提供辅助氢能停靠或锚定船很快就会被添加到列表的方式氢燃料电池可以提供高效、零排放能源。
桑迪亚国家实验室研究员乔·普拉特站在奥克兰港西海岸港口之一他学习学习氢燃料电池是否停靠船只的可行的电力来源。(图片由Steffan舒尔茨)
氢燃料电池已经推动移动照明系统,叉车,应急备用系统和轻型卡车,在其他应用程序。现在,桑迪亚国家实验室的研究人员已经发现,氢燃料电池可能在技术上的可行性和商业吸引力作为一个干净,安静的和高效的电源船舶在泊位,取代车载柴油发电机。
桑迪亚的研究完成了美国能源部的能源效率和可再生能源办公室(EERE)。
辅助动力停靠船只,通常由车载柴油发动机提供,是温室气体排放和空气污染的一个重要来源,占三分之一到一半停港排放量的远洋船只。根据2004年的一项研究由美国自然资源保护委员会,日均排放量为繁忙的港口可能超过总排放量近500000辆汽车。
评估燃料电池驳船在美国西部港口
研究评估一个简单的燃料电池的策略,由氢燃料的质子交换膜(PEM)燃料电池在一个浮动驳船。提供集装箱船与平均功率和运行时间(1.4兆瓦超过48小时)需要四个40英尺集装箱,两个氢燃料的燃料电池和两个存储,可以随时装上一个典型的平顶建筑物驳船。船舶需要更少的力量,如拖船,单个集装箱房屋的燃料电池和氢就足够了,根据桑迪亚的研究。
评价燃料电池驳船的可行性策略和分析潜在的部署选项,桑迪亚的乔·普拉特访问端口西海岸和夏威夷。他收集的数据来自两个美国交通部海事管理的港口设施和长滩,洛杉矶,加州奥克兰,加利福尼亚州,波特兰,塔科马,洗。檀香山,夏威夷和西雅图,洗。
“虽然桑迪亚曾对氢和燃料电池的潜力在其他应用程序中,这是第一个研究海洋环境,”普拉特说。
便宜,比基于网格的清洁”“冷烫”“指
共同选择辅助柴油机是一种实践称为“冷烫”,指“船舶在泊位的连接到一个电源在岸边。(发动机,由钢或铁,变得寒冷,因此得名)。由氢燃料电池提供电力因此可能成为一种新的实现冷烫处理。
美国海军已经采用基于网格的实现冷烫处理多年来节省燃油。港口在加州现在转向实践,以满足国家的环保法规。虽然只有少数泊位基于网格的“冷烫”,指港口在加州正在安装基础设施满足加州空气资源委员会的规定,于2014年生效。
但基于网格的“冷烫”是指复杂和昂贵的,大多数港口缺乏所需的基础设施,以满足电力需求的多个轮船停泊。这些成本可以运行5 - 10美元每泊位百万以上,普拉特说。奥克兰的港口是六个终端上安装11个泊位的估计成本约7000万美元。
此外,切换到基于网格的力量并不能消除排放。相反,这种方法变化的排放的电力来源。根据电力来源,减少排放总量相对较小。
许多潜在的部署选项,经济效益
氢燃料电池驳船绕过电力基础设施的必要性。驳船也有能力根据需要被从码头泊位和锚固点等待泊位的船。
“在加州,港口已经安装必要的基础设施实现冷烫处理由于法规介绍几年前,”普拉特说。“所以氢燃料电池辅助动力在其他地方有机会更大的影响。这是一个意想不到的发现,我们发现其他地方和氢燃料电池电力申请。”
在俄勒冈州和华盛顿州港口,基于网格的冷熨基础设施是有限的或不存在的。使用氢燃料电池功率集装箱船停泊时吸引了对其潜在的经济和环境效益,普拉特说,他继续使用这些端口在量化的好处和部署选项。
夏威夷的火奴鲁鲁港在瓦胡岛有不同的需要。大部分货物卸载,然后重新加载到驳船分发给其他岛屿。驳船没有权力,他们携带柴油发电机提供电力需要冷藏的集装箱,称为“冷藏”。
“你可以取代柴油发电机氢燃料电池在不改变操作。它只是一个电源盒,一个集装箱在这种情况下,”普拉特说。夏威夷港口并不像加州港口面临着同样的排放法规,但潜在的节省燃料成本是对公司运营内部岛运输服务的吸引力,连同其他任何人遭受高燃料费用。
研究的基本燃料成本分析表明,氢,在今天的价格每公斤大约4美元,燃料电池是使用内燃机与海上燃料成本竞争力。随后的分析表明,当发电机经常生产不到最大功率,如在夏威夷的应用程序中,燃料电池的效率优势比内燃机是扩大。甚至在5美元每公斤氢气可以节省成千上万美元每年为每个生成器。
“燃料成本只是总的经济形势的一部分,”普拉特说。
他现在正在开发一个夏威夷interisland运输驳船的详细计划的应用程序。“成功部署的集装箱燃料电池在一个浮动的平台在一个典型的海洋环境不仅是有用的在这个特定的服务,但也因为它验证的概念更大,container-ship-sized应用程序,”普拉特说。“这在很多层面上的挑战,但技术上可行与潜在的全球商业的影响。”
桑迪亚国家实验室是一个multi-program实验室由桑迪亚公司、洛克希德·马丁公司的全资子公司,为美国能源部的国家核安全管理局。新墨西哥州阿尔伯克基的主要设施加州利弗莫尔,桑迪亚国家安全的主要研发的责任,能源和环境技术和经济竞争力。
来源:http://www.sandia.gov/