W Grupie Yanmar z sukcesem opracowaliśmy pierwszy w Japonii system ogniw paliwowych wodorowych do zastosowania w statkach, w ramach naszej transformacji w kierunku społeczeństwa bezemisyjnego. Rozmawialiśmy z panem Hiraiwą, członkiem działu inżynierii systemów w dziale inżynierii systemów w firmie Yanmar Power Technology Co., Ltd., o mechanizmie, wyzwaniach w procesie rozwoju i perspektywach.

Profil

Takuya Hiraiwa

Yanmar Power Technology Co., Ltd.,
Dział inżynierii systemów biznesowych dla dużych produktów energetycznych o mechanizmie

Statki przyjazne dla środowiska i człowieka dzięki wykorzystaniu wodoru jako źródła energii nowej generacji

W obliczu globalnych wysiłków na rzecz dekarbonizacji, sektor morski również poczynił postępy. W 2018 roku Międzynarodowa Organizacja Morska (IMO) przyjęła strategię redukcji emisji gazów cieplarnianych, dążąc do całkowitej redukcji emisji. Jednym z obszarów, który zyskał globalne zainteresowanie, są systemy wodorowych ogniw paliwowych dla statków. Podczas wytwarzania energii elektrycznej systemy wodorowych ogniw paliwowych emitują jedynie wodę i ciepło, nie uwalniając gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla, ani zanieczyszczeń atmosferycznych, takich jak tlenki azotu. Jednakże w Japonii nie było precedensów dla praktycznego wdrożenia systemów wodorowych ogniw paliwowych dla statków. Yanmar przeprowadzał testy demonstracyjne w ramach badań powierzonych Ministerstwu Infrastruktury, Transportu i Turystyki oraz uczestnicząc w projektach dotowanych przez Ministerstwo Środowiska. W rezultacie, w 2023 roku Yanmar z powodzeniem wprowadził na rynek systemy wodorowych ogniw paliwowych dla statków pasażerskich, co stanowi nowy kamień milowy w historii japońskiej żeglugi morskiej.
Korzyści płynące z morskich systemów ogniw paliwowych na wodór wykraczają poza aspekt środowiskowy. „Brak oleju opałowego oznacza, że system jest bezwonny, co jest znaczącą zaletą dla statków” – mówi pan Hiraiwa. Na statkach pasażerskich zapach oleju opałowego jest często wymieniany jako przyczyna choroby morskiej. Zastosowanie wodoru jako paliwa rozwiązuje ten problem. Ponadto, ponieważ nie ma potrzeby stosowania silnika, wibracje i hałas są znacznie zredukowane, co przekłada się na większy komfort.

Dwiema głównymi przeszkodami utrudniającymi praktyczne wdrożenie są koszty i przepisy

Pan Hiraiwa wyjaśnia, że projekt nie był łatwym zadaniem. Pierwszą przeszkodą, na którą natrafiono, były koszty. Aby obniżyć koszty, zdecydowano się na modyfikację wodorowych ogniw paliwowych, które są już stosowane w samochodach, do zastosowań morskich. Jednak, w przeciwieństwie do samochodów, spełnienie norm przeciwwybuchowych ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach morskich. Oczywiście, zabezpieczenie przeciwwybuchowe zwiększa koszty. Rozwiązanie tego problemu wynikało z bogatego doświadczenia firmy Yanmar. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu w rozwoju silników gazowych, Yanmar był w stanie wykorzystać swoją wiedzę, aby obniżyć koszty i zwartą konstrukcję systemu do zastosowań morskich, ostatecznie kończąc prace nad systemem wodorowych ogniw paliwowych dla statków.
Oprócz wyzwań technicznych, kolejną istotną przeszkodą był brak przepisów dotyczących systemów wodorowych ogniw paliwowych do zastosowań morskich w Japonii. W związku z tym konieczne było rozpoczęcie prac legislacyjnych od podstaw we współpracy z Ministerstwem Gospodarki Lądowej, Infrastruktury, Transportu i Turystyki oraz ClassNK. „Chociaż byłoby łatwiej, gdyby istniały już przepisy, fakt, że było to pionierskie przedsięwzięcie w Japonii, oznaczał, że zawsze poruszaliśmy się po nieznanym terytorium” – wspomina pan Hiraiwa o wyzwaniach związanych z byciem pierwszym w Japonii.

Przyspieszenie ekspansji zagranicznej w celu przeniesienia Yanmar na kolejny etap

System wodorowych ogniw paliwowych Yanmar dla statków wzbudził duże zainteresowanie nie tylko w kraju, ale także w krajach takich jak Norwegia, Holandia i Wielka Brytania. W Europie i Stanach Zjednoczonych obowiązują bardziej zaawansowane przepisy mające na celu redukcję emisji tlenków azotu i gazów cieplarnianych niż w Japonii. Na świecie producenci silników rzadko dostarczają systemy ogniw paliwowych, dlatego też za granicą pokłada się duże nadzieje w tej inicjatywie.
Yanmar tradycyjnie dostarczał silniki jako źródła zasilania. Jednak dzięki rozwojowi systemów wodorowych ogniw paliwowych, osiągnęliśmy elektryfikację źródeł zasilania i możemy teraz oferować nie tylko źródła zasilania, ale także całe zespoły napędowe. „Wierzę, że ten projekt przybliżył nas do roli integratora systemów morskich, który nie tylko sprzedaje produkty, ale także opracowuje i zarządza systemami dostosowanymi do wymagań naszych klientów” – mówi pan Hiraiwa, podkreślając, że projekt ten stanowi znaczący krok naprzód dla Yanmar.