SOLUTION 01 / Environmental Load Reducing

Sistema di celle a combustibile a idrogeno
Verso una società a emissioni zero

YANMAR HOLDINGS CO., LTD DIVISIONE INNOVAZIONE E TECNOLOGIA
YANMAR POWER TECHNOLOGY CO., LTD UNITÀ PRODOTTO POWER
YANMAR MARINE INTERNATIONAL ASIA CO., LTD
Negli ultimi anni, in tutto il mondo, si sono intensificati gli sforzi per ridurre le emissioni di gas serra (GHG) al fine di realizzare una società a impatto zero. L'idrogeno sta attirando l'attenzione globale come fonte di energia pulita in grado di sostituire i combustibili fossili. Yanmar ha sviluppato una tecnologia a celle a combustibile che utilizza l'idrogeno per produrre elettricità, contribuendo così alla realizzazione di una società a impatto zero.

ISSUE

Inquinanti atmosferici ed emissioni di gas a effetto serra dalle navi.

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.

Benefici dell'"idrogeno" come energia di prossima generazione

  • Abbondante sulla terra.
  • Può essere prodotto da acqua ed elettricità generata da fonti di energia rinnovabile come solare, eolica o geotermica.
  • Non ci sono emissioni di CO 2 al momento dell'uso.

SOLUTION

Dalle linee guida nazionali sulla sicurezza alle prove dimostrative: sfide che trascendono i confini del Gruppo Yanmar e delle sue aziende.

Nel corso dei tre anni a partire dal 2015, Yanmar ha ricevuto l'incarico dal Ministero del Territorio, delle Infrastrutture, dei Trasporti e del Turismo di elaborare le linee guida di sicurezza per le navi a celle a combustibile a idrogeno, in collaborazione con l'Istituto Nazionale di Ricerca Marittima e altri enti. Successivamente, Yanmar ha sviluppato un sistema marittimo a celle a combustibile a idrogeno e ha condotto test di verifica con un'imbarcazione di prova, utilizzando componenti del veicolo a celle a combustibile "MIRAI" di Toyota Motor Corporation. Ingegneri specializzati in progettazione dello scafo, progettazione elettrica e progettazione dei sistemi di controllo, provenienti da diversi dipartimenti del Gruppo Yanmar hanno partecipato allo sviluppo di questa imbarcazione di prova. Le celle a combustibile e i serbatoi di idrogeno ad alta pressione sono stati installati in conformità con i requisiti delle linee guida di sicurezza. Contemporaneamente, è stato sviluppato anche un sistema di gestione dell'energia che coordina e controlla il funzionamento delle celle a combustibile, delle batterie agli ioni di litio e dei motori.

Barca di prova dimostrativa in costruzione.
Il team ha raccolto know-how e sviluppato tentativi ed errori per realizzare sicurezza e compattezza.

RESULT

L'esperienza acquisita e le relazioni forgiate attraverso il lavoro in loco su prodotti reali aprono le porte all'implementazione di sistemi marittimi di celle a combustibile a idrogeno

Grazie alla barca di prova, gli ingegneri hanno potuto verificare il funzionamento del sistema a celle a combustibile a idrogeno e il controllo della propulsione elettrica durante prove in mare reali. Il team ha inoltre raccolto dati in diverse condizioni di navigazione e marine e ha studiato possibili miglioramenti. In collaborazione con Toyota Tsusho e Iwatani Corp., Yanmar sta anche verificando la tecnologia di rifornimento di idrogeno ad alta pressione da terra a nave e ha realizzato il primo rifornimento di idrogeno ad alta pressione a 70 MPa al mondo utilizzando una stazione di rifornimento di idrogeno mobile. I risultati e l'esperienza acquisiti da queste attività sul campo, che coinvolgono prodotti reali, contribuiranno alla futura commercializzazione del sistema a celle a combustibile a idrogeno e allo sviluppo delle infrastrutture per l'idrogeno in ambito marittimo. Si prevede che le connessioni interne ed esterne create grazie a questi sforzi porteranno a nuove attività in futuro.

Test dimostrativo di rifornimento di idrogeno ad alta pressione da 70 MPa.

FUTUREApplicazioni future delle celle a combustibile a idrogeno verso la realizzazione di una società carbon neutral

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

Yanmar sta sviluppando un sistema di celle a combustibile a idrogeno per applicazioni marine da 300 kW, installabile su diverse tipologie di navi, con l'obiettivo di immetterlo sul mercato nel 2023. Oltre alle celle a combustibile, Yanmar si impegna a fornire ai propri clienti anche sistemi di propulsione elettrica integrati con batterie agli ioni di litio e motori. È inoltre in fase di valutazione lo sviluppo di celle a combustibile a idrogeno per generatori terrestri e altre applicazioni, oltre a quelle per le navi. In futuro, Yanmar continuerà ad accelerare gli sforzi per offrire ai clienti diverse soluzioni legate ai sistemi di propulsione a idrogeno ed elettrici e per guidare la transizione verso una società a impatto zero in termini di emissioni di carbonio.

* Informazioni sull'affiliazione a partire da ottobre 2021

Y media

Yanmar sviluppa un sistema di celle a combustibile a idrogeno per applicazioni marittime, nell'ottica di una società a impatto zero sul clima.