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?
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?
- Поставляет ли АBB решения на основе водорода для других отраслей промышленности?
- В чем сложность и уникальность систем, поставляемых на морской транспорт?
Для высокой мощности у нас есть совместная разработка с компанией Ballard Power Systems, 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.
- 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?
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 Hydrogène de France (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 SINTEF Ocean Laboratory 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.
- В России строительство судов, работающих на водородном топливе, пока не очень популярно. Расскажите, пожалуйста, как это направление развивается в Европе? Каковы последние достижения?
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.
Материалы по теме:
Санкт-Петербург посетил уникальный катамаран, работающий на водороде (репортаж о визите судна Energy Observer в Санкт-Петербург)
Суда на водороде - уже реальность (интервью с начальником отдела главного конструктора направления водородной энергетики ЦНИИ СЭТ)
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.
 |
| Глобальный менеджер по продуктовому направлению "Электрификация" ABB Marine & Ports Йостен Боген / Фото: Пресс-центр "ABB" |
- Какое оборудование вы готовы поставлять для судов, работающих на водородном топливе?
- Поставляет ли АBB решения на основе водорода для других отраслей промышленности?
- В чем сложность и уникальность систем, поставляемых на морской транспорт?
Для высокой мощности у нас есть совместная разработка с компанией Ballard Power Systems, 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?
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 Hydrogène de France (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 SINTEF Ocean Laboratory 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?
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.
Материалы по теме:
Санкт-Петербург посетил уникальный катамаран, работающий на водороде (репортаж о визите судна Energy Observer в Санкт-Петербург)
Суда на водороде - уже реальность (интервью с начальником отдела главного конструктора направления водородной энергетики ЦНИИ СЭТ)
