一位EPFL研究人员开发了一种基于燃料电池的系统,以减少游轮的碳足迹和能量消耗,这些游轮在世界各地的度假者中越来越受欢迎。
花几个星期在豪华班轮上航行是一个想法,吸引了越来越多的人,特别是在亚洲国家。但是游轮并不只是从一个港口驶向另一个港口:作为可容纳数百名乘客的名副其实的浮动酒店,他们使用大量的能源来供暖,供电,空调以及船上生活的其他各方面。为了使它们更加环保,EPFL 工业过程和能源系统工程组 (IPESE)的研究员Francesco Baldi 提出了一种新颖的解决方案。
减少船舶的碳足迹
“降低商船的能耗更容易,因为几乎所有的能源都用于推进,不像游轮有各种能源需求,”Baldi说。“我的工作重点是减少CO 2 排放量,首先通过优化各船舶的系统和船本身的设计,以提高效率。”这些第一次努力产生的CO潜在的6-10%,减少2 的柴油排放动力游轮。
虽然很有希望,但这对Baldi来说还不够,所以他考虑了柴油发动机的替代品。在与芬兰阿尔托大学的合作项目中,他着眼于在船上使用燃料电池。这要求他解决一次航行数千公里时出现的特殊挑战。“你需要在船上储存足够的能量而不占用太多空间。氢燃料电池不适合,因为储存足够的能量来长距离行驶会占用大量的空间 - 约为船舶容量的三分之一 - 这对于游轮来说是不现实的,“Baldi说。
储存剩余能量
虽然它们需要高温才能工作并需要长达20小时才能开启,但固体氧化物燃料电池(SOFC)最适合船舶使用。所需要的只是找到使用它们所产生的剩余能量的用途,这在长时间的启动时是必要的。这就是Baldi介入的地方:他的想法是使用EPFL开发的系统将未使用的能量转换为氢气,然后储存。因此,为船舶定制的所得燃料电池可以产生船上消耗的电力或者储存以供以后使用的氢气。据Baldi称,这个概念特别适合游轮。
燃料电池的一个优点是它们只产生二氧化碳和水,不像柴油发动机那样产生其他污染物,如氮氧化物和颗粒物质。燃料电池通过化学反应产生电力。这使得它们比化石燃料更加环保 - 而且效率更高:EPFL开发的燃料电池效率达到75%,而即使是效率最高的柴油发动机也只有不到50%。
唯一的缺点是燃料电池的生产成本是传统发动机的十倍。“但如果需求增加,价格会下降。此外,长期成本仅比传统发动机高20-30%,选择这种清洁型燃料将提升船舶运营商的形象。“在这方面缺乏法规,Baldi同时也看到大多数邮轮公司建造的欧洲的潜力,可以承担部分成本,以激励船舶配备燃料电池。“这种适用于太阳能电池板的方法可以帮助游轮在未来大幅减少污染,”Baldi说。