Vety ottaa merkittävän askeleen eteenpäin meriliikenteessä
Vaasan yliopiston johtama konsortio on saanut merkittävän Horisontti Eurooppa ‑rahoituksen laajalle tutkimus- ja innovaatiohankkeelle, joka vie kaukoliikenteen merikuljetuksia kohti vähäpäästöistä tulevaisuutta.
Pitkän matkan meriliikenne on yksi vaikeimmin hiilidioksidipäästöistä irrotettavista sektoreista. Viikkoja yhtäjaksoisesti kulkevat alukset tarvitsevat paljon energiaa ja ehdotonta luotettavuutta – vaatimuksia, joihin nykyiset akut ja polttokennot eivät vielä kykene suuressa mittakaavassa vastaamaan. Samaan aikaan kansainvälinen sääntely tiukentuu, ja Kansainvälinen merenkulkujärjestö (IMO) edellyttääkin merkittäviä päästövähennyksiä jo tämän vuosikymmenen aikana. Tarve uusille vaihtoehtoisille polttoaineille ja propulsioteknologioille kasvaa.
"Teollisuudessa tutkitaan useita vähähiilisiä polttoaineita, ja vety nähdään yhtenä lupaavana vaihtoehtona. Se ei tuota hiilipäästöjä, ja sitä voidaan käyttää tutun, luotettavan ja polttoainejoustavan polttomoottoriteknologian kanssa. Tämä tarjoaa alusten omistajille tulevaisuudenkestävän ratkaisun päästöjen vähentämiseen. Vedyllä toimivia moottoreita ei kuitenkaan ole aiemmin demonstroitu suurilla aluksilla, ja polttoaineen käsittelyyn, toimitukseen, turvallisuuteen sekä sääntelyyn liittyy vielä avoimia kysymyksiä", kertoo Vaasan yliopiston tutkimus- ja kehitysjohtaja Henri Karimäki.
Vaasan yliopiston koordinoima Hydrogen FOR Performance Enhancement and Reliable Ice OperatioN (H4PERION) -hanke vastaa haasteisiin hyödyntämällä Euroopan vahvaa merenkulkuosaamista ja vauhdittamalla puhtaiden propulsiojärjestelmien käyttöönottoa suurissa aluksissa. Hanke kokoaa yhteen 16 yhteistyökumppania seitsemästä Euroopan maasta ja kattaa koko meriliikenteen arvoketjun aina alusten suunnittelusta ja moottorikehityksestä operointiin, koulutukseen, turvallisuuteen ja tutkimukseen.
Ensimmäinen käytännön toteutus merellä
Nelivuotisen hankkeen aikana H4PERION kehittää ja testaa vedylle soveltuvan polttomoottorin turvallista ja luotettavaa käyttöä suurella valtamerialuksella.
Hanke yhdistää kolme keskeistä innovaatiota: uuden moottorikonseptin, joka kykenee käyttämään vetyä ja biometaania ja jonka tavoitteena on siirtyä pitkällä aikavälillä täysin vetypohjaiseen käyttöön; modernin polttoaineen sekoitus- ja syöttöjärjestelmän, joka mahdollistaa nollahiilipolttoaineiden joustavan käytön; sekä uuden jälkikäsittelyratkaisun, joka vähentää päästöjä kaikissa käyttöolosuhteissa.
Teknologia asennetaan ja testataan ensimmäistä kertaa suureen kaupalliseen alukseen, Aurora Botniaan, joka liikennöi Vaasan ja Uumajan välillä. Samanaikaisesti identtinen täysimittainen moottori käy läpi laboratoriotestit, joissa voidaan jäljitellä todellisia merimatkaolosuhteita ja optimoida suorituskykyä. Molemmista testikokonaisuuksista saatava data syötetään digitaaliseen kaksoseen eli malliin, joka tukee pitkäjänteistä oppimista ja tulevaisuuden suunnittelua.
Hanke tukee laajempaa siirtymää vedyn käyttöön meriliikenteessä. Se tuottaa avointa koulutusmateriaalia miehistöille ja satamatoimijoille, osallistuu turvallisuusohjeistusten ja sääntelyn kehittämiseen ja tutkii teknologioiden soveltuvuutta erilaisille alustyypeille tulevaisuudessa.
Hankkeessa Vaasan yliopisto tutkii innovatiivista palamiskonseptia, reaktiivisuudella hallittua puristussytytystä (Reactivity Controlled Compression Ignition, RCCI). Tavoitteena on, että konseptilla saavutettaisiin 55 prosentin nettohyötysuhde lähes nollapäästöillä, kun se yhdistetään säädettävään venttiiliohjaukseen ja kehittyneisiin jälkikäsittelyratkaisuihin.
"Tämä palamiskonsepti nähdään varteenotettavana ratkaisuna vihreän vedyn joustavaan integrointiin maakaasun ja biokaasun toimitusketjuihin. Jotta saavutamme tavoitellun nettohyötysuhteen hankkeen aikataulussa, tarvitaan simulaatio- ja testiympäristöiden syvää integraatiota autonomisiin kalibrointirutiineihin", sanoo energiatekniikan professori Maciej Mikulski Vaasan yliopistosta.
