Energy Observer runt jorden med egen vätgas – så funkar det

Världens första båt som drivs av egentillverkad vätgas – Energy Observer – är på plats i Stockholm inför sin stora resa. Hamnen.se har fått en rejäl genomgång om hur tekniken fungerar.

Energy Observer ska bli världens första fartyg att köra jorden runt helt tyst, fossilfritt och utan att släppa ut skadliga partiklar. Hur är det egentligen möjligt? Här dyker vi tillsammans med expeditionsledaren Jérôme Delafosse djupare ner i såväl kemins som Energy Observers inre.

Energy Observer är en ombyggd maxikatamaran med ett tidigare förflutet som framgångsrik kappseglare, bland annat under namn som Formule TAG, Tag Heuer, Enza New Zealand, Royal & SunAlliance, Team Legato och Daedalus. Idag är fartyet helt ombyggt för att kunna producera vätgas av havsvatten genom förnybar energi och härmed kunna färdas jorden runt helt självförsörjande och utan negativ miljöpåverkan.

Men Energy Observer är mer än ett oceangående fartyg. Det handlar snarare om en plattform och modell för framtidens energinätverk.

Varje komponent testas och optimeras under extrema förhållanden. Målet är att utveckla tekniken för att nå en helt egen energiförsörjning som framöver ska kunna appliceras även till en markbunden miljö, som exempelvis hotell eller bostäder.

Vätgas som drivmedel
Först och främst kan Hamnen.se konstatera att det inte råder någon brist på vätgas. Det är det vanligaste och lättaste grundämnet.

Se också:
Nya Gotlandsfärjan gör 35 knop på vätgas
Norge först ut med fritidsbåt som går på vätgas

Vätgas består av två väteatomer och har den kemiska beteckningen H2. Vid rumstemperatur och normalt tryck är väte gasformig och övergår till vätskeform vid -253°C. Vätgasen är giftfri, färg- och smaklös och luktfri. Däremot är vätgas ingen primär drivkälla, men den kan användas för att lagra, transportera och tillhandahålla energi.

Hur produceras vätgas
Vätgas går att utvinna från vatten, gödsel och växter och det finns olika sätt att producera vätgas, bland annat genom ångreformering av kolväten, förgasning och elektrolys. Energy Observer använder sig av elektrolys. Det innebär att vätgasen produceras genom att vatten separeras i dess två huvudsakliga beståndsdelar – alltså väte och syre. I elektrolysprocessen passerar elektrisk ström genom vattnet för att utvinna vätgasen. Elektriciteten kommer ombord på Energy Observer bara genom de förnybara källorna vind- och solkraft. De enda restprodukterna blir vattenånga och syre.

Energy Observer drivs av elmotorer som i sin tur drivs av batterier som i sin tur laddas av solcellerna och vindsnurrorna som finns ombord. Överskottet blir till vätgas som används som bränsle när solen inte lyser tillräckligt eller när vinden inte blåser.

Under Energy Observers olika stopp laddas batterierna genom de många solpanelerna och de två mjuka vingseglen på däck. Här används två olika solcellstekniker: Dels BiFacial-moduler, som är tillverkade med dubbelsidigt aktiva solceller. Det innebär att solcellerna kan producera energi både från ovan och underifrån tack vare reflektionen. Dels solcellsmoduler som är böjda/formade för att maximera ljusintaget och för att effektivt följa katamaranens skrovformer.

Mycket batterikraft

Energy Observer har två litium-jon batteripack på 112 KWh. När batterierna är fulladdade fås ny energi genom elektrolys av havsvatten – som ger vätgas. När vädervillkoren är sämre, och sol och vindkraft inte räcker till, försörjer bränslecellen båten med energi genom att omvandla energin från vätgasen till elektricitet.

Vi kikar in i det snudd på kliniskt rena maskinrummet och finner den elektriska framdrivningsmotorn, samt utrustningen för att avsalta havsvattnet. Avsaltningscentralens produktionskapacitet ligger på 105 liter i timmen.

För att lagra vätet finns åtta tankar tillverkade i aluminium och kolfiber. De åtta tankarna kan lagra upp till 62 kilo vätgas.

Båtens kompressionssystem har två olika nivåer som gör det möjligt att komprimera väte i tankar vid 350 bar. Här används alltså bränslecellen för att konvertera väte till elektricitet (22 kW) och värme (80°C). Vätgasen har ett mycket bra vikt/effekt-förhållande. Räknat på vad Energy Observer får ut av sin batteriinstallation kontra vätgas så ger batterierna 1 kWh per 12,5 kg och vätgasen 1 kWh på 1,7 kg. Det ska dock nämnas att det finns batterier som väger hälften så mycket per kWh.

Under färd är målet att använda energin direkt när den skapas och balansera energiåtgången mellan propellerdriften och övriga förbrukare som krävs för komforten ombord.

– Vi är som ni svenskar ett kaffeälskande folk och om vi i besättningen slår på kaffebryggaren under gång så märks det direkt genom att båtens fart saktar ner något. Det gäller helt enkelt att lära sig att prioritera, skrattar Jérôme Delafosse.

Så tankar man vätgas
Att tanka vätgas tar några minuter, vilket är en rätt stor skillnad i jämförelse med de timmar det tar att ladda upp ett batteri. Problemet är att det än så länge inte finns så många tankställen, inte ens för bilar. Men enligt ledande aktörer i branschen, bland annat Toyota som med sin Mirai lanserat världens första serietillverkade vätgasdrivna bränslecellsbil, är det på gång, även om Sverige ligger långt efter både Tyskland och Frankrike.

Hamnen.se väntar med spänning på när tekniken appliceras på fritidsbåtar.

Vätgas jämfört med…
1 kilo vätgas ger:
4,1 x mer energi än 1 kg kol.
2,8 x mer energi än 1 kg bensin.
2,4 x mer energi än 1 kg naturgas.

Foto: Anna Sandgren och Energy Observer.

Läs mer på: www.energy-observer.org.