О последних европейских разработках, о технологии гибридного применения водородного топлива с электроэнергией, об опыте и результатах применения топливных элементов на пароме и научно-исследовательском судне — в интервью корреспонденту "Корабел.ру" с глобальным менеджером по продуктовому направлению "Электрификация" ABB Marine & Ports Йостеном Богеном (Jostein Bogen).
- Расскажите, пожалуйста, о концепции судов, работающих на водородном топливе и какова роль ABB в этом направлении?
- Сегодня в мире на передовую выходит экологически ответственное судоходство, и для АBB это стимул совершенствоваться в области технологии топливных элементов. Это широко признанное и одно из самых многообещающих решений для снижения негативного влияния на окружающую среду.
Спрос на решения, обеспечивающие экологически и экономически ответственное судоходство, стремительно растет, и внедрение топливных элементов поможет морской отрасли достичь целей по сокращению выбросов CO2 (Международная морская организация, специализированное учреждение ООН, ответственная за регулирование судоходства, поставила задачу сократить годовой уровень выбросов минимум на 50% к 2050 году по сравнению с уровнями 2008 года).
Мы в ABB отметили, что сначала технология топливных элементов нашла свое применение на судах, работающих на коротких маршрутах. И уже сейчас она используется в данном сегменте, а на более крупных судах она же функционирует в качестве дополнительного источника энергии.
На судах, эксплуатируемых на больших расстояниях, применение топливных элементов в сочетании с аккумуляторами помогает оптимизировать энергосистему, обеспечивая при этом оптимальный срок эксплуатации и производительность топливных элементов. Таким образом, батареи и топливные элементы прекрасно дополняют друг друга.
- Какое оборудование вы готовы поставлять для судов, работающих на водородном топливе?
- В настоящее время компания АВВ уделяет основное внимание низкотемпературным топливным элементам с полимерно-электролитной мембраной (LT-PEM), поскольку эта технология коммерчески наиболее рентабельна и подходит для применения в морской отрасли. И хотя наше внимание сосредоточено на LT-PEM технологии, оно вовсе не ограничено ею.
- Поставляет ли АBB решения на основе водорода для других отраслей промышленности?
- Портфолио ABB охватывает всю производственно-сбытовую цепочку водородной технологии от производства, транспортировки, хранения до потребления. И мы активно сотрудничаем с партнерами и заказчиками для создания новой водородной экосистемы. Экономически жизнеспособная и устойчивая экосистема во многом зависит от взаимодействия экспертов всей цепочки создания стоимости; опыт и знания в фактических и связанных использованиях и приложениях; опыт и знания данной технологии и близких ей, а также комплексный подход очень важны.
- В чем сложность и уникальность систем, поставляемых на морской транспорт?
- У нас в ABB есть два направления. Для небольших систем мощностью менее 1 МВт подходят модули топливных элементов серийного производства, которые также могут самостоятельно использоваться на небольших судах и на более крупных в качестве вспомогательного источника энергии.
Для высокой мощности у нас есть совместная разработка с компанией BallardPowerSystems, которая является одним из ведущих поставщиков топливных элементов для тяжелых условий эксплуатации. Габариты электростанции на топливных элементах мощностью 3 МВт примерно такие же, как у дизельной генераторной установки аналогичной мощности, включая вспомогательное оборудование.
Концепт крупного судна, работающего на топливных элементах / Фото: Пресс-центр "ABB"
- Насколько мне известно, у АBB уже есть референс-лист поставок систем на основе водорода для морской промышленности. Расскажите, пожалуйста, подробнее о вашем участии в проектах, где водород используется, как источник энергии. Что это за суда, почему было принято решение о применении водородной технологии на данных судах?
- В проектах, финансируемых ЕС, где мы участвуем, используется гибридная система питания на топливных элементах с нулевым выбросом.
Такая система разработана для финского исследовательского судна Aranda, строительство которого финансируется Европейским Союзом в рамках проекта "MARANDA". При проведении измерений на исследовательских судах отключают главные двигатели, чтобы свести к минимуму шум, вибрацию и загрязнение воздуха, которые могут повлиять на результаты. Система генерирования энергии на топливных элементах АBB мощностью 165 кВт работает в режиме динамического позиционирования, а также используется для питания электрооборудования на судне Aranda во время проведения измерений.
В 2020 году ABB подписала Меморандум о взаимопонимании со специализирующейся на водородных технологиях компанией HydrogènedeFrance (HDF) с целью организации совместного производства систем питания на топливных элементах мегаваттного масштаба. На основе существующего сотрудничества, анонсированного 27 июня 2018 года, с компанией Ballard Power Systems, ведущим международным поставщиком топливных элементов с протонообменной мембраной (PEM), ABB и HDF намерены использовать технологические возможности для производства мегаваттных энергоустановок для морских судов. Основа новой системы – энергоустановка мощностью в несколько мегаватт, совместно разработанная компаниями ABB и Ballard. Системы будут производиться на новом предприятии HDF в Бордо (Франция).
Другой пример – проект, который мы реализуем вместе с SINTEFOceanLaboratory в городе Тронхейме (Норвегия) и норвежской верфью Fiskerstrand. Мы изучаем практические аспекты гибридной системы питания парома на топливных элементах и батареях. Моделируя условия, которые могут возникнуть при работе парома на высоких скоростях на коротком маршруте, мы видим, как гибридная силовая установка реагирует на интенсивную эксплуатацию в циклическом режиме. Для стимулирования развития зеленых технологий в судоходстве эта работа поддерживается норвежскими исследовательскими группами и государственным предприятием Enova.
Мы также работаем над рядом проектов для разных типов судов: круизные лайнеры, суда береговой охраны, паромы.
Принцип работы топливных элементов / Фото: Пресс-центр "ABB"
- В России строительство судов, работающих на водородном топливе, пока не очень популярно. Расскажите, пожалуйста, как это направление развивается в Европе? Каковы последние достижения?
- Водород играет важную роль в декарбонизации мирового энергоснабжения, что необходимо для замедления климатических изменений. Около 3% мирового потребления энергии сегодня используется для производства водорода. По данным классификационного общества DNV, только 0,002% этого водорода, это около 1000 тонн в год, используется в качестве энергоносителя. Тем не менее, прогрессивная разработка судовых топливных элементов для использования в качестве источника энергии, показывает, что эта экологически безопасная технология может найти широкое применение как в Европе, так и за ее пределами.
В 2020 году Европейская комиссия предложила пакет мер по восстановлению экономики и фонд в размере 750 млрд евро, что, возможно, простимулирует инвестиции в развитие водородных технологий. Заинтересованные стороны начинают понимать, что водород может стать широко применимым энергоносителем и поможет в борьбе с изменением климата. Например, такое направление развития предусмотрено Парижским соглашением и стратегией декарбонизации Международной морской организации. Сегодня основной источник энергии – это ископаемое топливо – уголь и СПГ, но переход к возобновляемой энергетике откроет больше возможностей для производства водорода.
- Некоторые эксперты считают, что водород не настолько перспективен, как предполагалось изначально, так как возможна нехватка чистой воды. По данным новостного сайта Oilprice, для производства 1 тонны водорода путем электролиза необходимо 9 тонн воды. Однако эта вода требует специальной подготовки и очистки. И, например, для приготовления 1 тонны дистиллированной воды, пригодной для электролиза, нужно 2 тонны обычной воды. Следовательно, для производства 1 тонны водорода требуется 18 тонн воды. Поскольку ABB работает с водородными технологиями и изучает отраслевую перспективу, можем ли мы спросить, что вы думаете об этой проблеме? Какие возможны решения?
- Водород можно получить из чистой воды, дистилляция не требуется, также уже прорабатывается вопрос использования отработанной воды. На многих очистных сооружениях уже есть оборудование для подготовки отработанной воды. Вместо того, чтобы просто сбрасывать воду, ее можно использовать для производства широко применимого газообразного водорода.
Мы также видим, что крупные нефтяные компании, такие как Shell, Total и Equinor, вкладывают большие средства в развитие производства голубого водорода. Голубой водород производится путем расщепления природного газа на водород и CO2 посредством парового риформинга метана (SMR) или автоматического термического риформинга (ATR) с улавливанием CO2. Улавливание парниковых газов снижает воздействие на окружающую среду на планете.
- Каковы планы АBB по развитию данного направления на ближайшие годы?
- Мы планируем приложить еще больше усилий и форсировать развитие технологии топливных элементов для использования на судах разного размера и эксплуатационного профиля.
От редакции: В России тоже ведутся активные разработки в этой области. В ближайшее время мы продолжим цикл статей на тему применения водородного топлива в судоходстве и представим вам интервью с руководителем главного в нашей стране предприятия, работающего в этом направлении.
