ژاپن با آزمایش نفتکش هیدروژن‌سوز یک گام به کشتیرانی بدون انتشار کربن نزدیک‌تر شد

ژاپن یک نفتکش ساحلی را با موتور چهارزمانه و دوربالای هیدروژن‌سوز به حرکت درآورده است؛ پروژه‌ای که نخستین نمونه در نوع خود در جهان به شمار می‌آید. این شناور ۴,۸۰۰ تنی در ۲۵ سپتامبر حدود ۲۰ مایل دریایی (تقریباً ۳۲ کیلومتر) را طی نزدیک به دو ساعت در خلیج اوساکا پیمود. بنیاد نیپون اعلام کرد این سفر در مقایسه با استفاده از سوخت‌های فسیلی متداول، انتشار دی‌اکسیدکربن را حدود ۱.۲ تن کاهش داده است.

این آزمایش بخشی از یک برنامه تحقیقاتی با حمایت بنیاد نیپون برای کربن‌زدایی صنعت کشتیرانی است. این نفتکش به یک موتور هیدروژنی، موتورهای پیشران الکتریکی و باتری‌های لیتیوم‌یونی مجهز شده است.

سیستم پیشران این نفتکش چگونه کار می‌کند؟

این نفتکش از برق تولیدشده توسط یک موتور هیدروژنی استفاده می‌کند که داخل محفظه‌ای روی عرشه قرار گرفته است. این موتور برق موردنیاز دو موتور پیشران الکتریکی را تأمین می‌کند؛ موتورهایی که به دو محور پروانه متصل هستند.

این شناور همچنین به یک ژنراتور هیبریدی و باتری‌های لیتیوم‌یونی مجهز شده است. باتری‌ها با متعادل‌کردن بار، به بهینه‌سازی مصرف سوخت کمک می‌کنند. در این پیکربندی، موتور هیدروژنی مستقیماً محورهای پروانه را به حرکت درنمی‌آورد و وظیفه آن تولید برق است. سپس موتورهای الکتریکی نیروی لازم برای حرکت شناور را از طریق دو محور تأمین می‌کنند.

Yanmar Power Solutions موتور مورد استفاده در این پروژه را طراحی کرده است. نخستین آزمایش‌های روی سکوی آزمایشگاهی این موتور در اکتبر ۲۰۲۴ انجام شد و موتور توانست با توان نامی حدود ۵۰۰ کیلووات کار کند.

در آزمایش‌های اولیه، مقدار کمی گازوئیل به‌عنوان سوخت احتراقی اولیه برای سوزاندن مخلوط از پیش ترکیب‌شده هیدروژن و هوا استفاده شد. آزمایش‌های بعدی نیز با هدف استفاده از روغن گیاهی هیدروتریت‌شده یا HVO به‌عنوان سوخت احتراقی اولیه انجام گرفت.

اطلاعات ارائه‌شده مشخص نمی‌کند که در آزمایش ماه سپتامبر دقیقاً از کدام سوخت برای احتراق اولیه استفاده شده است. این پروژه به ساخت نفتکشی اختصاصی برای پیشرانش هیدروژنی نیاز داشت. شرکت Fukuoka Shipbuilding که یکی از اعضای ائتلاف پروژه است، این شناور را ۱۴ فوریه ۲۰۲۵ در کارخانه خود در ناگاساکی به آب انداخت.

این نفتکش حدود ۱۰۵ متر طول دارد و در اکتبر ۲۰۲۵ به شرکت Uyeno TransTec تحویل داده شد.

آزمایش سپتامبر چه چیزی را بررسی کرد؟

سفر ۲۵ سپتامبر، عملکرد موتور هیدروژن‌سوز نفتکش را هنگام حرکت در خلیج اوساکا آزمایش کرد. بنیاد نیپون این آزمایش را یک نمایش عملیاتی کربن‌خنثی توصیف کرد و میزان کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن را در مقایسه با سوخت‌های فسیلی متداول حدود ۱.۲ تن برآورد کرد.

علاوه بر موتور، این پروژه توسعه سامانه تأمین سوخت و طراحی بدنه را نیز دربر می‌گرفت تا تأییدیه اولیه طراحی از انجمن رده‌بندی کشتی‌ها، ClassNK، دریافت شود. تیم پروژه همچنین برنامه آموزشی و دستورالعمل عملیاتی برای شناورهای هیدروژن‌سوز تهیه کرده است.

به گفته بنیاد نیپون و اپراتور شناور، این آزمایش تجربه و دانش لازم برای استفاده از هیدروژن در کشتیرانی ساحلی داخلی ژاپن را فراهم کرده است. هدف اعلام‌شده پروژه نیز توسعه یک الگو و مسیر برای استفاده گسترده‌تر از هیدروژن در این بخش است.

کازوما کاشیواگی، مدیر دفتر محیط‌زیست شهر کوبه، در این باره گفته است:

    این آزمایش گام مهمی به سوی استفاده عملی از کشتی‌های هیدروژن‌سوز بدون آلایندگی است و انتظار می‌رود به پیشبرد کربن‌زدایی در بخش کشتیرانی ژاپن کمک کند.

ژاپن متعهد شده است تا سال ۲۰۵۰ در بخش کشتیرانی داخلی خود به بی‌طرفی کربنی برسد.

برنامه گسترده‌تر کشتی‌های هیدروژنی ژاپن

بنیاد نیپون این پروژه را در سال ۲۰۲۲ آغاز کرد. در ژوئن ۲۰۲۳ نیز سه کنسرسیوم را برای توسعه پروژه‌های آزمایشی جداگانه در قالب برنامه «کشتی بدون آلایندگی ۲۰۵۰» انتخاب کرد.

در کنار پروژه نفتکش، یک تیم روی آزمایش پیل سوختی هیدروژنی در یک شناور خدماتی توربین‌های بادی فراساحلی کار کرد و تیم دیگری توسعه موتور هیدروژن‌سوز برای یدک‌کش «Ten-Oh» را بر عهده داشت.

نخستین آزمایش پیل سوختی هیدروژنی این برنامه در آوریل ۲۰۲۴ روی شناور مسافربری ۲۳۸ تُن Hanaria انجام شد. آزمایش‌های بیشتر برای سال ۲۰۲۶ برنامه‌ریزی شده‌اند و توسعه ایستگاه‌های تأمین هیدروژن نیز در دستور کار قرار دارد. پروژه‌های دیگری در زمینه کشتیرانی هیدروژنی نیز در جریان هستند؛ از جمله کشتی مسافربری MF Hydra در نروژ که با هیدروژن مایع کار می‌کند و چند بارج رودخانه‌ای در اروپا.

اپراتورهای کشتی‌های تفریحی نیز آزمایش پیل‌های سوختی و سامانه‌های هیدروژنی را برای تأمین برق بخش‌های خدماتی کشتی و کاهش انتشار آلاینده‌ها هنگام حضور در بنادر آغاز کرده‌اند.

منبع: روزیاتو