustible à hydrogène marin de 300 kW, adaptable à différents types de navires, et prévoit sa commercialisation en 2023. Outre les piles à combustible, Yanmar travaille également à fournir à ses clients des groupes motopropulseurs électriques associés à des batteries lithium-ion et des moteurs. Le développement de piles à combustible à hydrogène pour des générateurs terrestres, etc., en plus de celles destinées aux navires, est également à l'étude. À l'avenir, Yanmar continuera d'accélérer ses efforts pour proposer à ses clients diverses solutions liées à l'hydrogène et aux groupes motopropulseurs électriques et jouer un rôle moteur dans la transition vers une société neutre en carbone.

* Informations d'affiliation en date d'octobre 2021

Y Média

Yanmar développe un système de pile à combustible à hydrogène maritime pour une société neutre en carbone