gorive ćelije | Magazin More

Cumminsov centar za tehnologiju vodika

Sve više globalnih divova iz segmenta proizvođača dizelskih generatora, pogonskih motora, snažno ulaže u razvoj elektropogona i tehnologije vodik gorivih ćelija

Američka multinacionalna kompanija Cummins Inc. otvorila je novi razvojni pogon Hydrogen Fuel Cell Powertrain Integration Center u West Sacramento, u Kaliforniji. Time će pridružiti javno-privatnoj kompaniji California Fuel Cell Partnership koje je 1999. osnovala država Kalifornija u partnerstvu s predstavnicima industrije, za razvoj PEM fuel cell tehnologije s ciljem stvaranja flote vozila s nultom emisijom štetnih plinova. „Naša prisutnost u West Sacramentu je važna zbog unapređenja tehnologije na bazi vodika, kao centralnog dijela razgovora o dekarbonizaciji u Sjedinjenim Državama,“ kazala je Amy Davis, dopredsjednica Cumminsa i predsjednica New Power Business. „S najnaprednijom infrastrukturom za sustave vodika u SAD-u, Kalifornija pruža najbolje okruženje za razvoj te tehnologije.“ Ultimativni im je cilj ubrzanje promjene u segmentu transporta, inovativnost za njihove kupce, te stavljanje više vozila s nultom emisijom štetnih plinova na cestu.

Cummins ulaže u razvoj dva tipa vodikovih gorivih ćelija, Proton exchange membrane (PEM) gorive ćelije i Solid oxide gorive ćelije (SOFCs). U novom razvojnom centru, fokus će biti na PEM gorivim ćelijama, koje se smatraju dobrim rješenjem za aplikacije u velikim i teškim transportnim vozilima, a takvi sustavi su pretpostavka za aplikaciju i u brodskim sustavima. Također, ističu da će se vodik koji se koristi za napajanje gorivih ćelija, proizvoditi energijom dobivenom i iz obnovljivih izvora. Dopredsjednica uprave Fuel Cell and Hydrogen Technologies u Cumminsu, Amy Adams, kazala je da snažno ulažu u razvoj vodikovih gorivih ćelija, baterija i električnog pogona. Novi centar s 1600 m2 uključuje razvojni centar za sigurnost, integraciju gorivih ćelija i elektropogona, razvoj i testiranje kontrolnih sustava i odjel za elektronički inženjering.

Cummins će ovom investicijom postati najveći dionik unutar California Fuel Cell Partnership, a njihov portfelj je pun napredne tehnologije i inženjerskih kapaciteta u tom području. Do sad su isporučili preko 2000 gorivih ćelija, 600 uređaja za elektrolizu te preko 400 baterijskih sklopova s pripadajućim elektropogonom diljem svijeta. Cummins je napravio i najveći sustav za PEM elektrolizu u SAD-u, za Douglas County Public Utility District u Washingtonu, prvi sustav u svijetu s vodik gorivim ćelijama za komercijalni brod za prijevoz 75 putnika, u San Francisku, te prvi sustav vodik gorivih ćelija za putnički vlak koji vozi diljem Europe, a prvi u svijetu napravili su i stanicu za punjenje vodika namijenjenu brodovima, automobilima, kamionima i industrijskim korisnicima u Antwerpu, u Belgiji, kao i najveći svjetski sustav za PEM elektrolizu u Bécancour, u Kanadi.

Piše: Teo Marević
Foto: Cummins Inc.

Novosti

Yanmar testirao punionicu vodika

Japanska tvrtka demonstrirala novu tehnologiju punjenja brodice vodikom pod pritiskom

U ožujku smo pisali o tome kako je Yanmar razvio sustav gorivih ćelija za primjenu na brodicama, implementirajući Toyotine module gorivih ćelija razvijane za Toyota MIRAI automobile. Sustav su instalirali na Yanmarov EX38A FC rekreativno plovilo za terensko ispitivanje. Sada su testirali i sustav za punjenje vodika pod visokim tlakom iz kamiona u spremnik brodice u moru.

Više o projektima i postojećoj tehnologiji vodik gorivih ćelija na tržištu, pisali smo u 260. broju Mora. Yanmar Power Technology (YPT), provela je ispitivanja na prvom brodskom 70 Mpa spremniku za vodik u svijetu, a ideja je napraviti kompletni sustav za vodik gorive ćelije na brodicama i infrastrukturalni element koji je ključan za primjenu ove tehnologije. Testno plovilo napravilo je krug oko otoka gdje će se 2025. godine održati svjetski trgovinski sajam Osaka-Kansai World Exposition.

Punjenje pod 70 Mpa su proveli u suradnji s Toyota Tsusho Corporation, koristeći specijalno licencirani sustav i novi licencirani prototip crijeva za punjenje pod velikim pritiskom. Punjenje pod pritiskom 70 Mpa rezultiralo je trostruko duljim vremenom provedenog u plovidbi usporedno s prethodnim procesima punjenja. Rezultati će se koristiti za tržišnu implementaciju sustava vodikovih gorivnih ćelija, kao i za proučavanje infrastrukture za punjenje vodikom za brodove.

YPT razvija brodski sustav gorivnih ćelija klase 300 kW koji uključuje module gorivnih ćelija tvrtke Toyota Motor Corporation, udovoljavajući kriterijima potencijalnih klijenata poput onih koji se odnose na koncept ugljično-neutralne luke japanskog Ministarstva zemljišta, infrastrukture, prometa i turizma. Cilj im je dobiti odobrenje od klasifikacijskih društava kako bi se sustav mogao instalirati u različite vrste brodova na globalnom tržištu 2023. godine.

Foto: Yanmar

Ekologija MORE

Vodik za pogon brodica

Gorive ćelije ponekad mogu uspješno zamijeniti dizelske generatore

Najveće nade za budućnost električnog pogona vozila i plovila polažu se u vodikove gorive ćelije. Tehnologija slična baterijama koja kao gorivo za proizvodnju električne energije koristi vodik i kisik, a nusproizvod je voda. Ključni faktor za odabir ove tehnologije kao izvora energija je mogućnost spremanja velike količine energije brzo, u relativno malom prostoru, te efikasnost proizvodnje električne energije bez emisije CO2.

Ipak postoji niz zapreka koje sprečavaju širu komercijalnu upotrebu gorivih ćelija. To su (ne)praktičnost sustava, cijena, volumen sustava, (ne)efikasnost proizvodnje vodika te distribucijska mreža. No, povijest je pokazala da kada se tržišna konkurencija fokusira na pronalazak rješenja za neki izazov, nerijetko uspije i nadmašiti očekivanja. Upravo to se događa posljednjih godina na polju gorivih ćelija, a čini se da je utrka za vodikom tek krenula poprimati ozbiljne razmjere. Vodikove gorive ćelije su i dalje vrlo nepristupačna tehnologija, infrastruktura punionica vodikom gotovo da ne postoji, a nema ni masovne proizvodnje tog plina.

Krajem travnja službeno je započela suradnja dvaju teškaša u kategoriji teretnih vozila, njemačke Daimler grupe i švedske Volvo grupe. U travnju 2020. Volvo grupa je ušla u vlasnički udio Daimlerove tvrtke za razvoj te tehnologije u omjeru 50 : 50 s investicijom od 600 milijuna eura. Sada je započeo i konkretni rad, a zajednički cilj im je razvoj gorivih ćelija, odnosno proizvesti komercijalno isplativa karbonski neutralna transportna vozila i stvaranje mreže punionica vodikom u Europi. (…) Više pročitajte u 260. broju Mora

Novosti

ETNZ razvija pogon na vodik

America’s Cup razvija budućnost pogona plovila, ovaj puta motornih. Prateći brodovi AC37 bit će pogonjeni vodikom.

Emirates Team New Zealand, kao pobjednik America’s Cupa, jedan je od timova koji predvode tehnološku revoluciju u jedrenju. Za ovogodišnji AC36 su osim ultra brzih jedrilica, bili primorani razviti i posebne motorne brodice za pratnju na regati, kao i motorni katamaran specijalno dizajniran za snimateljsku ekipu natjecanja. Sada je za AC37 najavljen regatni chase boat i ulaganje u razvoj tehnologije s vodikom. Budući da je održivost ušla kao nazivnik u svaku računicu razvoja novih proizvoda, potreban je značajan iskorak u razvoju tehnologije da bi ovaj oblik čiste energije bio efikasan i praktično upotrebljiv na moru.

Surađuju s tvrtkom ADCyro iz Christchurcha, specijaliziranu za dizajn, razvoj i proizvodnju kompozitnih materijala na ultra niskim temperaturama, za industriju supervodiča. Iako se ne spominje u ETNZ-ovoj objavi u javnost, pretpostavka je da se baziraju na tehnologiji gorivih ćelija s vodikom kao gorivom. Trenutačno, dizajnerski tim ETNZ-a razvija prototip buduće brodice koji će se graditi u vlastitom brodogradilištu North Shore, a ta bi brodica trebala služiti kroz čitavu AC kampanju i u svojstvu pratećeg broda na regati, a znamo da pratiti AC75 foiler nije lak zadatak.

Kada ga porinu, testiraju i potvrde, uz potporu Challenger of Record, Ineos Team UK, moguće je da će budući Protokol za AC37 zahtijevati od svih timova da koriste prateće brodove s pogonom na vodik. Ova će tehnologija imati značajan utjecaj na potrošnju fosilnih goriva u preko 20 događaja koji se odvijaju tijekom kampanje America’s Cupa (pod pretpostavkom da korišteni vodik ne dobiju izvlačenjem iz fosilnih goriva). Budući da je sport poput ovog uvijek bio predvodnik razvoja tehnologije, ne čudi nas da su usmjerili snage prema razvoju te tehnologije, jer bi ona u konačnici mogla značiti drastično smanjenje emisije štetnih plinova u atmosferu. O razvoju te tehnologije pisali smo u novom, 260. broju Mora, gdje možete detaljnije saznati o kakvoj se tehnologiji radi i dokle je stigao razvoj.

Predsjednik uprave ETNZ-a, Grant Dalton kazao je da je njihova želja napraviti “seizmičke pomake” na području pogona s vodikom i da naprave temelje u industriji za razvoj tehnologije bez emisije štetnih plinova.
U proteklom AC36, njihov partner za pogon pratećih brodica bio je japanski proizvođač dizelskih motora, Yanmar, koji je nedavno završio prvo testiranje svog sistema gorivih ćelija s vodikom za pogon brodica. Koristili su bazu Toyotinih gorivih ćelija, a testirano plovilo ujedno je i prvo japansko plovilo na vodik koje je položilo testove sigurnosti. Iako još ne spominju, moguće je da ETNZ surađuje u razvoju i s dosadašnjim partnerom.

Grant Dalton dodaje kako je ova inicijativa visoko rizična, jer njihovi prateći brodovi zahtijevaju visoke kriterije performansi. Tehnički direktor projekta za tvrtku AFCryo-a, Hugh Reynolds, kazao je da oni kao tvrtka razvijaju kriofiziku i rješenja za čistu tehnologiju posljednjih 17 godina. Snažni su zagovaratelji zelene energije na bazi vodika i bave se proizvodnjom sistema za proizvodnju vodika u Novom Zelandu. “Rad s ETNZ je izazovan je zahtjeva agresivni razvoj za izvršenje rokova isporuke vodikovih spremnika i pogona. Prilika da doprinesemo ovako uzbudljivom projektu, u potpunosti je u skladu s našim pogledom na budućnost održive energije.”

Čelni čovjek i skiper INEOS Team UK-a, Ben Ainslie kazao je pritom da America’s Cup već gotovo dva stoljeća podiže ljestvice i pomiče granice u dizajnu i inženjeringu, te pritom osigurava da od inovacija ima koristi šira nautička industrija. “S toliko investicija u vodik diljem svijeta, prelazak na foiling prateće brodice s pogonom na vodik, dokazat ćemo praktična rješenja za budućnost nautičke industrije, i pritom postizati brzine preko 50 čvorova jureći za AC75.” Terry Hutchinson, skiper i izvršni direktor New York Yacht Club American Magic kazao je da je impresivno vidjeti da je inovacija ostala imperativ i glavni motiv iza America’s Cupa nakon 170 godina regatavanja. Pritom je istaknuo podršku branitelju kupa u naumu za implementacijom održive inovacije. Elementi inovacije s vodikom, moguće je da će koristiti i u razvoju nove generacije AC75.

Piše: Teo Marević
Ilustracija: Emirates Team New Zealand

Novosti

Volvo i Daimler krenuli s radom

Vodeći proizvođači velikih transportnih vozila krenuli sa zajedničkim radom na projektu razvoja i proizvodnje komercijalnih vodikovih gorivih ćelija

Švedski div Volvo Group i njemački Daimler AG započeli sa zajedničkim razvojem, proizvodnjom i komercijalizacijom vodikovih gorivih ćelija u Europi do 2025. godine, kroz zajednički pothvat “cellcentric” – i pozvali EU zakonodavce da im pomognu na putu do komercijalne tehnologije s nultom stopom emisije štetnih plinova.
Vodeći konkurenti u velikim komercijalnim vozilima, Volvo Group i Daimler Truck AG, službeno su započeli suradnju, s ciljem da do 2050. postignu ciljeve održivog transporta i karbon-neutralnu Europu.

Ovu suradnju najavili su još prije dvije godine, a u međuvremenu su usklađivali formalnosti, da bi jučer konačno započeli sa zajedničkim radom. U zajedničkoj izjavi istaknuli su da je cilj dviju kompanija, postati vodeći proizvođači sistema gorivih ćelija, te najavili izgradnju najveće tvornice Europi koja bi trebala krenuti s radom do 2025. godine.

Kako bi ubrzali proces razvoja gorivih ćelija na bazi vodika, pozvali su EU da uskladi zakone i regulacije vezane uz vodik i napravi okvir koji će podržati tu tehnologiju da postane dostupno, komercijalno rješenje. Razvoj široke mreže vodikovih punionica će biti ključne za napredak. Obje kompanije, nadaju se da će testirati kamione s gorivim ćelijama za otprilike tri godine i započeti masovnu proizvodnju kamiona s tim izvorom energije krajem ovog desetljeća, te očekuju da bi 300 vodikovih punionica za velike kamione mogle biti spremne u Europi do 2025., te oko 1000 punionica do 2030. godine.

Vodikove punionice trenutno su rijetkost u cijeloj Europi, npr. Njemačka ima 90 postaja, a Francuska samo 25, odnosno samo djelić od tisuću benzinskih postaja koje su danas dostupne za vozila na fosilna goriva.
Podsjetimo, gorive ćelije s vodikom su za sad jedino rješenje kojim bi se moglo napajati velika vozila i plovila na električni pogon, a da pritom domet ostane velik. Postojeći akumulatori električne energije nemaju dovoljno kapaciteta za postizanje traženih dometa, te je ulaganje u razvoj vodikovih gorivih ćelija jedno od ekološki najprihvatljivijih oblika izvora energije na vozilu ili plovilu. Naime, nusproizvod vodikovih gorivih ćelija je voda.

Za proizvodnju vodika potrebna je velika količina energije, te će se tvornice za proizvodnju ovog plina morati koristiti zelenim izvorima energije, u protivnom cijeli pothvat nema smisla. I dok su znanstvenici složni kako je nuklearni izvor energije najčišći, u javnosti je takav oblik energije loše prihvaćen zbog incidenata u Fukušimi i Chernobylu, te nazivu “nuklearno” što povezuju s nuklearnom bombom, iako se radi o ne spojivim stvarima.

Posljednjih godina, sve je više najava brodogradnje velikih superjahti upravo s tom vrstom izvora energije, no valja imati na umu da još nemamo niti adekvatnu mrežu punionica za električne automobile, pa ni za plovila, a da ne govorimo o vodikovim punionicama i proizvodnji vodika. U Hrvatskoj se spominjanje te tehnologije tek sramežljivo javlja na konferencijama i malim, individualnim naporima malobrojnih tehnoloških tvrtki u pokusnoj fazi.

Piše: Teo Marević
Foto: Volvo Trucks North America

Novosti

Yanmar položio eko test

S ciljem smanjenja štetnog utjecaja na okoliš, proizvođači su u utrci za karbonski neutralnim rješenjima

Japan je u prosincu 2020. donio novu regulativu u sklopu strategije zelenog razvoja do 2050. godine, a dio se odnosi i na nautičku industriju. Glavne točke strategije razvoja su energija i izvor energije kojima se nastoji smanjiti utjecaj na okoliš, uključujući i gorive ćelije s vodikom i amonijakom za upotrebu na plovilima. S tim ciljem, Yanmar je razvio sustav gorivih ćelija za primjenu na brodovima, implementirajući Toyotine module gorivih ćelija razvijane za Toyota MIRAI automobile. Sustav su instalirali na Yanmarov EX38A FC rekreativno plovilo za terensko ispitivanje.

To je prvo plovilo koje je službeno zadovoljilo sigurnosne propise vodikovih gorivih ćelija prema regulacijama japanskog ministarstva zemlje, infrastrukture, transporta i turizma. Yanmar Holdings Co. i Yanmar Power Technology Co. objavili su da su provedena terenska ispitivanja na modelu EX38A, Yanmarovog testnog prototipa mase 7,9 tona, duljine 12,4 m i širine 3,4 m.

Iako ne znamo koja točno vrsta pogona je korištena niti koji su rezultati, poznato je da su motori snage 250 kW, odnosno 335,25 konjskih snaga, te da su kao izvor energije korištena 2 modula gorivih ćelija tipa Polymer Electrolyte Fuel Cell, s 8 tankova vodika od 70M Pa. Ispitivanje je provela organizacija Japan Craft Inspection Organization, u Kunisaki, Oista u Japanu. U budućnosti tvrtka planira povećati sustav povezivanjem više takvih jedinica, te ih plasirati na tržište za veća plovila do 2025. godine.

Tvrtka Yanmar osnovana je 1912. godine u Osaki, u Japanu, a 1933. proizveli su prvi kompaktni dizelski motor praktičnih dimenzija, te je kao pionir u tehnologiji dizelskih motora izrastao u globalnu tvrtku sa širokim rasponom primjene inovacija, od industrijske opreme, malih i velikih motora, mašinerije za agronomiju, građevinu, energetskih sustava, nautike, alata i drugih komponenata.

Foto: Yanmar Global / Facebook

Novosti

Volvo i Daimler ujedinili snage

**Poznati rivali udružili su snage kako bi razvili tehnologiju gorivih ćelija pod geslom Za održivu Europu do 2050. godine.**

Cilj im je razviti i proizvesti gorive ćelije za primjenu kod velikih strojeva, odnosno za kamione sa snažnim elektromotorima. Daimler je ovim udruživanjem učvrstio sve svoje aktivnosti vezane uz razvoj gorivih ćelija, a Volvo grupa uložila je 600 milijuna eura za partnerstvo u omjeru 50:50 posto. Uspiju li u svom naumu uspostaviti funkcionalni sustav i infrastrukturu za ovaj oblik nosioca energije, električni pogon bi mogao ozbiljnije zaživjeti i u plovidbi. O pogodnostima električnog pogona pisali smo u jubilarnom izdanju u veljači. Uspije li se premostiti ključni element mobilnog izvora električne energije, zauvijek će se promijeniti svijet u kojem i način na koji živimo.

Predsjednik uprave Daimler Truck AG i član uprave Daimler AG, Martin Daum komentirao je ovaj združeni pothvat ističući kako transport i logistika pokreću svijet, te da će potreba za transportom nastaviti rasti. Dodaje kako će pravi CO₂ neutralni transport biti moguće postići kroz električni pogon vlakova i drugih velikih strojeva s energijom koja dolazi iz baterija ili iz pretvorbe vodika u električnu energiju. Smatra da bi za kamione s teškim teretom koji voze duge relacije, pravo rješenje bile gorive ćelije – zbog kapaciteta energije. To je ujedno i razlog zašto je Daimler uložio značajan napor u istraživanje tog područja kroz posljednja dva desetljeća u odjelu svoje tvrtke Mercedes-Benz. „Zajedničkim snagama s Volvo grupom postavljen je kamen temeljac za budućnost gorivih ćelija u kamionima i autobusima na cesti“, kazao je Daum.

Na njega se nadovezao i predsjednik uprave Volvo grupe, Martin Lundstedt, koji smatra da je elektrifikacija cestovnog prometa ključni element za ostvarenje tzv. Zelenog plana za klimatski neutralnu Europu i ultimativno klimatski neutralan svijet. Lundstedt kaže da je korištenje vodika kao nosioca čiste energije za električne kamione na dugim relacijama bitan važan dio slagalice i vrijedna komponenta u razvoju električnog pogona. Ovim spajanjem želja im je pokazati kako su uvjereni da su gorive ćelije budućnost za pogon komercijalnih vozila. „Kombinacijom iskustva Volvo grupe i Daimlera u ovom području ubrzat ćemo razvoj koji će obostrano koristiti kako tvrtkama, tako i korisnicima, odnosno društvu u cjelini.” Čelnik Volva smatra da će za ostvarenje te vizije biti potrebno da se i druge tvrtke i institucije uključe u razvoj kako bi se uspostavila infrastruktura za tu vrstu goriva.

Ipak ne treba očekivati revoluciju, ovo je svakako velika vijest jer čim se oko nekog problema okupljaju veliki kapitali i interesi, znači da će fokus na razvoju biti velik, pa je napredak zajamčen. Kako smo pisali u jubilarnom izdanju Mora u tekstu o električnom pogonu, gorive ćelije su izvrstan način skladištenja električne energije, odnosno riječ je elektrokemijskom uređaju koji radi na principu kemijske reakcije između vodika i kisika, prilikom čega se stvara električni naboj – struja bez nusprodukata. Ako zanemarimo to da je za proizvodnju vodika potrebno puno više energije nego li se dobiva iz vodika, goriva ćelija je najčišći oblik mobilne energije. Problem je što je za skladištenje ukapljenog vodika potreban prostor kojeg u vozilima i plovilima nema na pretek. Iako ovo djeluje kao marketinški trik, jer i najveći pomak u razvoju ove tehnologije značit će povećanje efikasnost za svega par postotaka, razvoj infrastrukture, distribucije i pogona za proizvodnju vodika, uvelike bi osnažilo ideju.