Судостроительная отрасль стремительно движется к будущему с нулевым уровнем выбросов углерода, ставя перед собой масштабные цели на международном уровне, включая снижение текущих выбросов CO2 на 40 % к 2030 году и на 70 % к 2050 году.
Цели действительно масштабные, и уровень развития «зеленого топлива» указывает на серьезные намерения отрасли достичь этих целей.
Одно из энергоэффективных решений, набирающих популярность в последнее время, – это «чистые водородные топливные элементы», признанные жизненно важным фактором декарбонизации морского транспорта.
Несмотря на огромную популярность электродвигателей с питанием от аккумуляторных батарей, на многих морских судах их применение просто нецелесообразно – либо из-за ограничений по дальности хода, либо из-за размеров судна. Именно в таких случаях чистые водородные топливные элементы могут кардинально изменить ситуацию.
Разумеется, чистый водород – это не новинка. Он уже несколько десятилетий используется в промышленности и безопасен при производстве, хранении и транспортировке.
Кроме того, это самый легкодоступный элемент на Земле, а поскольку это единственное возобновляемое топливо, в котором полностью отсутствует CO2, то он может стать и самым чистым топливом.
По прогнозам многих отраслевых специалистов, в ближайшие 20 лет спрос на чистый водород вырастет на 800 %!
Так действительно ли водород для судостроительной отрасли является той самой «серебряной пулей» с нулевым уровнем выбросов? Многие считают, что это вполне возможно, и тому есть несколько причин.
Топливные элементы работают по аналогии с батареями, создавая электрохимическую реакцию между анодом или катодом и электролитной мембраной, но с непрерывной подачей топлива и воздуха.
При контакте водорода с катализатором водород расщепляется на протоны и электроны; протоны проходят через «протонообменную мембрану» и попадают на катодную сторону топливного элемента.
Электроны блокируются и направляются по внешней цепи, в результате чего образуется электричество, которое можно использовать для подзарядки аккумуляторов или непосредственно для питания электродвигателя..
В конечном итоге протоны и электроны вновь соединяются и в сочетании с кислородом образуют H2O – абсолютно безвредную жидкость, которая течет из крана!
Поскольку водородные топливные элементы имеют высокую стоимость, крайне важно защитить их от возможного повреждения внешними элементами, такими как охлаждающая вода. Вот почему применение высококачественных теплообменников в системе охлаждения играет решающую роль.
В связи с этим компания Bowman разработала серию титановых кожухотрубных теплообменников, отвечающих эксплуатационным требованиям морских возобновляемых источников энергии, например, чистого водорода.
Эта серия теплообменников Bowman, выпуск которой начался совсем недавно, включает в себя более 15 вариантов моделей с отводом от 3 до 65 кВт тепла от контура охлаждения, которые обеспечивают экономическую выгоду и практически полную защиту от коррозии.
Изготовленные в Великобритании с использованием титана, алюминия и композитных материалов, эти теплообменники также гораздо легче традиционных судовых установок, что позволяет снизить общий вес вспомогательного оборудования.
Кроме того, компания Bowman предлагает и более мощные титановые теплообменники с отводом тепла до 700 кВт, для применения в условиях повышенных тепловых нагрузок.
Теплообменники Bowman, уже ставшие популярным брендом для электрических судовых силовых установок на аккумуляторных источниках питания, доказали свои возможности по охлаждению водородных топливных элементов на соревнованиях Monaco Energy Boat Challenge 2022.
Здесь компания Bowman помогла команде Hydro Motion из Технического университета г. Делфт выиграть испытания на выносливость – 6-часовую гонку без подзарядки и дозаправки. Опередив ближайшего конкурента на 7 кругов, команда Hydro Motion добилась поразительных результатов, наглядно продемонстрировав потенциал чистого водорода для судостроительной отрасли.
