環保趨勢蔓延至航運,瑞士研發遊輪用燃料電池系統

作者 | 發布日期 2019 年 01 月 28 日 11:50 | 分類 能源科技 follow us in feedly


低污染、高效率與壽命長為燃料電池知名宣傳標語,這些因素也幫燃料電池貼上環保的象徵,而最近該電池也被瑞士洛桑聯邦理工學院科學家(EPFL)相中,他們已研發出適用於大型遊輪的燃料電池系統,大幅降低遊輪碳排放之餘,運轉效率更高達 75%。

航運業用油與碳排放量非常高,二氧化碳排放量占全球的 2.2%,不過最近它們正面臨能源轉型的挑戰,聯合國國際海事組織 2018 年 4 月達成協議,2050 年前全球船隻二氧化碳排放量必須要比 2008 年減少 50%,這讓各家廠商得捨棄過去低成本、高污染的重質燃料油,開始設計新型船隊。

但是有哪些低排碳的能源技術適合遊輪?有別於貨輪或是其他商用船隻、能源僅用於推動船舶前進,遊輪設有舞池、餐廳、遊樂設施與各式豪華的房間,耗電量非常大,而目前鋰離子電池續航力無法讓遊輪完成一次旅行,氫燃料電池雖然容量可量身訂做,但電池體積基本上會占去遊輪三分之一的空間,顯然這兩項都不適合。

對此,EPFL 團隊決定採用固態氧化物燃料電池(SOFC),該技術是由固態氧化物或陶瓷電解質組成的高效、低排放設備,雖然它們得在高溫環境下運作、啟動時間更長達 20 小時,但對遊輪來說這並不是個太大的問題。

為了善加利用 SOFC 電池的能量,研究團隊也加以改良電池系統,致力將燃料電池多餘的能量轉換成氫氣,這樣一來郵輪就有更多的能源可使用。目前 EPFL 已研發出全新的 SOFC 電池,相較於會排出大量二氧化碳、氮氧化物的傳統柴油發動機,新電池不僅只會排出碳與水,電池效率更高達 75%,而一般的柴油機效率最高也不到 50%。

只不過對於新技術來說,成本一如往常是個大挑戰,EPFL 工業製程與能源系統工程研究員 Francesco Baldi 表示,燃料電池的生產成本是傳統發動機的 10 倍,但展望未來,若將來需求增加,價格就會逐漸下降,攤提成本之後,應該只會比傳統柴油機還要貴 20-30%。

看好燃料電池系統的低污染、高效率優勢,不少廠商也開始採用該系列電池為船隻提供電力,像是台灣在 2014 年於日月潭推出搭配鋰電池、質子交換燃料電池與太陽能的觀光客船「希望之星」;有些廠商則運用其他綠色技術來降低碳排放,就好比挪威遊輪公司海達路德(Hurtigruten)2018 年便計劃用死魚、廚餘等有機廢棄物產生沼氣,再將沼氣液化成遊輪所需的燃料,更矢言在 2021 年達成目標。

(首圖來源:EPFL

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