我们最近看到斐帝星的“Project 821”和圣劳伦佐的“Almax”号中采用的不同技术，两者都由氢气提供动力，但使用的方法不同……
谁说新年从一月开始？对于游艇业来说，真正的新年，或者我们应该说是元年，应该始于5月，那时两艘在可持续和环保发动机方面最先进的游艇下水的月份。
第一艘“改变游戏规则”的游艇于5月4日在阿姆斯特丹下水：119米长的“Project 821”超级游艇，可以被认为是世界上第一艘氢燃料电池超级游艇。这艘零柴油游艇将于今年年底交付，旨在在港口或锚地之间航行，并利用绿色氢的零排放能源运营游艇的住宿和设施服务。
第二艘改变传统游艇规则的游艇是意大利圣劳伦佐50 Steel “Almax”号，这是一艘为圣劳伦佐集团董事长兼首席执行官马西莫·佩罗蒂建造的50米超级游艇。它于5月18日下水，计划于2024年7月交付。这艘游艇将配备绿色甲醇重整器燃料电池系统，能够以零排放的方式为游艇的住宿设施提供动力，而无需在船上储存氢气，安全性得到了极大的提升。
这两个项目的核心，便是甲醇、燃料电池、氢、电与水蒸气这些关键词的巧妙融合。当氢气在燃料电池中发生化学反应时，唯一的产物便是清洁的电能与水蒸气，实现了能源利用的高效与环保。它们的设计初衷，便是为了创造足够的电力，以满足游艇住宿系统的用电需求。
根据游艇环境透明度指数（YETI），游艇每年总能耗的70%至78%用于为住宿负荷供电，其中供暖和空调需求最大。通过无污染的氢燃料电池供电产生了迅速而显著的影响。正是出于这个原因，斐帝星和圣劳伦佐项目目前已经开始为住宿负荷发电。
斐帝星表示，作为该公司到2030年开发“净零”游艇承诺的一部分，其研发团队一直在探索氢以及其他无化石燃料选择。
氢燃料电池提供了一种不燃烧的发电方式，其副产品只有纯水。虽然氢燃料电池驱动的汽车已经存在，而且燃料电池作为人类太空飞行的主要电力来源已经超过60年，但海事领域的使用还不普及。在船级社、船旗国甚至国际海事组织层面都没有管理氢储存和燃料电池系统的法规。为了弥补这一差距，Feadship、Edmiston和劳氏船级社合作开发了适合海事行业的设备、协议和安全法规。
斐帝星的Royal Van Lent 造船厂首席执行官Jan-Bart Verkuyl表示：“ 这项研究的价值，以及为一种全新的能源发电制定船级和船旗安全法规，是我们为向所有人提供而感到骄傲的成果。”例如，明年，两艘挪威长途车客渡轮将使用PowerCell集团为Project 821开创的系统投入服务，这就是最好的证明。”
在研发的过程中，最大的障碍之一就是开发一种合理的方法，在豪华游艇上在-253°C的甲板下储存压缩液氢。然而，他们深知投资于所需的技术对于摆脱化石燃料的必要性，而氢气是最高效、最清洁的选择之一。在燃料电池中处理氢气时，唯一的副产品是电和水。
在Project 821中，容纳了92平方米(约4吨)氢气的低温燃料箱、16块紧凑型燃料电池、它们与直流电网的配电盘连接以及用于排出水蒸气的通风管道，使得游艇的原始规格长度增加了4米。值得一提的是，为该项目开发的燃料电池也可以使用更容易储存的甲醇，这是一种在正常环境条件下存储的液体燃料。在燃料电池进行电化学反应之前，蒸汽将甲醇转化为氢气，为游艇提供电力。
即使像Project 821这么大的游艇也不能携带足够的液态氢为整个穿越旅程提供动力，但是斐帝星可以影响游艇碳足迹最大的地方——用发电来满足住宿负荷。根据游艇环境透明指数(YETI )，游艇每年总能耗的70-78%用于住宿负荷，其中供暖和空调需求最大。通过无污染的氢燃料电池来提供电力可产生迅速而显著的影响。
尽管大型电池组已成为公认的选择，能提供充足的电力，满足锚泊时的需求或在敏感的无排放海洋保护区巡航，但Project 821仅储存543千瓦时的能量，相比之下，斐帝星首款柴电混合动力艇，2015年推出的83.50米的“Savannah”号储存了1兆瓦的电能。然而Project 821的燃料电池技术可以在锚泊时提供整整一周的无声运行，或在离开港口或在受保护的海洋区巡航时以10节的速度无排放航行。
在圣劳伦佐的“Almax”号中，新下水的50 Steel是世界上第一艘采用模块化重整器-燃料电池系统的超级游艇。该系统是与西门子能源公司合作开发的，可以将绿色甲醇转化为氢气，然后转化为电力为游艇的所有住宿系统供电，而无需在船上储存氢气。这使该游艇能够在关闭推进发动机和柴油发电机的情况下产生高达100千瓦的电力。该系统完全零排放，可在不消耗柴油的情况下显著延长停泊时间，这约占零排放超级游艇典型使用时间的90%。
在最初阶段，圣劳伦佐的重点主要是减少停泊时的排放，而不是航行期间的排放。通过对真实世界使用情况的数据分析，确定该艇在船上大约90%的时间是静止的，航行仅占剩余的10%。这一系统的实施使排放量每年减少20%至30%，符合海事组织呼吁到2030年减少20%的最新战略。
这个项目的重要方面是燃料电池产生的能量不被储存而是被立即使用。该系统由20个模块组成，每个模块能够产生5kW的功率，总输出功率为100kW。因此，该系统消除了同时使用柴油发电机的需要。在高峰能源需求的情况下，将使用估计容量约为600千瓦/小时的锂电池。
本质上，燃料电池系统经历两个关键过程：将蒸馏水和甲醇转化为氢气，然后将氢气转化为电能。
根据圣劳伦佐的说法，目前，甲醇是替代柴油的最可靠的燃料之一，因为它已经在世界上100多个港口可用。圣劳伦佐战略性地使用绿色甲醇，仅使用通过所谓的碳捕获系统从大气中捕获的可再生能源生产。这意味着，在燃烧过程中释放到空气中的CO2量，正好与生产绿色甲醇时从环境中吸收的量相抵消，形成了一个完美的循环，真正实现了碳中和。因此，绿色甲醇是替代氨、柴油或液化天然气等污染物质的理想选择。
50 Steel的燃料电池重整器系统能够间接装载甲醇而不是氢气(储存在5000升的储罐中)。这种方法允许在非常小的空间内储存相同的能量，从而减轻了与储存和回收纯氢相关的限制。
毫无疑问，这两种技术之间的主要区别在于用于从氢中发电的材料的船载存储。考虑到船只的大小，斐帝星选择将液态氢储存在零下253摄氏度的甲板下，而圣劳伦佐选择了甲醇储存。当与水结合时，甲会醇产生氢气。
Massimo Perotti
在“Almax”号下水当天的新闻发布会上，首席执行官Massimo Perotti表示：“氢燃料补给带来了挑战，因为现行的欧盟法规禁止在港口加注；必须在海上进行。据我所知，斐帝星游艇利用氢气为其酒店设施提供电力，同时配备有限航程的混合推进系统。这反映了50 Steel的功能，尽管使用了绿色甲醇，这是一种与荷兰同行不同的方法，通过提供与传统燃料相当的风险(几乎零风险)来提供额外的安全优势。此外，甲醇不会对港口加注或运输造成障碍。此外，MAN、MTU和卡特彼勒等发动机制造商正在积极开发既能使用甲醇又能使用柴油的双燃料发动机。”