Mod mere energieffektive krydstogtskibe

En EPFL-forsker har udviklet et system baseret på brændselsceller for at reducere krydstogtskibes CO2-fodaftryk og energiforbrug. som er mere og mere populære blandt feriegæster over hele verden.

At bruge et par uger på at sejle havet på et luksusskib er en idé, der appellerer til et stigende antal mennesker, især i asiatiske lande. Men krydstogtskibe sejler ikke bare fra havn til havn:som veritable flydende hoteller med plads til flere hundrede passagerer, de bruger meget energi til opvarmning, elektricitet, aircondition og forskellige andre aspekter af livet om bord. For at gøre dem mere miljøvenlige, Francesco Baldi, en forsker i EPFL's Industrial Process and Energy Systems Engineering Group (IPESE), er kommet med en ny løsning.

Reduktion af skibes CO2-fodaftryk

"Det er nemmere at reducere energiforbruget på et handelsskib, fordi næsten al energien bruges til fremdrift, i modsætning til et krydstogtskib, som har forskellige energibehov, " siger Baldi. "Mit arbejde fokuserede på at reducere CO ₂ emissioner, i første omgang ved at optimere hvert af skibets systemer og designet af selve båden, at forbedre effektiviteten." Disse første bestræbelser resulterede i en potentiel reduktion på 6-10% i CO ₂ emissioner for et dieseldrevet krydstogtskib.

Selvom det lover, dette var ikke nok for Baldi, så han overvejede alternativer til dieselmotorer. I et samarbejdsprojekt med Aalto Universitet i Finland, han så på at bruge brændselsceller på et skib. Det krævede, at han tog fat på de særlige udfordringer, der opstår, når man sejler tusindvis af kilometer ad gangen. "Du skal opbevare nok energi om bord uden at optage for meget plads. Brintbrændselsceller er ikke egnede, fordi at lagre nok energi til at rejse lange afstande ville optage en enorm mængde plads – omkring en tredjedel af skibets kapacitet – hvilket ikke er realistisk for et krydstogtskib, " siger Baldi.

Opbevaring af overskudsenergi

Selvom de har brug for høje temperaturer for at fungere og tage op til 20 timer at tænde, solid oxide fuel cells (SOFC) viser sig at passe godt til skibe. Det eneste, der skulle til, var at finde en anvendelse for den overskudsenergi, der opstod ved at have dem i konstant brug, hvilket er nødvendigt i betragtning af de lange opstartstider. Det var her Baldi trådte ind:hans idé var at bruge et system udviklet på EPFL til at omdanne ubrugt energi til brint, som så gemmes. De resulterende brændselsceller, skræddersyet til skibe, kunne således generere enten elektricitet, der skal forbruges om bord, eller brint, der skal lagres til senere brug. Dette koncept er særligt velegnet til krydstogtskibe, ifølge Baldi.

En af fordelene ved brændselsceller er, at de kun producerer CO ₂ og vand, i modsætning til en dieselmotor, der også producerer andre forurenende stoffer, såsom nitrogenoxider og partikler. Brændselscelle genererer strøm gennem en kemisk reaktion. Dette gør dem meget mere miljøvenlige end fossile brændstoffer – og også mere effektive:Brændselscellerne udviklet hos EPFL har opnået en effektivitet på 75 % mod mindre end 50 % for selv den mest effektive dieselmotor.

Den eneste ulempe er, at brændselscellerne koster ti gange så meget at producere som en traditionel motor. "Men priserne vil falde, hvis efterspørgslen stiger. de langsigtede omkostninger er kun 20-30 % højere end for en traditionel motor, og at vælge denne renere type brændstof vil styrke billedet af skibsoperatørerne." I mangel af regler på dette område, Baldi ser også potentialet for Europa, hvor de fleste krydstogtskibe er bygget, at påtage sig en del af omkostningerne for at tilskynde til at udstyre skibe med brændselsceller. "Denne tilgang, som fungerer til solpaneler, kunne hjælpe krydstogtskibe med at reducere deres forurening kraftigt i fremtiden, siger Baldi.