德國慕尼黑,通過獲得國際船級社RINA的“型式認可”,科德寶(Freudenberg)在海事領域可持續技術發展方面取得了一個重要的里程碑。甲醇燃料電池系統使遠洋運輸以一種氣候中立的方式高效、安全地運行成為可能。
將公海上的商用船舶改裝為二氧化碳中性驅動系統是一個巨大的挑戰。一個重要的因素是各個船型的航程要求。對于游輪、油輪和集裝箱船來說,航程必須是盡可能大的,以便能夠不間斷地穿越世界各大洋。航線的靈活性和超過5000海里的航程是世界海事船隊的基本要求。純粹的電池電力解決方案往往無法解決是這些深海應用的問題,因為它們的高重量和空間要求。氫作為直接的能量儲存介質也被排除在這些船型之外,因為它的體積能量密度低,需要在低溫或高度壓縮狀態儲存在巨大的氫罐中。這對航運業來說不是一個可持續的選擇。然而,燃料電池由于其高效率和低維護要求而具有巨大的優勢。因此,通過化學結合再生的氫來獲得更高的能量密度是有意義的。這將使燃料電池在遠洋運輸中既經濟又實用。燃料電池系統可以與Freudenberg e-Power Systems公司的海上電池系統靈活結合,創造出特別高效的混合動力解決方案。
在此背景下,氣候中性甲醇的使用是實現海洋可持續發展和實現國際海事組織減排目標的一個轉折點。甲醇是一種簡單的分子,在正常環境條件下是液體,體積能量密度大約是液氫的三倍。作為化學工業的一種重要原料,氣候中性甲醇具有成熟的生產工藝和良好的可用性。
Freudenberg e-Power Systems公司的甲醇燃料電池系統是海事行業的里程碑:該系統可以實現氣候中和,同時實現高效、安全的海洋運輸。
Freudenberg e-Power Systems將重整器和高性能燃料電池相結合,開發了一種將甲醇用于船舶應用的創新方法。該系統將高效的燃料重整技術與長壽命的PEM燃料電池結合在一起,形成模塊化、可擴展的系統單元。它通過蒸汽重整產生氫氣,然后氫氣在燃料電池中與空氣中的氧氣發生反應,產生推進和船舶動力系統所需的電能。轉化爐所需的熱量可以直接從燃料電池的廢熱中獲得。燃料電池電堆,重整器和控制電路以及所有的供應組件位于一個預制的,模塊化的單元內。這種密封設計便于在船上安裝。
這種創新系統架構的安全概念現已獲得了船級社RINA的型式認可。這證實了該系統的安全性,并符合海事標準和法規。
“憑借我們在燃料電池系統和甲醇重整制氫方面的豐富經驗,結合科德寶久經考驗的工業專業知識,我們正在為海運業實現創新的能源和電力解決方案。通過這種方式,我們正在為這一重要領域的脫碳做出貢獻,”科德寶燃料電池電力系統董事總經理兼安全架構負責人Manfred Stefener博士解釋說。“獲得型式認可是海運業的一個重要里程碑。這為在游輪和國際遠洋船隊上以兆瓦級使用燃料電池系統奠定了基礎。得益于燃料電池技術,未來的海洋能源系統將變得安全高效。”
雙極板(BPP)和膜電極單元的特殊材料配置已經在電池級進行了優化,以確保重載應用所需的高效率和耐用性。
Freudenberg e-Power Systems公司相信,最好的重型解決方案始于電池單元。雙極板(BPP)和膜電極單元的特殊材料配置,以及深層的價值創造,例如通過內部催化劑生產,確保最大的效率和耐用性。傳統燃料電池系統起源于乘用車領域,與之不同的是,Freudenberg高性能電堆的設計策略旨在實現高效和長使用壽命。
此外,Freudenberg的甲醇燃料電池系統還提供了更多的優勢,因為它不像使用燃燒技術的驅動器,它不會排放任何有害的氮氧化物。
Freudenberg的安全概念已經在“Pa-X-ell 2”研究項目的早期階段進行了海上整合測試。為此,它獲得了船級社DNV GL的“原則批準”。除了關注安全理念外,為了從一開始就考慮到大規模工業化的方面,考慮了模塊化和標準化的主題。未來,標稱輸出為500KW的系統單元將合并成兩位數兆瓦級的總容量。除了Freudenberg,專注于客運航運的著名項目聯盟還包括合作伙伴嘉年華海事(AIDA Cruises)、Meyer Werft以及Lürssen Werft、besecke、DLR、EPEA和船級社DNV GL。
2021年啟動的“HyFleet”研究項目表明,以壽命和效率為優先級的一致性設計策略也非常適合其他細分市場。科德寶(Freudenberg)公司與其項目合作伙伴ZF Friedrichshafen和FlixBus一起,致力于在長途巴士上取代傳統的柴油驅動。初步測試結果表明,至少可以達到35,000小時的使用壽命。這相當于一輛卡車達到120萬公里的總行駛里程。
(素材來自:Freudenberg e-Power Systems 全球氫能網、新能源網綜合)
原文始發于微信公眾號(液態陽光):科德寶發布全球首個認證的船用甲醇燃料電池系統