På Yanmar Group har vi framgångsrikt utvecklat Japans första vätgasbaserade bränslecellssystem för användning i fartyg, som en del av vår övergång till ett avkarboniserat samhälle. Vi pratade med Hiraiwa, medlem i Yanmar Power Technology Co., Ltd., Large Power Product Business System Engineering Division, om mekanismen, utmaningar under utvecklingsprocessen och framtidsutsikter.

Profil

Takuya Hiraiwa

Yanmar Power Technology Co., Ltd.,
Avdelningen för systemteknik för stora kraftprodukter om mekanismen

Att göra fartyg miljö- och människovänliga med väte som nästa generations energi

Mitt i de globala ansträngningarna för minskade koldioxidutsläpp har även sjöfartssektorn gjort framsteg. År 2018 antog Internationella sjöfartsorganisationen (IMO) en strategi för att minska växthusgaser med målet att uppnå totala utsläppsminskningar. Ett område som har uppmärksammats världen över är vätgasbränslecellssystem för fartyg. Under kraftproduktion släpper vätgasbränslecellssystem endast ut vatten och värme, utan att släppa ut växthusgaser som koldioxid eller luftföroreningar som kväveoxider. Det fanns dock inga exempel på praktisk implementering av vätgasbränslecellssystem för fartyg i Japan. Yanmar har genomfört demonstrationstester genom forskning som anlitats av ministeriet för mark, infrastruktur, transport och turism, och deltagande i subventionerade projekt av miljöministeriet. Som ett resultat levererade Yanmar framgångsrikt vätgasbränslecellssystem för passagerarfartyg 2023, vilket markerade en ny milstolpe i Japans sjöfartshistoria.
Fördelarna med marina vätgasbränslecellssystem sträcker sig bortom miljöaspekten. ”Att inte använda eldningsolja innebär att systemet är luktfritt, vilket är en betydande fördel för fartyg”, säger Hiraiwa. På passagerarfartyg anges ofta lukten av eldningsolja som en orsak till sjösjuka. Genom att använda vätgas som bränsle löses detta luktproblem. Eftersom det inte finns något behov av en motor minskas dessutom vibrationer och buller avsevärt, vilket leder till förbättrad komfort.

Två huvudsakliga hinder som hindrar praktiskt genomförande är kostnader och föreskrifter

Herr Hiraiwa förklarar att det här projektet inte var någon lätt uppgift. Det första hindret man stötte på var kostnadsaspekten. För att hålla nere kostnaderna beslutade de att modifiera vätgasbränsleceller som redan används i bilar för marint bruk. Till skillnad från bilar är det dock avgörande för marina tillämpningar att uppfylla explosionssäkra standarder för att förhindra explosioner. Naturligtvis ökar explosionsskydd kostnaderna. Lösningen på denna utmaning kom från Yanmar samlade expertis. Med många års erfarenhet av utveckling av gasmotorer kunde Yanmar utnyttja sin expertis för att minska kostnaderna och kompaktera systemet för maritim användning, vilket slutligen slutförde vätgasbränslecellsystemet för fartyg.
Förutom tekniska utmaningar var ett annat betydande hinder bristen på regleringar gällande vätgasbränslecellssystem för maritim användning i Japan. Därför var det nödvändigt att börja från början med regelgivning i samarbete med ministeriet för mark, infrastruktur, transport och turism och ClassNK. "Även om det hade varit enklare om det fanns befintliga regler att följa, innebar det faktum att detta var en banbrytande insats i Japan att vi alltid navigerade i okänd mark", reflekterar Hiraiwa över utmaningarna med att vara först i Japan.

Accelererar expansion utomlands för att driva Yanmar till nästa steg

Yanmar vätgasbaserade bränslecellssystem för fartyg har väckt stort intresse, inte bara i landet utan även från utländska länder som Norge, Nederländerna och Storbritannien. I Europa och USA finns det mer avancerade regleringar som syftar till att minska utsläppen av kväveoxider och växthusgaser jämfört med Japan. Det finns inte många fall i världen där motortillverkare tillhandahåller bränslecellssystem, så det finns stora förväntningar utomlands på detta initiativ.
Yanmar har traditionellt sett levererat motorer som kraftkällor. Genom att utveckla vätgasbaserade bränslecellssystem har vi dock uppnått elektrifiering av kraftkällor och kan nu erbjuda inte bara kraftkällor utan även hela kraftenheter. ”Jag tror att det här projektet har fört oss närmare att vara en marin systemintegratör som inte bara säljer produkter utan också utvecklar och hanterar system skräddarsydda efter våra kunders önskemål”, säger Hiraiwa och betonar att det här projektet representerar ett betydande steg framåt för Yanmar.