Statki napędzane wodorem szansą dla środowiska

Zgodnie z raportem żegluga morska i śródlądowa w 2018 roku odpowiadały za aż 13,5% emisji gazu cieplarnianego z transportu w UE. O ile pod względem emisji CO2 globalnie transport morski odpowiada za ok. 3-4% emisji, to już pod względem produkcji tlenków azotu oraz siarki wskaźnik ten wynosi odpowiednio 18-30% oraz 9%. Obecnie aż 77% handlu zewnętrznego oraz 35% handlu pomiędzy państwami członkowskimi UE odbywa się drogą morską. Choć w 2020 roku intensywność żeglugi spadła w związku z pandemią koronawirusa, ta forma transportu będzie się rozwijać, a wraz z nią wzrośnie zapotrzebowanie na bardziej zielone rozwiązania.

Już w 2005 roku Icelandic New Energy w ramach projektu „New H Ship - Assimilation of Fuel Cells in maritime applications” badała zastosowanie ogniw paliwowych na statkach norweskiej grupy DNV. Finansowane z programu Cordis analizy wykazały brak przeszkód technicznych, społecznych i infrastrukturalnych we wdrożeniu wodoru w transporcie morskim. Wyzwaniem okazało się magazynowanie H2 ze względu na stosunkową niską gęstość energetyczną tego gazu oraz - w przypadku dłuższych rejsów - zabranie całego paliwa na pokład.

Alternatywą wobec ogniw wodorowych w transporcie wodnym może być również wyprodukowany z wodoru amoniak lub LOHC (płynne nośniki wodoru). Co prawda konwersja wodoru do amoniaku powoduje straty energii, jest jednak bardziej opłacalna niż skraplanie H2. Według firmy Yara, połączenie wodoru w postaci gazowej z azotem oznacza stratę zaledwie 13,1% energii. Z kolei przy procesie odzyskiwania wodoru z amoniaku strata wynosi 10% energii pierwotnej zawartej w gazie, co łącznie daje sprawność na poziomie 76,3 %. Dla porównania skroplenie samego wodoru ma powodować stratę 43,5% energii, a jego przechowywanie 2,3%. Zdaniem Yara oznacza to, że amoniak ma szansę się sprawdzić zwłaszcza na trasach powyżej 1500 km.

Dlatego w pierwszej kolejności wysiłki koncentrują się na mniejszych statkach lub takich, które częściej zawijają do portów. W ramach europejskiego programu Flagships o wartości 7 mln EUR powstaną dwa zeromisyjne statki. W wyścigu o miano pierwszego promu zasilanego wodorem zwyciężył MF Hydra, który w lipcu 2021 r. trafił do norweskiego przewoźnika Norled. Prom obsłuży trasę Hjelmeland-Skipavik-Nesvik kiedy tylko … ruszą dostawy wodoru z elektrolizera Linde w niemieckiej Leunie. Statek wybudowany przez stocznię Westcon może zabrać 300 pasażerów i 80 samochodów. Napędzany jest dwoma ogniwami paliwowymi o mocy 200 kW i posiada zbiornik o pojemności 80 m3.

Drugim miejscem na podium w kategorii zeroemisyjnych promów musi się zadowolić amerykański Sea Change firmy Switch Maritime zwodowany w sierpniu 2021 roku. Prom, zabierający 75 pasażerów, po testach na morzu będzie pływać w rejonie Zatoki Kalifornijskiej. Napęd nowego promu składa się z ogniw wodorowych Zero Emissions o mocy 360 kW oraz zbiorników Hexagon, które pomieszczą 246 kg wodoru.

Kolejny wodorowy statek opracowany w ramach Flagships trafi do Compagnie Fluviale de Transport (CFT) z Paryża. Będzie to barka towarowa napędzana ogniwami paliwowymi. Wodór w 50% ma pochodzić z elektrolizy wykorzystującej energię odnawialną. Po przeprowadzeniu testów na morzu barka będzie rozwozić towary po Sekwanie, w aglomeracji paryskiej.

Nad wdrożeniem wodoru w żegludze śródlądowej pracuje także holenderskie partnerstwo Rhine Hydrogen Integration Network of Excellence (RH2INE). Projekt zakłada, że do 2024 roku między portami rzecznymi Rotterdam, Duisburg, Düsseldorf i Kolonia będzie kursować 10 barek zasilanych wodorem.

Do gry w przemyśle stoczniowym włączył się również Hyundai, który do 2022 roku chce wprowadzić na rynek małe zeroemisyjne statki morskie. W przyszłości korporacja ma opracować i wprowadzić także systemy napędowe dla większych jednostek.

Także polskie przedsiębiorstwa interesują się wdrożeniem technologii wodorowych w przemyśle stoczniowym i transporcie wodnym. Wśród sygnatariuszy wodorowego porozumienia wodorowego znalazły się m.in. Gdańska Stocznia Remontowa, Remontowa Shipbuilding, Forum Okrętowe, Polski Rejestr Statków, ProjMors, Instytut Maszyn Przepływowych PAN oraz Port Gdynia. Jak mówił portalowi gospodarkamorska.pl Jarosław Wróbel, wiceprezes Grupy Lotos ds. inwestycji i innowacji, firma przygotowuje się do budowy stanowisk do tankowania statków w powstającym właśnie porcie w Martwej Wiśle.

Zgodnie z wyliczeniami New H Ship statki o wadze 100 ton, które wyruszają na morze na krócej niż tydzień, mogłyby korzystać z wodoru do zasilania głównej jednostki napędowej. Większe statki, które pozostają dłużej na morzu wymagają więcej energii do napędu i zasilania urządzeń pokładowych. Tu rozwiązaniem może być udoskonalenie technik magazynowania wodoru lub wykorzystanie go w pierwszej kolejności jako jednostki pomocniczej.