SOLUTION 01 / Environmental Load Reducing

ระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน
สู่สังคมที่เป็นกลางคาร์บอน

YANMAR HOLDINGS CO., LTD ฝ่ายนวัตกรรมและเทคโนโลยี
YANMAR POWER TECHNOLOGY CO., LTD หน่วยผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า
YANMAR MARINE INTERNATIONAL ASIA CO., LTD
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีความพยายามเพิ่มขึ้นทั่วโลกในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG) ไปสู่การสร้างสังคมที่เป็นกลางเกี่ยวกับคาร์บอน ไฮโดรเจนกำลังดึงดูดความสนใจจากทั่วโลกในฐานะแหล่งพลังงานสะอาดที่สามารถทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ ยันม่าร์ได้พัฒนาเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ไฮโดรเจนในการผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อให้เกิดสังคมที่ปราศจากคาร์บอน

ISSUE

มลพิษทางอากาศและการปล่อย GHG จากเรือ

ในภาคการเดินเรือ องค์การการเดินเรือระหว่างประเทศได้นำกลยุทธ์การลดก๊าซเรือนกระจกมาใช้ในปี 2561 โดยมีเป้าหมายเพื่อให้เกิดการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์จากการขนส่งทางทะเลระหว่างประเทศโดยเร็วที่สุดในศตวรรษนี้ รวมทั้งปรับปรุงการปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่อหน่วยการขนส่งอย่างน้อย 40% ภายในปี 2573 และลดการปล่อย GHG ทั้งหมดลงอย่างน้อย 50% ภายในปี 2050 ทั้งคู่เมื่อเทียบกับระดับ 2008 ล่าสุดได้มีการพูดคุยกันเรื่องเลื่อนกำหนดการ ในขณะเดียวกันก็มีการเคลื่อนไหวเพื่อลดการปล่อย NOx ในเขตเมือง พื้นที่คุ้มครองสิ่งแวดล้อม และท่าเรือขนาดใหญ่โดยเฉพาะในยุโรปและสหรัฐอเมริกา ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนปล่อยเฉพาะน้ำและไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกเช่นคาร์บอน ไดออกไซด์ (CO2) หรือสารมลพิษทางอากาศ เช่น ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx)… ในทางกลับกัน จำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อให้สอดคล้องกับสภาพแวดล้อมการทำงานและข้อบังคับด้านความปลอดภัยของเรือ นอกจากนี้ ในการนำเทคโนโลยีไปใช้ในเชิงพาณิชย์ จำเป็นต้องพิจารณาวิธีการเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนด้วย

ประโยชน์ของ "ไฮโดรเจน" ในฐานะ พลังงานแห่งอนาคต

  • อุดมสมบูรณ์บนแผ่นดิน
  • สามารถผลิตได้จากน้ำและไฟฟ้าที่เกิดจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ ลม หรือความร้อนใต้พิภพ
  • ไม่มีการปล่อย CO 2 ในขณะที่ใช้งาน

SOLUTION

จากแนวทางความปลอดภัยแห่งชาติไปจนถึงการทดสอบสาธิต: ความท้าทายที่ก้าวข้ามขอบเขตของกลุ่มยันม่าร์และบริษัทต่างๆ

ในช่วงสามปีนับจากปี 2015 ยันม่าร์ได้รับมอบหมายจากกระทรวงที่ดิน โครงสร้างพื้นฐาน การขนส่ง และการท่องเที่ยว ให้จัดทำโครงร่างของ "แนวทางความปลอดภัยสำหรับเรือเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน" โดยความร่วมมือกับสถาบันวิจัยทางทะเลแห่งชาติและอื่น ๆ หลังจากนั้น ยันม่าร์ได้พัฒนาระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสำหรับเรือเดินทะเล และทำการทดสอบยืนยันกับเรือทดสอบโดยใช้ส่วนประกอบของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง "MIRAI" ของ Toyota Motor Corporation วิศวกรในการออกแบบตัวถัง การออกแบบระบบไฟฟ้า และการออกแบบการควบคุมจากแผนกต่างๆ ภายในกลุ่ม Yanmar ได้เข้าร่วมในการพัฒนาเรือทดสอบลำนี้ เซลล์เชื้อเพลิงและถังไฮโดรเจนแรงดันสูงได้รับการติดตั้งตามข้อกำหนดของแนวทางความปลอดภัย ติดตั้งเซลล์เชื้อเพลิงและถังไฮโดรเจนแรงดันสูง ในขณะเดียวกัน ยังได้พัฒนาระบบการจัดการพลังงานที่ประสานและควบคุมการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และมอเตอร์อีกด้วย

เรือทดลองสาธิตที่กำลังก่อสร้าง
ทีมงานได้รวบรวมความรู้และดำเนินการทดลองและข้อผิดพลาดเพื่อให้เกิดความปลอดภัยและความกะทัดรัด

RESULT

ประสบการณ์ที่ได้รับและความสัมพันธ์ที่หล่อหลอมผ่านการทำงานในสถานที่จริงกับผลิตภัณฑ์จริง เปิดประตูสู่การใช้งานระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทางทะเล

ด้วยเรือทดสอบ วิศวกรสามารถตรวจสอบการทำงานของระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนและการควบคุมรถไฟฟ้าระหว่างการทดลองในทะเลจริง ทีมงานยังได้รวบรวมข้อมูลภายใต้สภาพการเดินเรือและสภาพทะเลต่างๆ และศึกษาแนวคิดการปรับปรุง ด้วยความร่วมมือกับ Toyota Tsusho และ Iwatani Corp. ยันม่าร์ยังตรวจสอบเทคโนโลยีการเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนแรงดันสูงจากฝั่งสู่เรือ และดำเนินการเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนแรงดันสูง 70MPa แห่งแรกของโลกโดยใช้สถานีไฮโดรเจนเคลื่อนที่ ผลลัพธ์และประสบการณ์ที่ได้รับจากกิจกรรมในสถานที่เหล่านี้ซึ่งเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์จริงจะมีส่วนช่วยในเชิงพาณิชย์ในอนาคตของระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนและการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานของไฮโดรเจนในทะเล เป็นที่คาดหวังว่าการเชื่อมต่อภายในและระหว่างบริษัทที่สร้างขึ้นผ่านความพยายามเหล่านี้จะนำไปสู่กิจกรรมใหม่ในอนาคต

การทดสอบสาธิตการเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนแรงดันสูง 70 MPa

FUTUREการประยุกต์ใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนในอนาคตเพื่อสร้างสังคมที่เป็นกลางคาร์บอน

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

ยันม่าร์กำลังพัฒนาระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสำหรับเรือเดินทะเลระดับ 300 กิโลวัตต์ ซึ่งสามารถติดตั้งบนเรือประเภทต่างๆ และตั้งเป้าที่จะนำออกสู่ตลาดในปี พ.ศ. 2566 นอกจากเซลล์เชื้อเพลิงแล้ว ยันม่าร์ยังดำเนินการจัดหาระบบส่งกำลังไฟฟ้าที่ รวมกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและมอเตอร์ การพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนบก ฯลฯ นอกเหนือจากเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับเรือยังอยู่ระหว่างการพิจารณา ในอนาคต ยันม่าร์จะเดินหน้าเร่งความพยายามในการจัดหาโซลูชั่นต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับไฮโดรเจนและระบบส่งกำลังไฟฟ้าให้แก่ลูกค้า และเป็นผู้นำการเปลี่ยนแปลงไปสู่สังคมที่ปราศจากคาร์บอน

* ข้อมูลการเป็นพันธมิตร ณ ตุลาคม 2021

Y Media

ยันม่าร์พัฒนาระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทางทะเลสู่สังคมที่ปราศจากคาร์บอน