Водородное судно — это судно , работающее на водородном топливе , использующее электродвигатель , получающий электроэнергию от топливного элемента , или водородное топливо в двигателе внутреннего сгорания .
В 2000 году было продемонстрировано судно Hydra на 22 человека , а в 2003 году в эксплуатацию было введено водное такси Duffy-Herreshoff . В 2003 году дебютировала яхта № 1 , а также Hydroxy3000. [1] AUV DeepC и яхта XV 1 были показаны в 2004 году. В 2005 году первый образец подводной лодки Type 212 , которая под водой работает на топливных элементах, поступил на вооружение ВМС Германии. В 2006 году дебютировали 12-местная Xperiance , а также Zebotec. В 2007 году дебютировали 8-местная Tuckerboot и лодка Canal Ross Barlow , а в 2008 году в Гамбурге вступил в строй 100-местный проект Zemships Alsterwasser . Также в 2009 году были введены в эксплуатацию Nemo H2 и Frauscher 600 Riviera HP. [2] В 2013 году был введен в эксплуатацию проект пассажирского парома Hydrogenesis . [3]
В феврале 2020 года было объявлено, что магнат программного обеспечения Билл Гейтс заказал первую в мире суперяхту, работающую на водороде, что стало сигналом стоимостью 500 млн фунтов стерлингов, свидетельствующим о его убеждении в том, что инвестиции в новые чистые технологии — лучший способ сократить выбросы углерода. [4] Позднее производители яхт опровергли эту новость и заявили, что у них нет никаких деловых отношений с Гейтсом. [5]
Сообщается, что индивидуальная конструкция яхты была основана на чертежах 112-метровой яхты «Aqua», представленной в 2019 году на яхт-шоу в Монако голландскими морскими архитекторами Sinot. [6]
Паром MF Hydra на 80 автомобилей курсирует по Норвегии, используя 4 тонны жидкого водорода, два топливных элемента по 200 кВт, батарею на 1,36–1,5 МВт·ч и два дизельных генератора по 440 кВт. Баки для водорода объемом 80 кубических метров и топливный элемент расположены на крыше парома. Водород перевозится на грузовиках из Лейпцига в Германии. [7] [8] Он плавал как дизель-гибрид с 2022 года и как водород-гибрид с начала 2023 года. [9]
Судно для обслуживания ветряных турбин заправлялось водородом в Нидерландах в 2022 году. [10]
В ноябре 2022 года Nippon Kaiji Kyokai (ClassNK) выдало принципиальное одобрение (AiP) для двухтопливного генераторного двигателя Kawasaki Heavy Industries, использующего водородный газ в качестве топлива, который будет установлен на танкере для перевозки сжиженного водорода объемом 160 000 м3, разработанном Kawasaki. Kawasaki намерена провести демонстрационные испытания этого двигателя после его установки на крупномасштабном танкере для перевозки сжиженного водорода, который планируется вывести на рынок в середине 2020-х годов. [11] [12]
В 2023 году в Китае отплывет водородное судно мощностью 500 кВт. [13]
В 2010 году Хьялти Полл Ингольфссон из Icelandic New Energy прокомментировал, что суда быстро становятся крупнейшим источником загрязнения воздуха в Европейском Союзе. Он подсчитал, что к 2020 году выбросы диоксида серы и оксидов азота с судов превысят выбросы с суши в Европе. Большой проблемой, которую необходимо решить, станет хранение водорода на судах, предполагая, что не будет возможности пополнять их запасы в море [14], хотя можно использовать энергию ветра и солнечные батареи для выработки электроэнергии из океана, пока они находятся далеко от берегов, и производить водород либо на борту [15] , либо на океанских станциях. [16]
Водородный газ уже широко используется в промышленных процессах, и спрос на него резко возрос за последние пятьдесят лет. Почти весь водород производится с использованием ископаемого топлива. Шесть процентов мирового природного газа и два процента угля в настоящее время идут на производство водорода. Водород можно использовать для питания судов с нулевыми выбросами от самого судна, но производство самого газа не является низкоуглеродным процессом, если для его производства используется ископаемое топливо. [17]
Потребность в водородной инфраструктуре различается: яхта № 1 заправлялась мобильной водородной станцией [18] , прототип Haveblue Yacht XV 1 был предназначен для бортовой генерации водорода, Xperiance и Tuckerboot имеют сменные водородные баки высокого давления , которые можно заправлять на местной водородной станции , канальное судно Ross Barlow использует стационарные бортовые твердотельные металлогидридные баки низкого давления и зависит от заправочной станции на берегу, Zemships Alsterwasser заправляется в стационарном прибрежном резервуаре для хранения 17 000 литров водорода, который заправляется прицепом -трубой для сжатого водорода [19] . В 2022 году велось строительство офшорной зарядки [20] и производства водорода. [16]
Водородные кодексы и стандарты неоднократно определялись как основной институциональный барьер для внедрения водородных технологий и развития водородной экономики . Для обеспечения коммерциализации водорода в потребительских товарах разрабатываются новые модельные строительные кодексы и оборудование, а также другие технические стандарты, которые признаются федеральными, государственными и местными органами власти. [21] Руководящие принципы Germanischer Lloyd для топливных элементов на кораблях и лодках [22] используются для Hydra , Tuckerboot , Yacht No. 1 , Zebotec и Zemships .
Проект NEW H SHIP был 15-месячным проектом, который начался в феврале 2004 года. FC-SHIP финансировался Европейской комиссией в рамках FP5 - GROWTH с 2002 по 2004 год. Viking Fellowship - это скандинавский проект. [23] Проект SMART H2 начался в 2007 году с размещения топливного элемента на существующем судне для наблюдения за китами Elding . [24] Другие исследования также рассматривали различные способы объединения работы топливных элементов на борту с системами кондиционирования воздуха для работы в порту. [25] Чтобы получить коммерческое преимущество, норвежское правительство запланировало деньги на регулярный водородный автомобильный паром в 2016 году, который должен был быть введен в эксплуатацию в 2021 году. Новые правила рассматриваются как более сложные, чем разработка технологии. [26]
В начале 2020 года в рамках проекта e5 началось проектирование буксирного судна, работающего на водородных элементах и аккумуляторах. [27]