Πλοία που θα λειτουργούν με θαλασσινό νερό αντί για ντίζελ

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Brunel του Λονδίνου και η νεοσύστατη εταιρεία καθαρής ενέργειας Genuine H2 κατασκευάζουν αυτό που περιγράφουν ως το πρώτο σκάφος επίδειξης «όλα σε ένα» από θαλασσινό νερό σε υδρογόνο της χώρας.

Πρόκειται για πλοίο το οποίο αντί να καίει ντίζελ, θα λειτουργεί με καύσιμο που παράγεται από το ίδιο το θαλασσινό νερό κάτω από το κύτος του.

Το σχέδιο προβλέπει τη μετατροπή του αλμυρού νερού σε καθαρό υδρογόνο και τη χρήση του σε κινητήρες πλοίων που εκπέμπουν μόνο ατμό.

Υποστηριζόμενο από 1,44 εκατομμύρια λίρες από το Υπουργείο Μεταφορών του Ηνωμένου Βασιλείου και την Innovate UK στο πλαίσιο του προγράμματος καθαρής ναυτιλίας UK SHORE, το έργο GH2DEM θα παρουσιάσει μια πλήρη αλυσίδα από την πρόσληψη θαλασσινού νερού έως την παραγωγή υδρογόνου, την αποθήκευση επί του πλοίου και την καύση σε μια βαριά μηχανή χωρίς άμεσες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.

Για έναν τομέα που παράγει σήμερα περίπου το 3% των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, ενώ μεταφέρει τη συντριπτική πλειοψηφία του παγκόσμιου εμπορίου, οποιαδήποτε ρεαλιστική εναλλακτική λύση στο θαλάσσιο ντίζελ προσελκύει σοβαρή προσοχή.

Από το θαλασσινό νερό στο στερεό υδρογόνο στο κατάστρωμα

Η λειτουργία του συστήματος έχεις ως εξής:

Χρησιμοποιεί προηγμένα ηλεκτρόδια που διαχωρίζουν το υδρογόνο απευθείας από το θαλασσινό νερό χρησιμοποιώντας ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια.

Αυτό αποφεύγει το συνηθισμένο βήμα της αφαλάτωσης, η οποία είναι ενεργοβόρα και δαπανηρή, και παρακάμπτει τα μακροχρόνια προβλήματα διάβρωσης και χλωρίου που έχουν ταλαιπωρήσει προηγούμενες ιδέες ηλεκτρόλυσης θαλασσινού νερού.

Ο καθηγητής Xinyan Wang  (ηγείται της πλευράς του κινητήρα στο έργο), συνόψισε την προσέγγιση λέγοντας ότι «η ομάδα θα πάρει θαλασσινό νερό, θα το διαχωρίσει χρησιμοποιώντας ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια για να παράγει αέριο υδρογόνο, θα το αποθηκεύσει στο πλοίο ως μοριακό στερεό πριν το τροφοδοτήσει στον κινητήρα αντί για ντίζελ».

Το βήμα αποθήκευσης το κάνει να φαίνεται διαφορετικό από πολλούς άλλους πιλότους υδρογόνου.

Αντί να αντλεί υδρογόνο σε βαριές δεξαμενές υψηλής πίεσης ή να το ψύχει σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, το Genuine H2 βασίζεται σε μια εξαιρετικά λεπτή νανο-μεμβράνη που κλειδώνει το υδρογόνο σε στερεά κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου και κανονική πίεση.

Αυτό αποφεύγει τους ογκώδεις κυλίνδρους και τα πολύπλοκα κρυογονικά συστήματα, δύο από τα μεγαλύτερα εμπόδια στην τοποθέτηση υδρογόνου σε εργατικά σκάφη, τράτες ή πορθμεία που χρειάζονται κάθε εκατοστό χώρου στο κατάστρωμα.

Η σημασία για τις εκπομπές των ωκεανών

Η διεθνής ναυτιλία λειτουργεί κυρίως με ντίζελ και βαρύ μαζούτ, που σημαίνει καυσαέρια, αιθάλη και διοξείδιο του άνθρακα για κάθε μίλι που διανύεται. Σύμφωνα με τον Διεθνή Ναυτιλιακό Οργανισμό και άλλους παγκόσμιους φορείς, τα πλοία ευθύνονται για περίπου το 3% των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και αυτό το μερίδιο θα μπορούσε να αυξηθεί εάν η κυκλοφορία συνεχίσει να αυξάνεται.

Γι' αυτό οι Ρυθμιστικές Αρχές και οι εταιρείες αγωνίζονται για καθαρότερα καύσιμα, από πράσινη αμμωνία και μεθανόλη έως υβριδικά συστήματα μπαταριών.

Το υδρογόνο συχνά εμφανίζεται σε αυτές τις συζητήσεις, αλλά η ασφαλής αποθήκευσή του σε επαρκή ποσότητα επί του πλοίου αποτελεί ένα επίμονο μηχανικό πρόβλημα.

Οι συμπιεσμένες δεξαμενές είναι βαριές και καταλαμβάνουν πολύτιμο χώρο φορτίου, ενώ το υγρό υδρογόνο χρειάζεται ισχυρή ψύξη και επιπλέον μέτρα ασφαλείας.

Το μοντέλο επίδειξης του Brunel προσπαθεί να αντιμετωπίσει πολλά κομμάτια ταυτόχρονα. Παράγει υδρογόνο κατόπιν ζήτησης από θαλασσινό νερό, χρησιμοποιεί τροποποιημένους κινητήρες εσωτερικής καύσης που πολλά ναυπηγεία ήδη κατανοούν και το συνδυάζει με ένα ελαφρύτερο σύστημα στερεάς αποθήκευσης.

Οι δοκιμές στην ξηρά του βαρέως τύπου κινητήρα, που τροφοδοτείται εξ ολοκλήρου από το σύστημα ηλεκτρολύτη και αποθήκευσης της Genuine H2, αναμένεται να πραγματοποιηθούν έως τις αρχές του 2026 στην πανεπιστημιούπολη πριν από οποιαδήποτε κίνηση προς δοκιμές στη θάλασσα.

Εάν η απόδοση είναι καλή, αυτό θα μπορούσε να δώσει στους χειριστές πορθμείων, αλιευτικών σκαφών και σκαφών εξυπηρέτησης λιμένων μια νέα επιλογή σε μέρη όπου οι μπαταρίες από μόνες τους δεν είναι πρακτικές.

Δυνατότητα προσαρμογής σε φορτηγά ή λεωφορεία

Ενώ η τρέχουσα χρηματοδότηση συνδέεται με την απεξάρτηση από τον άνθρακα στη θάλασσα, η Genuine H2 παρουσιάζει την τεχνολογία της ως μια αρθρωτή πλατφόρμα plug and play που μπορεί να τοποθετηθεί σε πολλά διαφορετικά περιβάλλοντα.

Τα έγγραφα της εταιρείας περιγράφουν κυκλικές μονάδες που χρησιμοποιούν θαλασσινό νερό ή λύματα για την παραγωγή πράσινης ενέργειας και καθαρού νερού, υποστηρίζοντας ότι η διαδικασία μπορεί ακόμη και να αφαιρέσει το διοξείδιο του άνθρακα από το υγρό και να το κλειδώσει σε μορφή διττανθρακικού.

Πρακτικά, αυτό σημαίνει ότι η ίδια προσέγγιση θα μπορούσε να προσαρμοστεί για χερσαίους κόμβους ανεφοδιασμού για φορτηγά ή λεωφορεία, εφεδρική ισχύ για νοσοκομεία ή μικρά συστήματα σε απομακρυσμένα αγροκτήματα και εργοτάξια που θέλουν να μειώσουν τη χρήση ντίζελ.

Τα ερωτήματα

Όπως συμβαίνει με κάθε λύση για το κλίμα σε πρώιμο στάδιο, υπάρχουν πολλά άγνωστα. Οι μηχανικοί πρέπει ακόμη να αποδείξουν πόσο ανθεκτικά είναι τα νέα ηλεκτρόδια και οι νανομεμβράνες σε αλμυρές, δονούμενες, πραγματικές συνθήκες.

Το πλήρες ενεργειακό ισοζύγιο από την ανεμογεννήτρια ή το ηλιακό πάνελ μέσω της ηλεκτρόλυσης, της αποθήκευσης και της καύσης πρέπει να χαρτογραφηθεί προσεκτικά, ώστε οι «μηδενικές εκπομπές στη χοάνη» να μην κρύβουν μεγάλες απώλειες ανάντη. Οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής παλεύουν επίσης με το πώς οι κινητήρες υδρογόνου ταιριάζουν δίπλα στα στοιχεία καυσίμου, την αμμωνία και άλλες επιλογές στους μελλοντικούς κανόνες για την πράσινη ναυτιλία.

Προς το παρόν, η ομάδα Brunel και Genuine H2 κάνει ένα συγκεκριμένο βήμα που πολλές παράκτιες κοινότητες θα παρακολουθούν στενά.

Η μετατροπή του θαλασσινού νερού σε καύσιμο που μπορεί να ωθήσει ένα σκάφος χωρίς να αντλεί άνθρακα στον αέρα ακούγεται σχεδόν σαν επιστημονική φαντασία όταν το ακούτε για πρώτη φορά.

Τα επόμενα χρόνια θα δείξουν εάν αυτή η προσέγγιση με το υδρογόνο μπορεί να μετατραπεί από εργαστηριακό εξοπλισμό σε καθημερινό εργαλείο εργασίας και να βοηθήσει στην επίτευξη καθαρότερου αέρα σε λιμάνια και παράκτιες πόλεις.

www.worldenergynews.gr