Polttokennotekniikka ennakoi täysin päästötöntä meriliikennettä

Viime vuosikymmeninä meriliikenteen hiilidioksidipäästöt ovat kasvaneet merkittävästi. Samalla tavoitteena on päästöjen vähentäminen puolella vuoteen 2050 mennessä. Onko yhtälö mahdoton?

Merenkulun kansainvälinen kattojärjestö IMO on asettanut tavoitteeksi vähentää päästöjä vuoteen 2050 mennessä 50 prosenttia vuoden 2008 tasoon verrattuna. Jo nyt käytössä on edistyksellisiä meriliikenteen ympäristökuormaa keventäviä ratkaisuja. Muun muassa dieselmoottorien tekniikka on kehittynyt huimasti päästönormisukupolvesta toiseen, ja laivojen rungon ja laitteistojen hyötysuhteet kehittyvät toki jatkossakin. Lisäksi digitalisoinnin eri mahdollisuudet parantavat käyttöastetta ja operoinnin hyötysuhdetta. Asetettuihin tavoitteisiin ei kuitenkaan enää päästä vain moottorien hyötysuhdetta parantamalla, vaan meriliikenteen energianlähteeksi tarvitaan myös vaihtoehtoisia polttoaineita ja täysin päästöttömiä ratkaisuja.

Vaihtoehtoja ovat ammoniakki, vetypohjaiset synteettiset polttoaineet ja vety. Kahden ensiksi mainitun ongelma on polttoaineiden haitallisuus ympäristölle. Lupaavin tulokas vaihtoehtoiseksi energianlähteeksi onkin vetypohjainen polttokennoteknologia, jota ABB kehittää meriliikenteen ratkaisuksi Suomessa Vuosaaressa.

Uusiutuvan vedyn käyttöön pohjautuva polttokennoteknologia on puhdas ja aidosti päästötön vaihtoehto tuotannosta kulutukseen. Polttokennon suomenkielinen nimi on oikeastaan hieman harhaanjohtava, koska polttokennossa ei polteta mitään. Englanninkielinen termi fuel cell (“polttoainekenno”) on kuvaavampi – polttokenno tuottaa sähköä kemiallisesti, ja vedyllä toimivasta polttokennosta vapautuu sähkön lisäksi vain lämpöä ja puhdasta vettä.

Perinteisen polttomoottorin toiminnan reunaehtona on ns. Carnot’n laki. Se määrittelee teoreettisen ylärajan hyötysuhteelle, joka voidaan saavuttaa muunnettaessa laajenevaa kaasun lämpöenergiaa mekaaniseksi liikkeeksi. Polttokennossa tätä rajoitusta ei ole, vaan tekniikka mahdollistaa periaatteessa huomattavasti paremman hyötysuhteen samaa polttoainetta käyttämällä.

ABB on yhteistyökumppaneidensa kanssa kehittänyt vetypohjaista polttokennoratkaisua, joka soveltuu suuriin laivoihin. Suurin haaste tekniikan laajamittaisessa käyttöönotossa on, että vedyn tuotantoon, varastointiin ja kuljetukseen ei ole vielä olemassa tarvittavaa perusinfrastruktuuria. Uusiutuvaa vetyä ei toistaiseksi ole saatavilla siinä mittakaavassa kuin laivateollisuus tarvitsisi. Useat valtiot, joilla on valtavat uusiutuvan energian resurssit, ovat kuitenkin jo tehneet suunnitelmia kilpailukykyisestä vedyn tuotannosta. Tällaisia valtioita ovat esimerkiksi Chile ja Australia.

Suurten laivojen käyttöikä on kymmeniä vuosia, eikä uuden tekniikan käyttöönotto tapahdu hetkessä. Siirtymävaiheessa polttokennotekniikkaa päästäisiin hyödyntämään nopeammin esimerkiksi nesteytetyllä maakaasulla (LNG) toimivilla laivoilla. Se onnistuisi, kun polttokennojen tarvitsema vety tuotettaisiin laivassa LNG:stä reformoimalla. Tällä ratkaisulla ei vielä päästä täysin päästöttömään lopputulokseen, mutta se on hyvä välivaihe matkalla oikeaan suuntaan. Vedyn tuotanto- ja varastointi-infrastruktuurin kehittyessä tämä välivaihe kävisi myöhemmin tarpeettomaksi.

ABB on jo toteuttamassa pilottihankkeita polttokennotekniikan käyttämisestä laivoissa. Olemme myös mukana EU-projekteissa, joissa polttokennojärjestelmiä asennetaan laivoihin. Tällainen projekti on esimerkiksi Suomen Ympäristökeskuksen tutkimusalus Aranda. Ensimmäisen polttokennojärjestelmän ABB toimitti vuosi sitten Royal Caribbean –varustamolle. Järjestelmä on tarkoitus ottaa pilottikäyttöön risteilyvarustamon aluksella. Se on ensimmäinen polttokennojärjestelmä, jota käytettäisiin luksusluokan risteilyaluksen energialähteenä.

Tulevaisuuden alukset ovat hköisiä, digitaalisia ja verkkoon kytkettyjä, ja olemme vahvasti sitoutuneet kehittämään päästöttömiä ratkaisuja meriliikenteen tarpeisiin. Esittelemme polttokennoteknologiaa ja muitakin kestävän liikenteen ratkaisujamme Slushissa Helsingissä 4.-5.12. Tervetuloa keskustelemaan!

Kategoriat and Avainsanat
Tietoja kirjoittajasta

Klaus Vänskä

Työskentelen ABB:llä Business Development Managerin roolissa globaalissa Marine & Ports -liiketoiminnassa. Keskeinen tehtäväni on strategisella tasolla määrittää, kuinka teemme menestyvää liiketoimintaa pitkällä aikajänteellä. Työ edellyttää hyvää markkinoiden ja sidosryhmien tuntemista sekä markkinoihin vaikuttavan säännöstön tuntemista. Olen paljon tekemisissä asiakkaiden, sääntelystä vastaavien tahojen sekä tulevaisuuden potentiaalisten yhteistyökumppaneiden kanssa. Olen työskennellyt ABB:llä vuodesta 1998 Marine & Ports -liiketoiminnassa pääosin tuotekehityksen ja teknologian esimiestehtävissä Suomessa sekä Kiinassa ja viimeiset kaksi vuotta liiketoiminnan kehityksessä. Olen aina ollut kiinnostunut innovoimaan ja kehittämään. Verkostoituminen on mielekäs osa työtäni ja tärkeää laajojen kokonaisuuksien kehittämisessä.
Kommentoi