SOLUTION 01 / Environmental Load Reducing

Waterstof brandstofcelsysteem
Naar een CO2-neutrale samenleving

YANMAR HOLDINGS CO., LTD INNOVATIE & TECHNOLOGIEDIVISIE
YANMAR POWER TECHNOLOGY CO., LTD POWER PRODUCTEENHEID:
YANMAR MARINE INTERNATIONAL ASIA CO., LTD
De afgelopen jaren zijn er over de hele wereld steeds meer inspanningen geleverd om de uitstoot van broeikasgassen (BKG) te verminderen om een koolstofneutrale samenleving te realiseren. Waterstof trekt wereldwijd de aandacht als schone energiebron die fossiele brandstoffen kan vervangen. Yanmar heeft een brandstofceltechnologie ontwikkeld die waterstof gebruikt om elektriciteit te produceren om een klimaatneutrale samenleving te realiseren.

ISSUE

Luchtverontreinigende stoffen en BKG-emissies van schepen.

In de maritieme sector heeft de Internationale Maritieme Organisatie in 2018 een strategie voor het terugdringen van broeikasgassen aangenomen, met als doel zo vroeg mogelijk deze eeuw nul-emissies van internationaal zeevervoer te bereiken en de emissies per vervoerseenheid tegen 2030 met ten minste 40% te verbeteren en de totale uitstoot van broeikasgassen tegen 2050 met ten minste 50% te verminderen, beide vergeleken met het niveau van 2008. De laatste tijd zijn er discussies geweest over het opschuiven van de dienstregeling. Tegelijkertijd zijn er bewegingen in de richting van vermindering van NOx-emissies in stedelijke gebieden, beschermde gebieden en grote havens, vooral in Europa en de VS In tegenstelling tot verbrandingsmotoren stoten waterstofbrandstofcellen alleen water uit en stoten ze geen broeikasgassen zoals koolstof uit dioxide (CO2) of luchtverontreinigende stoffen zoals stikstofoxiden (NOx)… Anderzijds is het nodig om nieuwe technologie te ontwikkelen om te voldoen aan de gebruiksomgeving en veiligheidsvoorschriften van schepen. Om de technologie te commercialiseren, is het bovendien noodzakelijk om methoden voor het tanken van waterstof te overwegen.

Voordelen van "waterstof" als energie van de volgende generatie

  • Overvloedig op aarde.
  • Het kan worden geproduceerd uit water en elektriciteit die wordt opgewekt door hernieuwbare energiebronnen zoals zon, wind of geothermie.
  • Er is geen CO 2-uitstoot op het moment van gebruik.

SOLUTION

Van nationale veiligheidsrichtlijnen tot demonstratietests: uitdagingen die de grenzen van de Yanmar Group en bedrijven overstijgen

Gedurende de drie jaar vanaf 2015 heeft Yanmar in opdracht van het ministerie van Land, Infrastructuur, Transport en Toerisme de hoofdlijnen van de "Veiligheidsrichtlijnen voor waterstof-brandstofcelschepen" opgesteld in samenwerking met het National Maritime Research Institute en anderen. Daarna ontwikkelde Yanmar een maritiem waterstofbrandstofcelsysteem en voerde verificatietests uit met een testboot door gebruik te maken van onderdelen van Toyota Motor Corporation's brandstofcelvoertuig "MIRAI". Ingenieurs in rompontwerp, elektrisch ontwerp en besturingsontwerp van verschillende afdelingen binnen de Yanmar Group hebben meegewerkt aan de ontwikkeling van deze testboot. Er zijn brandstofcellen en hogedruk waterstoftanks geplaatst volgens de eisen van de veiligheidsrichtlijnen, er zijn brandstofcellen en een hogedruk waterstoftank geplaatst. Tegelijkertijd werd ook een energiebeheersysteem ontwikkeld dat de werking van de brandstofcellen, lithium-ionbatterijen en motoren coördineert en regelt.

Demonstratie testboot in aanbouw.
Het team verzamelde knowhow en voerde trial-and-error-ontwikkeling uit om zowel veiligheid als compactheid te realiseren.

RESULT

Ervaring die is opgedaan en relaties gesmeed door ter plaatse te werken aan echte producten openen de deur naar de inzet van maritieme waterstof-brandstofcelsystemen

Met de testboot konden ingenieurs de werking van het waterstof-brandstofcelsysteem en de besturing van de elektrische aandrijflijn verifiëren tijdens daadwerkelijke proefvaarten. Het team verzamelde ook gegevens onder verschillende navigatie- en zeeomstandigheden en bestudeerde verbeterideeën. In samenwerking met Toyota Tsusho en Iwatani Corp. verifieert Yanmar ook de technologie voor het tanken van waterstof onder hoge druk van land naar schip en implementeerde het 's werelds eerste 70 MPa hogedruk waterstoftanken met behulp van een mobiel waterstofstation. De resultaten en ervaring die zijn verkregen met deze on-site activiteiten met echte producten, zullen bijdragen aan de toekomstige commercialisering van het waterstofbrandstofcelsysteem en de ontwikkeling van de maritieme waterstofinfrastructuur. De verwachting is dat de interne en intercompany verbindingen die hierdoor ontstaan, in de toekomst tot nieuwe activiteiten zullen leiden.

70 MPa demonstratietest voor het tanken van waterstof onder hoge druk.

FUTUREToekomstige toepassingen van waterstofbrandstofcellen voor de realisatie van een CO2-neutrale samenleving

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

Yanmar ontwikkelt een 300 kW-klasse scheepswaterstofcelsysteem dat op verschillende soorten schepen kan worden gemonteerd en streeft ernaar dit in 2023 op de markt te brengen. Naast brandstofcellen werkt Yanmar er ook aan om onze klanten te voorzien van elektrische aandrijflijnen die gecombineerd met lithium-ion batterijen en motoren. Naast de ontwikkeling van waterstofbrandstofcellen voor generatoren op het land, enz., wordt ook gedacht aan de ontwikkeling van die voor schepen. In de toekomst zal Yanmar doorgaan met het versnellen van de inspanningen om klanten verschillende oplossingen te bieden met betrekking tot waterstof en elektrische aandrijflijnen en om de transitie naar een koolstofneutrale samenleving te leiden.

* Aansluitingsinformatie per oktober 2021

SOLUTION 02 Other Solution Technology

Dual Fuel Motor die voldoet aan de milieunormen

Motor die voldoet aan Tier 4 en die zowel milieuvriendelijk als economisch efficiënt is

Emissievrij gebouw dat voldoet aan de milieunormen

Optimaliseer energiegebruikEnergienetwerksysteem

Y media

Yanmar ontwikkelt maritiem waterstofbrandstofcelsysteem naar een koolstofneutrale samenleving