Tại Tập đoàn Yanmar, chúng tôi đã phát triển thành công hệ thống pin nhiên liệu hydro đầu tiên của Nhật Bản để sử dụng trên tàu, như một phần trong quá trình chuyển đổi hướng tới một xã hội phi cacbon. Chúng tôi đã nói chuyện với ông Hiraiwa, thành viên của Yanmar Power Technology Co., Ltd., Ban Kỹ thuật Hệ thống Kinh doanh Sản phẩm Năng lượng Lớn về cơ chế, những thách thức trong quá trình phát triển và triển vọng.

Hồ sơ

Takuya Hiraiwa

Công ty TNHH Công nghệ Điện Yanmar,
Phòng Kỹ thuật Hệ thống Kinh doanh Sản phẩm Điện Lớn về cơ chế

Làm cho tàu thân thiện với môi trường và con người bằng hydro là năng lượng thế hệ tiếp theo

Giữa những nỗ lực toàn cầu hướng tới quá trình khử cacbon, lĩnh vực hàng hải cũng đang có những bước tiến. Năm 2018, Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) đã áp dụng chiến lược giảm khí nhà kính, hướng tới tổng lượng giảm phát thải. Một lĩnh vực thu hút được sự chú ý trên toàn thế giới là hệ thống pin nhiên liệu hydro cho tàu thủy. Trong quá trình sản xuất điện, hệ thống pin nhiên liệu hydro chỉ thải ra nước và nhiệt mà không thải ra khí nhà kính như carbon dioxide hoặc các chất ô nhiễm trong khí quyển như oxit nitơ. Tuy nhiên, chưa có tiền lệ nào về việc triển khai thực tế hệ thống pin nhiên liệu hydro cho tàu thủy ở Nhật Bản. Yanmar đã tiến hành các thử nghiệm trình diễn thông qua nghiên cứu được ủy thác từ Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông và Du lịch cũng như tham gia vào các dự án được Bộ Môi trường trợ cấp. Kết quả là vào năm 2023, Yanmar đã vận chuyển thành công hệ thống pin nhiên liệu hydro cho tàu khách, đánh dấu một cột mốc mới trong lịch sử hàng hải Nhật Bản.
Lợi ích của hệ thống pin nhiên liệu hydro hàng hải vượt ra ngoài khía cạnh môi trường. Ông Hiraiwa cho biết: “Không sử dụng dầu nhiên liệu có nghĩa là hệ thống không có mùi, đây là một lợi thế đáng kể cho tàu”. Trên các tàu chở khách, mùi dầu đốt thường được cho là nguyên nhân gây say sóng. Bằng cách sử dụng hydro làm nhiên liệu, vấn đề mùi hôi này sẽ được giải quyết. Ngoài ra, do không cần động cơ nên độ rung và tiếng ồn giảm đáng kể, mang lại sự thoải mái hơn.

Hai trở ngại chính cản trở việc triển khai thực tế là chi phí và quy định

Ông Hiraiwa giải thích rằng dự án này không hề dễ dàng. Trở ngại đầu tiên gặp phải là khía cạnh chi phí. Để giảm chi phí, họ quyết định sửa đổi pin nhiên liệu hydro đã được sử dụng cho ô tô sử dụng hàng hải. Tuy nhiên, không giống như ô tô, việc đáp ứng các tiêu chuẩn chống cháy nổ để ngăn chặn vụ nổ là rất quan trọng đối với các ứng dụng hàng hải. Đương nhiên, chống cháy nổ làm tăng chi phí. Giải pháp cho thách thức này đến từ kiến thức chuyên môn được tích lũy của Yanmar. Với nhiều năm kinh nghiệm trong việc phát triển động cơ khí, Yanmar đã có thể tận dụng kiến thức chuyên môn của mình để giảm chi phí và thu gọn hệ thống dùng cho hàng hải, cuối cùng đạt được mục tiêu hoàn thiện hệ thống pin nhiên liệu hydro cho tàu.
Ngoài những thách thức về mặt kỹ thuật, một trở ngại đáng kể khác là việc thiếu các quy định liên quan đến hệ thống pin nhiên liệu hydro dùng cho hàng hải ở Nhật Bản. Do đó, cần phải bắt đầu lại từ đầu với việc xây dựng quy định với sự cộng tác của Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông và Du lịch và ClassNK. Ông Hiraiwa phản ánh: “Mặc dù sẽ dễ dàng hơn nếu có những quy định hiện hành để tuân theo, nhưng thực tế đây là nỗ lực tiên phong ở Nhật Bản có nghĩa là chúng tôi luôn đi vào lãnh thổ chưa được khám phá,” ông Hiraiwa phản ánh về những thách thức khi trở thành người đầu tiên ở Nhật Bản.

Đẩy nhanh việc mở rộng ra nước ngoài để đưa Yanmar lên giai đoạn tiếp theo

Hệ thống pin nhiên liệu hydro dành cho tàu thủy của Yanmar đã thu hút được sự quan tâm đáng kể không chỉ trong nước mà còn từ các nước ngoài như Na Uy, Hà Lan và Vương quốc Anh. Ở Châu Âu và Hoa Kỳ, có nhiều quy định tiên tiến hơn nhằm giảm lượng khí thải oxit nitơ và khí nhà kính so với Nhật Bản. Trên thế giới không có nhiều trường hợp các nhà sản xuất động cơ cung cấp hệ thống pin nhiên liệu nên nước ngoài đặt nhiều kỳ vọng vào sáng kiến này.
Yanmar có truyền thống cung cấp động cơ làm nguồn năng lượng. Tuy nhiên, bằng cách phát triển hệ thống pin nhiên liệu hydro, chúng tôi đã đạt được mục tiêu điện khí hóa các nguồn năng lượng và giờ đây có thể cung cấp không chỉ các nguồn điện mà còn cả toàn bộ các tổ máy điện. Ông Hiraiwa cho biết: “Tôi tin rằng dự án này đã đưa chúng tôi đến gần hơn với việc trở thành một nhà tích hợp hệ thống hàng hải, người không chỉ bán sản phẩm mà còn phát triển và quản lý các hệ thống phù hợp với yêu cầu của khách hàng,” ông Hiraiwa nói và nhấn mạnh rằng dự án này thể hiện một bước tiến quan trọng đối với Yanmar.