Tehnologija se koristi za napajanje svih brodskih sustava osim propulzije, čime će smanjiti prosječnu godišnju emisiju CO₂ za oko 40 posto
Talijansko brodogradilište Sanlorenzo Yachts je za iduću godinu zakazalo porinuće 50-metarske jahte koja će u strojarnici imati sustav metanol gorivih ćelija za napajanje svih brodskih sustava osim za propulziju. Naručitelj je Massimo Perotti, predsjednik uprave Sanlorenzo.
Ideja korištenja metanola kao goriva za gorive ćelije je relativno nova u nautici, ali nije nova općenito u industriji. Slična rješenja razmatraju ili već provode i neke brodarske kompanije na velikim brodovima za prijevoz robe, čime bi značajno smanjili potrebu za fosilnim gorivima, kao i upotrebu biogoriva dobivenog iz održivih izvora, poput organskih otpada. Metanol je praktičan izvor relativno čiste energije, te je relativno jeftin za proizvodnju naspram drugih alternativnih goriva, manje je zapaljiv od benzina i može se proizvoditi iz različitih izvora organskih otpada kod prilikom uzgoja stoke.
Sanlorenzov CEO preuzeo je inicijativu i napravio iskorak prema alternativnim gorivima. U gorivim „ćelijama“ ili „člancima“ metanol ne gori, već se proizvodi električna energija. Ovo je također jedno od biogoriva koje je najlakše nabaviti na tržištu, te se već puni u oko 100 pomorskih luka, navodi brodogradilište.
Vodik gorive ćelije stvaraju galvansku struju, na sličan način kao što to rade baterije, ali umjesto spremanja i pražnjenja elektrona, gorive ćelije generiraju protok elektrona iz goriva, primjerice vodika, metanola itd. Kao i baterije, gorive ćelije imaju anodu i katodu, razdvojene polimernom membranom kao elektrolitom. Kada vodik dođe u kontakt s anodom, katalizator (uglavnom platinasti premaz anode), potiče atome vodika da se razdvoje na protone i elektrone. Zatim polimerna membrana (PEM) propušta protone da prođu do katode, ali elektroni moraju proći kroz vodič od jedne do druge strane ćelije. Putem stvaraju električnu struju.
Jednom kad su elektroni došli do katode, ponovo se spajaju s protonima i uz prisutnost kisika iz atmosfere tvore molekule vode. Time je voda jedini nusproizvod gorivih ćelija, što ih čini čistim izvorom energije.
Postavlja se pitanje infrastrukture odnosno ‘Odakle vlasniku jahte vodik?’ Vodik se može elektrolizom dobiti iz vode, a jedino je problematično što za proizvodnju vodika treba utrošiti više energije nego što ju sadrži dobiveni vodik. Rješenje je proizvodnja iz obnovljivih izvora energije, korištenjem energije sunca, vjetra, gibanja valova itd. Ili, vodik se može dobiti i iz metanola.
Reformatorska goriva ćelija, ona kakvu je Siemens Energy dizajnirao za Sanlorenzo, iz metanola izdvaja vodik i druge sastavnice, ugljik i kisik.
Samo vodikovi ioni prolaze kroz gorive ćelije. Ugljeni i kisik se oslobađaju kao ugljični dioksid, što znači da ovaj tip goriva nije čist kao na primjer kod korištenja čistog vodika. Ipak, količina karbonskog dioksida proizvedenog je daleko manja nego količina koju proizvodi generator na fosilna goriva za istu količinu energije.
Sanlorenzo planira pogurati inicijative održivosti kroz svoje linije motornih jahti u budućnosti. Sanlorenzov inženjerski tim ističe prednost metanola u odnosu na vodik u tome što reformator transformira metanol u vodik dok goriva ćelija istovremeno proizvodi energiju, pa se time izbjegava skladištenje čistog i vrlo eksplozivnog vodika na brodu. Umjesto konvencionalnih reformatorskih gorivih ćelija koje rade na visokim temperaturama ili uz pomoć pare, ona koju Sanlorenzo planira napraviti, proizvodi tvrtka Advent Technologies i radi na normalnom tlaku, blago iznad ambijentalne temperature.
Sanlorenzov sustav gorivih ćelija sastoji se od 20 modula, za proizvodnju 100 kW ukupno. To bi trebalo biti dovoljno da pokrije sve energetske potrebe za Sanlorenzo 50Steel. Energija koja se proizvede se ne skladišti, već se koristi u trenutku. Brod će biti opremljen litijskim baterijama kapaciteta oko 600 kWh, koje će služiti samo za potrebe krajnjeg vrhunca potrošnje.
50Steel imat će zapreminu od 5 tisuća litara metanola, dovoljno za oko tjedan dana potrošnje punim kapacitetom kada se pomiješa s destiliranom vodom u omjeru 60:40. Voda je nužna komponenta goriva koje napaja reformatorsku gorivu ćeliju, ali pritom i metanol i voda moraju biti potpuno čisti, jer bilo koja kontaminacija može smanjiti kapacitet proizvodnje energije i skratiti životni vijek gorive ćelije.
Vodena para koju proizvodi reformator, prolazi kroz kondenzator, te se ponovo koristi u gorivoj ćeliji. To znači da se nikakav tekući otpad ne ispušta iz broda.
Za razliku od vodika koji se skladišti pod pritiskom od oko 690 bara, tekući metanol se skladišti na atmosferskom pritisku u konvencionalnim spremnicima, ali pod drugim regulacijama i klasifikacijama od primjerice benzinskog ili dizelskog spremnika. Reformatorska goriva ćelija ima gubitak oko 35 posto manji i proizvodi oko 28 posto manje ugljičnog dioksida nego dizelski generator iste snage.