Μεθανόλη: Το εναλλακτικό καύσιμο που οδηγεί την παγκόσμια ναυτιλία σε ένα πιο βιώσιμο μέλλον

Ο Δρ. Βασίλης Γρηγορίου, Πρόεδρος και Διευθύνων Σύμβουλος, Advent Technologies, γράφει στο Reporter Magazine

Τα τελευταία χρόνια, η παγκόσμια ναυτιλιακή κοινότητα προσπαθεί συντονισμένα να προσαρμοστεί στη νέα ενεργειακή πραγματικότητα και να συμβάλλει στην δημιουργία ενός πιο «πράσινου» και βιώσιμου μέλλοντος. Οι στόχοι του Διεθνούς Ναυτιλιακού Οργανισμού (IMO) για τη ναυτιλιακή βιομηχανία είναι ξεκάθαροι.

Έως

το 2030, οι εκπομπές CO2 θα πρέπει να μειωθούν κατά τουλάχιστον 40% από τα επίπεδα του 2008, με στόχο τη μείωση κατά 70% έως το 2050.

Αντίστοιχα, οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου (GHG) θα πρέπει να μειωθούν κατά τουλάχιστον 50% έως το 2050, σε σύγκριση με τα επίπεδα του 2008. Ως αποτέλεσμα, οι πλοιοκτήτες, τόσο εντός όσο και εκτός Ελλάδας, στρέφονται στη χρήση εναλλακτικών καυσίμων.

Αναμένοντας να διαδραματίσει πρωταγωνιστικό ρόλο στην επίτευξη των φιλόδοξων στόχων που έχει θέσει ο IMO, η μεθανόλη αναδύεται ως ένα από τα βασικά «οχήματα» που θα μας οδηγήσουν, με ταχύτητα και ασφάλεια, σε ένα μέλλον καθαρής ενέργειας στη ναυτιλία.

Από το 2020, ο IMO έχει εγκρίνει μάλιστα την χρήση της ως ασφαλούς καυσίμου για τη ναυτιλία, ενώ, ήδη από σήμερα, η μεθανόλη είναι ευρέως διαθέσιμη σε περισσότερους από 120 λιμένες παγκοσμίως, με παραγωγική ικανότητα που αγγίζει τους 120 εκατομμύρια τόνους.

Αποτελώντας έναν από τους δύο τρόπους που μπορεί να χρησιμοποιηθεί η μεθανόλη σε πλοία, οι κυψέλες καυσίμου που λειτουργούν με μεθανόλη χρησιμοποιούν έναν ενσωματωμένο αναμορφωτή, ο οποίος την μετατρέπει εντός του πλοίου (on-board) σε υδρογόνο, και μετά την χημική αντίδραση, σε ηλεκτρική ενέργεια.

Αυτές οι κυψέλες καυσίμου μπορούν να ενταχθούν σε συστήματα πρόωσης πλοίων μικρού μεγέθους (σκάφη αναψυχής, ιστιοπλοϊκά και επιβατηγά πλοία), ενώ ανεξαρτήτως μεγέθους του πλοίου, μπορούν επίσης να εγκατασταθούν σε υβριδικά συστήματα παροχής ενέργειας, αντικαθιστώντας τις υπάρχουσες γεννήτριες ντίζελ.

Επιπρόσθετα, οι κυψέλες καυσίμου μπορούν να χρησιμεύσουν ως βοηθητικές μονάδες ισχύoς σε μεγαλύτερα πλοία αλλά και στην ηλεκτροδότηση ελλιμενισμένων πλοίων από την ξηρά (cold ironing), συμβάλλοντας έτσι σε μια πιο οικολογική λειτουργία των λιμένων.

Ως φορέας υδρογόνου, η μεθανόλη συμβάλλει στη μείωση του κόστους της εφοδιαστικής αλυσίδας, σε σύγκριση με το καθαρό υδρογόνο και ενισχύει σημαντικά την ασφάλεια των σχετικών διεργασιών και χειρισμών.

Η μεθανόλη, η οποία είναι εύκολα βιοδιασπώμενη στο υδάτινο περιβάλλον και δεν βιοσυσσωρεύεται, παρέχει εξαιρετικές ιδιότητες για την αποθήκευση υδρογόνου. Η ογκομετρική ενεργειακή πυκνότητα της μεθανόλης είναι τέσσερις φορές υψηλότερη από εκείνη του συμπιεσμένου υδρογόνου σε πίεση εφτακοσίων bar, και δύο φορές υψηλότερη από εκείνη του υγρού υδρογόνου.

Ως αποτέλεσμα, τα απαιτούμενα μέτρα ασφαλείας και οι απώλειες ενέργειας λόγω χαμηλών θερμοκρασιών και υψηλών πιέσεων είναι μηδαμινές, ενώ υπάρχει σημαντική εξοικονόμηση χώρου, χρόνου και χρημάτων. Επιπλέον, η μεθανόλη έχει παρόμοιες φυσικές ιδιότητες σε συνθήκες περιβάλλοντος με το ντίζελ και για την μεταφορά της μπορούν να χρησιμοποιηθούν ήδη υπάρχουσες υποδομές μεταφοράς καυσίμων.

Εναλλακτικά, η μεθανόλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας ως καύσιμο σε κινητήρες πλοίων, αντικαθιστώντας το ντίζελ ή το βαρύ μαζούτ. Ο εκσυγχρονισμός των πλοίων με κινητήρες που λειτουργούν με μεθανόλη απαιτεί ελάχιστες τροποποιήσεις στην υπάρχουσα υποδομή, καθιστώντας την μια ελκυστική επιλογή για θαλάσσιες εφαρμογές.

Από πλευράς κόστους, η μεθανόλη αποδεικνύεται ότι είναι ένα οικονομικά αποδοτικό ενναλακτικό καύσιμο, όταν λαμβάνεται υπόψη το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας (TCO).

Μια μελέτη που διεξήχθη το 2021 από το Πανεπιστήμιο του Aalborg και το Πανεπιστήμιο Chalmers διαπίστωσε ότι, σε ένα ευρύ φάσμα πλοίων και εφαρμογών, η μεθανόλη υπερτερεί έναντι καυσίμων όπως η αμμωνία, το υγροποιημένο βιοαέριο, η ηλεκτρική ενέργεια και το καθαρό υδρογόνο, όσον αφορά το TCO.

Με την ναυτιλιακή αγορά, τόσο εντός όσο και εκτός Ελλάδας, να αντιλαμβάνεται τα σημαντικά πλεονεκτήματα που προσφέρει η χρήση της μεθανόλης, το ενδιαφέρον για τη χρήση κυψελών καυσίμου, που τροφοδοτούνται με μεθανόλη, έχει αυξηθεί ραγδαία.

Στην Advent, ήδη συνεργαζόμαστε με τη Siemens Energy για την ανάπτυξη μιας βιώσιμης λύσης παροχής ενέργειας που θα βασίζεται στις κυψέλες καυσίμου της Advent που λειτουργούν με μεθανόλη και στην υβριδική λύση BlueDrive Eco της Siemens Energy. Η συγκεκριμένη λύση έρχεται να αντικαταστήσει σταδιακά τις ντιζελογεννήτριες σε yachts.

Έχοντας λάβει χρηματοδότηση από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, το έργο βρίσκεται ήδη σε εξέλιξη και περιλαμβάνει την ενσωμάτωση των κυψελών καυσίμου της Advent στο σύστημα παροχής ενέργειας του «ξενοδοχειακού» φορτίου των yachts.

Η πρώτη φάση δοκιμών των κυψελών καυσίμου έχει ήδη ξεκινήσει, με το πλήρες σύστημα να αναμένεται να εγκατασταθεί σε ένα superyacht της Sanlorenzo εντός του 2024.

Παράλληλα, το έργο αυτό στοχεύει μελλοντικά στην λειτουργία των superyachts αποκλειστικά με τη χρήση πράσινης μεθανόλης. Έτσι, η παραγωγή ενέργειας που απαιτείται για να πλέει ένα superyacht με τη μέγιστη δυνατή ταχύτητα, δεν θα βασίζεται πλέον στις μηχανές ντίζελ, αλλά σε έναν συνδυασμό κυψελών καυσίμου και μηχανών εσωτερικής καύσης που θα τροφοδοτούνται με πράσινη μεθανόλη.

Προσφέροντας μηδενικές εκπομπές, η πράσινη μεθανόλη δεν είναι παρά ένα παράγωγο προϊόν του πράσινου υδρογόνου και θεωρείται ο βέλτιστος τρόπος να χρησιμοποιηθεί το πράσινο υδρογόνο στα πλοία.

Από τον Ιανουάριο του 2023, η Advent διατηρεί επίσης συνεργασία με την Alfa Laval, έναν παγκόσμιο ηγέτη στο χώρο της τεχνολογίας πλοίων, η οποία στοχεύει στην αξιολόγηση των κυψελών καυσίμου που λειτουργούν με μεθανόλη στη ναυτιλιακή βιομηχανία, έχοντας ως απώτερο σκοπό την πλήρη αντικατάσταση των γεννητριών παροχής ηλεκτρικής ισχύος.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το έργο αυτό χρηματοδοτείται από το Πρόγραμμα Ανάπτυξης και Επίδειξης Ενεργειακής Τεχνολογίας (Energy Technology Development and Demonstration Program) της Δανίας, ενώ για την υλοποίησή του θα συνεργαστούν η Advent, η Alfa Laval και ομάδα Δανών πλοιοκτητών.

Δε χωρά αμφιβολία ότι οι ναυτιλιακοί κολοσσοί έχουν ήδη αρχίσει να στρέφονται στη μεθανόλη με σημαντικές επενδύσεις. Η Norwegian Cruise Line πρόσφατα ανακοίνωσε ότι θα επενδύσει $1,3 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ στην μετασκευή των πλοίων της έτσι ώστε να λειτουργούν με μεθανόλη.

Παράλληλα, η COSCO υπέγραψε παραγγελία για σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου μεθανόλης για τέσσερα πλοία μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων, ενώ σε λίγους μήνες η Maersk, παρουσία της Προέδρου της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Ursula von der Leyen, θα εγκαινιάσει το πρώτο πλοίο μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων που θα πλέει με πράσινη μεθανόλη.

Είτε μέσω της χρήσης κυψελών καυσίμου, είτε μέσω άμεσης χρήσης της σε κινητήρες πλοίων, η μεθανόλη αποτελεί μια βιώσιμη και φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση στα συμβατικά καύσιμα.

Παράγοντες όπως η ευρεία διαθεσιμότητά της στην αγορά και η εύκολη μεταφορά της μέσα από ήδη υπάρχουσες υποδομές μεταφοράς καυσίμων, αλλά και η ασφάλεια των λειτουργιών και το μειωμένο συνολικό κόστος ιδιοκτησίας, καθιστούν την μεθανόλη (και μελλοντικά την πράσινη μεθανόλη) ως ένα καύσιμο που θα πρωταγωνιστήσει στη ναυτιλία, συμβάλλοντας με τρόπο ουσιαστικό στην επίτευξη των φιλόδοξων στόχων του IMO και στη διαμόρφωση ενός κλιματικά ουδέτερου ναυτιλιακού κλάδου.

ΒΑΣΙΛΗΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥAdvent TechnologiesReporter MagazineΑΡΘΡΟIMOυδρογόνοTCOκυψέλες καυσίμων