Перед судноплавною галуззю стоїть серйозний виклик: як зменшити викиди CO₂, не жертвуючи при цьому надійністю та ефективністю пропульсивних установок? В умовах посилення нормативних вимог і зростання очікувань щодо сталого судноплавства водневі технології привертають все більшу увагу. Паливні елементи, особливо у варіанті PEM, стають життєздатною альтернативою традиційним двигунам внутрішнього згоряння. У цій статті ми розглянемо, як ця технологія застосовується на сучасних суднах, в тому числі пасажирських, а також роль систем вимірювання та автоматизації, від моніторингу тиску водню до охолодження та інтеграції живлення.
Скорочення викидів парникових газів стало головним пріоритетом на ринку транспорту, в тому числі морського. Регуляторні вимоги, такі як стратегія IMO 2050, встановлюють амбітні, але необхідні цілі щодо зменшення шкоди навколишньому середовищу: скорочення викидів CO₂ на 40% до 2030 року і на цілих 70% до 2050 року (порівняно з рівнем 2008 року). Для виробників суден та операторів флоту це означає, що необхідно швидко впроваджувати низьковуглецеві пропульсивні системи.
Багато рішень, таких як акумуляторні двигуни або синтетичне паливо, все ще мають обмеження з точки зору дальності польоту, вартості або інфраструктури. Тому зростає інтерес до силових установок на основі паливних елементів, особливо в поєднанні з воднем як енергоносієм. Однак реалізація цієї технології вимагає надійної системи автоматизації: для контролю тиску водню, температури процесу, управління енергією та охолодженням.
Наш клієнт - виробник сучасних пасажирських суден. Він шукав рішення для інтеграції енергетичної системи на основі паливних елементів з високими стандартами безпеки, точності та відповідності морським стандартам.
Для безпечного та ефективного впровадження технології паливних елементів на судні необхідно було спроектувати систему автоматизації, здатну контролювати ключові параметри водню і забезпечувати точне регулювання режимів роботи елементів. Клієнт зупинив свій вибір на PEM (протонних) елементах, які генерують електроенергію на основі реакції водню з киснем. Система повинна була забезпечити безперервний моніторинг водневого, охолоджувального та допоміжного контурів відповідно до морських стандартів.
Проект передбачав модернізацію системи автоматизації для сучасних суден, які будуть оснащені паливними елементами потужністю до 1 МВт. Клієнт був зацікавлений у впровадженні пропульсивної системи, що відповідає вимогам IMO, і в тому, щоб стати незалежним від викопних видів палива, таких як природний газ. Технологія мала базуватися на використанні альтернативних джерел енергії, в тому числі «зеленого» водню, що перетворюється в електрику безпосередньо в комірці.
Як високореактивний елемент, водень вимагає точного контролю - особливо з точки зору тиску і температури. Серед іншого, датчики контролюють тиск до і після етапу заправки воднем, а їхні сигнали інтегровані в систему управління.
Для підтримки контролю роботи комірки в системі охолодження були встановлені датчики температури та рівня. Така система не тільки підвищує безпеку, але й дозволяє повністю контролювати процес, зменшуючи ризик шкідливих для навколишнього середовища викидів. Для польського замовника судноплавства це означало не тільки відповідність нормам, але й реальний перехід на паливні елементи як джерело енергії з нульовим рівнем викидів.
Використання паливних елементів на сучасних суднах принесло клієнту низку відчутних переваг - як експлуатаційних, так і екологічних. Перш за все, вдалося значно скоротити викиди CO₂ та інших забруднюючих речовин без необхідності використання викопного палива, такого як природний газ. Водневі PEM-елементи дозволяють безпосередньо перетворювати водень в електроенергію, без викидів екологічно шкідливих продуктів згоряння.
Додатковою перевагою стало скорочення споживання традиційного палива за рахунок використання відпрацьованого тепла, що генерується паливним елементом що в результаті підвищило енергоефективність всієї системи. Завдяки використанню сертифікованих компонентів автоматизації стала можливою повна інтеграція з існуючими бортовими системами управління, що скоротило час впровадження і полегшило обслуговування.
З точки зору дотримання нормативних вимог, система відповідає вимогам IMO щодо скорочення викидів і підтримує рух до нульових викидів на морському транспорті. Для виробника установки це реальна конкурентна перевага - можливість запропонувати рушій майбутнього вже сьогодні, використовуючи інноваційні джерела енергії з низьким рівнем викидів.
Переваги впровадження водню
Мене звуть Наталя і я спеціалізуюся на створенні контенту. Вже три роки я професійно "вирізьблюю слова" як редакторка та копірайтерка. Моя місія - розбирати навіть найзаплутаніші теми до найменших деталей. Я зосереджуюсь на побудові стосунків з читачем та створенні вражень. В особистому житті захоплююся подорожами, літературою та модою.
Ми закликаємо вас залишати коментарі через форму нижче. Вони будуть опубліковані онлайн після затвердження в межах нашого процесу перевірки.
