Inginerii elveţieni, suedezi şi finlandezi au construit primul iaht uriaş de 8.700 CP, care-şi produce energia prin hidrogen lichid şi pile de combustie

Hidrogenul este tatonat de ceva timp drept o soluţie posibilă pentru propulsia maritimă, atractivitatea sa venind din emisiile nule pe care le poate genera. Însă hidrogenul mai are câteva provocări care n-au putut fi depăşite complet până acum pentru a deveni pe deplin viabil în propulsia maritimă. În primul rând stocarea sa fie e foarte voluminoasă dacă se realizează în formă gazoasă, fie e energofagă dacă se realizează la temperaturi criogenice, de -253 grade Celsius. Iar în al doilea rând pilele de combustie, care folosesc hidrogen drept combustibil pentru a produce electricitate prin reacţii electrochimice, au valori de putere limitate, care nu le fac tocmai potrivite solicitărilor de mii de cai-putere din domeniul maritim. Soluţiile aplicate până acum asigurau maxim producţia de electricitate de la bord prin hidrogen, dar nu interveneau în propulsie. Ei bine, acum inginerii elveţieni, suedezi, finlandezi şi parţial cei olandezi şi-au unit forţele şi au construit primul iaht uriaş din lume, care-şi produce energia prin hidrogen lichid şi pile de combustie.

Noul iaht are numele de Breakthrough, şi a fost cunoscut în etapa sa de proiect cu numele de Project 821, fiind construit de compania olandeză Feadship, unul din cei mai respectaţi constructori de ambarcaţiuni de lux din lume.

Noul iaht are 118,8 metri lungime, fiind al doilea cel mai mare iaht construit în Olanda vreodată, după iahtul lui Jeff Bezos, de 125,8 metri. Iahtul e atât de mare încât nu se mai laudă doar cu numărul mare de camere şi balcoane, ci şi cu prezenţa unei camere lounge imense, a unui bazin interior de 8,2 metri, a unei săli de cinema, o bibliotecă şi chiar un mic spital la bord.

Sistemul de propulsie a fost schiţat ca idee de constructorul olandez cu casa de arhitecţi care l-a proiectat, dar realizarea acestuia le-a fost încredinţată echipelor de ingineri din Elveţia, Suedia şi Finlanda de la ABB.

În acest caz, s-a dorit folosirea hidrogenului într-o cotă cât de mare posibilă, aşa că s-a luat decizia de a stoca hidrogen lichid la bord, cu un sistem criogenic. Apoi, s-a decis că propulsia propriu-zisă va fi una electrică, pentru a putea fi alimentată cu electricitatea produsă din hidrogen.

S-a optat pentru două motoare ABB Azipod, de 3,2 MW putere fiecare, deci 6,4 MW putere în total, sau 8.700 CP. Asta înseamnă că ar fi nevoie de alimentarea acestor motoare cu 6,4 MW putere de electricitate atunci când el rulează la maxim. Însă, pe lângă energia necesară motoarelor, iahturile consumă, de fapt, mult mai multă energie pentru toate facilităţile de la bord, pentru că pe aceste ambarcaţiuni nu contează atât ajungerea rapidă la destinaţie, ci savurarea procesului şi chiar petrecerea mai multor zile la rând în apropierea porturilor.

Aşa că cei de la ABB au construit un întreg sistem inteligent de monitorizare a distribuţiei consumului de energie şi optimizare a lui, integrând şi baterii. Însă integrarea pilelor de combustie care să producă 6-10 MW putere ar fi adăugat prea multă greutate iahtului, aşa că a fost decisă o soluţie de compromis, care a rămas oricum inedit de complexă.

Cei de a ABB au instalat 16 pile de combustie compacte, de 185 kW fiecare, care totalizează astfel 2.960 kW sau aproape 3 MW putere. Amplasarea acestor instalaţii de celule electrochimice şi a rezervoarelor criogenice a necesitate alungirea designului iniţial al iahtului cu 4 metri, pentru a le face loc.

Aceste 16 instalaţii cu hidrogen pot produce suficientă electricitate pentru absolut tot consumul de energie de la bord, destinat activităţilor de pe iaht, în ceea ce numim de obicei „sarcina de hotel”. Pe lângă asta, energia e suficientă pentru a asigura o navigaţie lentă de până la 10 noduri, sau 18 km/h. Pentru comparaţie, viteza maximă a acestui iaht e de 17 noduri sau 31,5 km/h.

Statisticile spun că iahturile mari consumă până la 70-78% din energia lor pentru aceste sarcini de hotel, şi doar restul de 22-30% e consumat pentru înaintarea pe mare. Iar aici hidrogenul acoperă nu doar cele 70-78%, ci o mare parte din necesităţile de înaintare, ceea ce poate face acest iaht să ruleze şi să funcţioneze cea mai mare parte a timpului cu hidrogen şi cu zero emisii.

Pe lângă asta, există şi generatoare diesel la bord, care pot fi incluse fie atunci când s-a epuizat hidrogenul, fie atunci când e nevoie de forţa maximă a motoarelor, pentru înaintare la viteză maximă. Două dintre generatoare au câte 900 kW, iar alte 3 generatoare au câte 2,5 MW. Şi toate 5 sunt produse de divizia MTU a celor de la Rolls-Royce.

Hidrogenul stocat la bord poate asigura autonomia pentru o săptămână de staţionare a ancoră sau înaintare lentă de până la 10 noduri. Dacă-şi foloseşte şi dieselul de la bord, iahtul poate avea o autonomie de 6.500 noduri, dau 12.038 km.

Totuşi, marea inovaţie a acestui iaht e în faptul e că primul din lume de o asemenea talie mare care a înglobat un sistem cu hidrogen la bord, şi a făcut-o şi cu hidrogen lichid, fiind pe deasupra şi primul care poate folosi hidrogenul nu doar pentru electricitatea de la bord, ci şi pentru propulsie, chiar dacă ea e o propulsie la jumătate din viteza maximă deocamdată.

Desigur, alimentarea cu hidrogen lichid în porturi nu e o operaţiune simplă ca logistică şi trebuie organizată din timp, mai şi costând foarte mult. Dar, la cât costă super iahtul, cheltuielile de hidrogen sunt infime, iar pentru organizări logistice, iahtul are personal funcţional la bord.