Του καπτ. Γεώργιου Γεωργούλη
Η κυψέλη καυσίμου είναι ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο που μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική μέσω ηλεκτροχημικών αντιδράσεων ενός καυσίμου (όπως το υδρογόνο) και ενός οξειδωτικού (όπως το οξυγόνο). Ενώ οι κοινές μπαταρίες χρησιμοποιούν χημική ενέργεια από χημικές ουσίες που υπάρχουν ήδη σε αυτές, οι κυψέλες καυσίμου διατηρούν τις χημικές αντιδράσεις τροφοδοτώντας συνεχώς καύσιμο και οξυγόνο (συνήθως από τον αέρα). Οι κυψέλες καυσίμου μπορούν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια συνεχώς για όσο διάστημα παρέχεται καύσιμο και οξυγόνο.
Υπάρχουν όμως πολλοί κίνδυνοι στη χρήση και στην παραγωγή ενέργειας από τις κυψέλες καυσίμου. Για την πρόληψη των παραπάνω κινδύνων, έχουν εκπονηθεί από τους νηογνώμονες οδηγίες για τις διατάξεις ασφαλείας που σχετίζονται με τον σχεδιασμό πλοίων τα οποία τροφοδοτούνται από κυψέλες καυσίμου καθώς και τα ίδια τα συστήματα ισχύος κυψελών καυσίμου, εφόσον αναμένεται ευρεία αύξηση της υιοθέτησης κυψελών καυσίμου στις θαλάσσιες μεταφορές.
Οι κυψέλες καυσίμου είναι συστήματα ισχύος που χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια που λαμβάνεται από τη χημική αντίδραση μεταξύ υδρογόνου και οξυγόνου. Συγκεκριμένα, δεν εκπέμπουν CO₂ κατά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, τοποθετώντας τα ως πιθανή λύση για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου από τη ναυτιλία.
Από την άλλη πλευρά, η χρήση κυψελών καυσίμου συνεπάγεται χειρισμό υδρογόνου, το οποίο έχει πολλές φυσικές ιδιότητες διαφορετικές από τα συμβατικά αέρια καυσίμου. Για να διασφαλιστεί η ασφαλής χρήση του υδρογόνου ως καυσίμου, είναι σημαντικό να ληφθούν επαρκή μέτρα. Επί του παρόντος βρίσκονται σε εξέλιξη συζητήσεις στον ΙΜΟ για την τροποποίηση του Διεθνούς Κώδικα Ασφάλειας για Πλοία που χρησιμοποιούν αέρια ή άλλα καύσιμα χαμηλού σημείου ανάφλεξης (IGF Code), ώστε να συμπεριληφθούν διατάξεις ειδικά για τις κυψέλες καυσίμου. Στη συνεδρίαση της Επιτροπής Ασφαλείας MSC105, εγκρίθηκαν οι κατευθυντήριες γραμμές για την ασφάλεια των πλοίων που χρησιμοποιούν εγκαταστάσεις ισχύος κυψελών καυσίμου. Οι Απαιτήσεις Σχεδιασμού έχουν αναπτυχθεί για την ασφάλεια των πλοίων που χρησιμοποιούν εγκαταστάσεις ηλεκτρικού ρεύματος κυψελών καυσίμου. Οι Απαιτήσεις Σχεδιασμού αποσκοπούν στην παροχή της ασφάλειας που είναι τουλάχιστον ισοδύναμη με αυτή των νέων συμβατικών βασικών και βοηθητικών μηχανημάτων με καύσιμο πετρελαίου, ανεξάρτητα από τον τύπο και το καύσιμο μιας συγκεκριμένης κυψέλης καυσίμου. Επιπροσθέτως, άλλοι κώδικες (π.χ. Κώδικας IGF, μέρος Α) και διατάξεις (π.χ. Μέρος Α, Κατευθυντήριες γραμμές για πλοία με χρήση μεθυλικής/αιθυλικής αλκοόλης ως καυσίμων για πλοία που χρησιμοποιούν εναλλακτικά καύσιμα) θα πρέπει να εφαρμόζονται ανάλογα με το συγκεκριμένο σύστημα ισχύος κυψελών καυσίμου και το καύσιμο που χρησιμοποιείται.
Αυτές οι οδηγίες περιγράφουν τα πιο πρόσφατα μέτρα ασφαλείας για την εγκατάσταση ισχύος κυψελών καυσίμου σε πλοία, συμπεριλαμβανομένων των αρχών σχεδιασμού του σχετικού εξοπλισμού, της πυρασφάλειας, των ηλεκτρικών συστημάτων και των συστημάτων ελέγχου, παρακολούθησης και ασφάλειας. Για παράδειγμα, τα χαρακτηριστικά των πυρκαγιών υδρογόνου δεν είναι ορατά και δεν παράγουν καπνό (αυτό δεν ισχύει εάν η φωτιά έχει εξαπλωθεί σε άλλες ουσίες). Επιπλέον, δεδομένου ότι η ενέργεια που απαιτείται για την ανάφλεξη του υδρογόνου είναι χαμηλή, μπορεί να προκληθεί αναζωπύρωση και έκρηξη λόγω θερμότητας και τριβής, εάν το άκαυστο αέριο υδρογόνο παραμείνει, ακόμα και αν η φωτιά έχει σβήσει. Σε πρώτο χρόνο, λοιπόν, σε περίπτωση πυρκαγιάς υδρογόνου, είναι σημαντικό να αποτραπεί η διαρροή υδρογόνου.
Οι κατευθυντήριες γραμμές καθορίζουν επίσης απαιτήσεις για αναφορά στην κλάση των πλοίων που πληρούν αυτές τις διατάξεις (Fuel Cell Power Systems).
Το παραπάνω άρθρο δημοσιεύθηκε στο Τεύχος Νοεμβρίου 2023 των Ναυτικών Χρονικών.
Το Τεύχος Νοεμβρίου μπορείτε να το βρείτε εδώ.
