Hydrogène propre – refroidir le « remède miracle zéro émission » de l’industrie maritime

Les piles à hydrogène ont un énorme potentiel en tant que carburant "zéro émission" pour l'industrie maritime, toutefois un refroidissement adéquat du système est d'une importance vitale. Heureusement, Bowman a trouvé la solution !

L’industrie maritime s’oriente vers un avenir sans émissions de carbone et s’est fixé des objectifs ambitieux au niveau international, notamment la réduction des émissions actuelles de CO2 de 40% d’ici à 2030 et de 70% d’ici à 2050.

Des objectifs effectivement très ambitieux, et le niveau de développement des « carburants verts » suggère qu’ils doivent être pris au sérieux par l’industrie maritime.

Une solution énergétique qui commence à apporter des résultats est celle des « piles à combustible à hydrogène propre », qui ont été identifiées comme un carburant essentiel pour parvenir à la décarbonisation du transport maritime.

Même que la propulsion électrique alimentée par des batteries soit extrêmement populaire, elle n’est tout simplement pas réalisable pour de nombreuses activités marines, que ce soit en raison des limitations de l’autonomie ou de la taille du navire. C’est ici que les piles à combustible à hydrogène propre pourraient faire changer la donne.

L’hydrogène propre n’est pas nouveau, celui-ci est utilisé dans l’industrie depuis des décennies et sa production, son stockage et son transport sont sans danger.

Il s’agit également de l’élément le plus facilement disponible sur terre et, en tant que seul carburant renouvelable totalement dépourvu de CO2, il pourrait devenir le carburant « propre » par excellence.

Effectivement, de nombreux observateurs du secteur prévoient une augmentation de 800% de la demande d’hydrogène propre au cours des 20 prochaines années !

S’agit-il vraiment de la « solution miracle » de l’industrie maritime pour attendre l’objectif de zéro émission ? Nombreux sont ceux qui pensent que cela soit possible, en voici les raisons :

Schematic of Hydrogen Fuel Cell

Les piles à combustible fonctionnent comme des batteries, en créant une réaction électrochimique entre l’anode ou la cathode et la membrane électrolytique, toutefois, dans ce cas avec un approvisionnement continu en carburant et en air.

Lorsque l’hydrogène entre en contact avec le catalyseur, il se divise en protons et en électrons ; les protons traversent une « membrane d’échange de protons » et se dirigent vers la cathode de la pile à combustible.

Les électrons sont bloqués et forcés de passer par un circuit externe, ce qui crée de l’électricité, qui peut être utilisée pour recharger une batterie ou alimenter directement un moteur électrique.

Enfin, les protons et les électrons se rejoignent et se combinent avec l’oxygène, créant H2O, le liquide totalement inoffensif qui sort directement de nos robinets !

Cependant, les piles à hydrogène sont coûteuses et il est essentiel de les protéger contre les dommages potentiels causés par des éléments extérieurs comme le refroidissement de l’eau ! L’utilisation d’échangeurs de chaleur de haute qualité dans le système de refroidissement est extrêmement importante.

De ce fait, Bowman s’est investi dans le développement une gamme d’unités de tubes et de coques en titane, afin de répondre aux exigences de performance des applications d’énergie marine renouvelable dont l’hydrogène propre.

Récemment introduite, la gamme de Bowman comprend plus de 15 variantes de modèles, capables de dissiper entre 3 kW et 65 kW de chaleur dans le circuit de refroidissement, offrant une solution en titane rentable et pratiquement imperméable à la corrosion.

Fabriqués au Royaume-Uni à partir de titane, d’aluminium et de matériaux composites, ces échangeurs de chaleur sont également beaucoup plus légers que les unités marines traditionnelles, permettant de réduire le poids total des équipements annexe.

Bowman propose également une gamme d’unités en titane de plus grande taille, offrant jusqu’à 700 kW de dissipation thermique, pour les applications générant des charges thermiques plus importantes.

Hydro Motion vessel at Monaco ChallengeALes échangeurs de chaleur Bowman, étant déjà la marque de référence pour la propulsion marine à batterie électrique, ont démontré leurs capacités de refroidissement de l’hydrogène lors de l’édition 2022 du Monaco Energy Boat Challenge.

Lors de cette évènement, Bowman a aidé l’équipe Hydro Motion de la TU Delft à remporter le ” Endurance Challenge”, une course de 6 heures sans recharge ni ravitaillement. En terminant avec 7 tours d’avance sur son concurrent le plus proche. Hydro Motion a obtenu un résultat exceptionnel, démontrant clairement le potentiel de l’hydrogène propre pour l’industrie maritime.


      
    

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