المسارات التكنولوجية المؤدية إلى خلايا الوقود

© scharfsinn86 / Adobe Stock

في مقال بقلم روندا مونيز نُشر هذا الأسبوع على MarineLink، أشار إد شوارتز، المدير التنفيذي للمبيعات في شركة سيمنز، إلى المرونة التي يوفرها "العمود الفقري" لتوزيع الكهرباء والذي يمكن مشغلي العبارات من إضافة المزيد من البطاريات، أو التحول إلى وقود جديد أو أن يصبحوا خاليين من الانبعاثات بنسبة 100% باستخدام خلايا الوقود.

وتُظهر سلسلة عمليات التسليم التي تم الإبلاغ عنها هذا الأسبوع أنه يتم اتخاذ خطوات على طول هذا المسار لمجموعة من السفن:

أطلقت هيئة ميناء كلايبيدا البحري هيكل أول سفينة تعمل بالهيدروجين والكهرباء في ليتوانيا. ستقبل الناقلة النفايات من السفن التي تدخل الميناء عندما تدخل الخدمة في وقت لاحق من هذا العام. سيتكون نظام الطاقة الخاص بها من محركين كهربائيين يعملان ببطاريات بقوة 2000 كيلووات في الساعة ونظام خلية وقود الهيدروجين.

وقد استعرضت شركة فان أورد تشغيل سفينة الرافعة الكهربائية بالكامل كريستيان بي، وهي الأولى من نوعها في صناعة التجريف. وفي التجربة التجريبية، تم استخدام نظامين للبطاريات المتنقلة من نوع DENS Powerhub بقدرة 870 كيلووات ساعة لكل منهما، وتم تركيب خلية وقود نيكسوس وحاوية تخزين هيدروجين على متن السفينة، بحيث يمكن شحن البطاريات عندما لا تتوفر الطاقة على الشاطئ.

وتبدأ التجارب البحرية هذا الشهر على قارب مطاطي صلب يعمل بخلية الوقود، صممته شركتا Fabrum وKing Watercraft النيوزيلنديتان. يحمل القارب 18 كيلوجرامًا من غاز الهيدروجين الذي يبلغ ضغطه 350 بارًا، والذي يتم تزويده بخلية وقود، والتي بدورها تحافظ على شحن مجموعة البطاريات المستخدمة لتشغيل المحركين الكهربائيين في مؤخرة القارب.

إن المسار نحو تنفيذ خلايا الوقود سيكون مختلفًا بالنسبة لسفن الشحن العابرة للمحيطات. فقد أشار تقرير صادر عن مركز ميرسك ماكينلي مولر للشحن الخالي من الكربون في عام 2024 إلى أنه من غير المرجح أن تتنافس هذه الخلايا مع محركات الاحتراق الداخلي الموجودة على متن السفن العاملة في أعماق البحار أو تحل محلها بالكامل في المستقبل القريب. وتتمثل المشكلة في ارتفاع تكاليفها الأولية، إلى جانب التعديلات التي قد تكون مطلوبة في تصميم غرفة محرك السفن وإجراءات التشغيل القياسية للطواقم.

"بل يبدو من المرجح أن تتعايش تقنيات مختلفة في المستقبل المنظور. ويمكن لأصحاب السفن الجمع بين خلايا الوقود ومحركات الاحتراق الداخلي من أجل الاستفادة من مزايا كل نظام. وبهذه الطريقة، يمكن للصناعة تحقيق أقصى استفادة من الأداء البيئي لخلايا الوقود مع زيادة معرفتها بخلايا الوقود وزيادة الاستثمارات تدريجياً مع تزايد تكلفة التكنولوجيا."

تشير دراسة السوق التي نشرتها شركة Market Research Future في ديسمبر 2024 إلى أن سوق خلايا الوقود البحرية مهيأة لنمو كبير، مدفوعًا بالتقدم التكنولوجي والدعم التنظيمي والدفع العالمي نحو الاستدامة. "سيعمل دمج مصادر الطاقة المتجددة مع أنظمة خلايا الوقود على تعزيز الكفاءة والتبني، كما ستعمل الاستثمارات المستمرة في البنية التحتية للهيدروجين على تسريع نمو السوق.

"مع استمرار صناعة النقل البحري في إعطاء الأولوية للاستدامة، من المتوقع أن تلعب خلايا الوقود دورًا حاسمًا في مستقبل الشحن الأخضر."