Células de combustível Cummins alimentando a primeira balsa comercial da América do Norte com emissão zero

Cummins fuel cells powering North America’s first commercial zero emissions ferry

Uma balsa que só emite água transportando pessoas através de hidrovias? Isso agora será possível graças às células a combustível de hidrogênio da Cummins que estão sendo integradas na primeira célula de combustível de hidrogênio comercial da América do Norte com motor, ferry Zero Emissions (ZEF). Silencioso e livre de emissões, a embarcação, denominada "Sea Change", marca um outro marco crucial na comercialização de energia de embarcações marítimas de zero emissões.
 
O ZEF de alta velocidade de 70 pés e 75 passageiros será o carro-chefe para uma futura frota com motor de célula de combustível planejada, transportando passageiros ao redor da Baía de São Francisco, Califórnia (EUA). Também demonstrará e testará o potencial de comercialização de embarcações marinhas com motor de célula de combustível para o setor marítimo global.

Como funciona

Com um trem de força projetado pela Golden Gate Zero Emission Marine, a mudança de mar é movida pela célula de combustível 360kW da Cummins e pode atingir velocidades de até 22 nós. As pilhas de combustível são fornecidas com o hidrogênio dos tanques de armazenamento que criam a eletricidade para funcionar os motores elétricos e giram os propellers dos vasos, gerando o movimento da balsa. Com o ZEF apenas produzindo água e eletricidade como um subproduto, são livres de emissões de 100%.

Cummins fuel cells powering North America’s first commercial zero emissions ferry

As células de combustível são uma solução atrativa para descarbonização de embarcações marítimas por várias razões. São emissões zero, silenciosas e escalonáveis. Além disso, eles são flexíveis porque a potência das células de combustível é transportada através de fios, as células de combustível podem ser colocadas em quase qualquer lugar da embarcação. No caso da mudança de mar, as células de combustível são colocadas em uma sala na parte de trás da cabine principal, enquanto os tanques de armazenamento de hidrogênio estão no convés superior.

A mudança de mar é propriedade da SWITCH Maritime, uma empresa norte-americana de investimentos de impacto que trabalha para criar a primeira frota de embarcações marítimas de emissões zero da América. This project is also partially funded by a $3 million grant from the California Air Resources Board, administered by the Bay Area Air Quality Management District, that comes from the California Climate Investments initiative. A mudança marítima está nas fases finais da construção e está definida para iniciar os testes marítimos este ano.

Potência no porto

Com governos em todo o mundo desenvolvendo metas ambiciosas para emissões de carbono e um foco no setor marítimo comercial, esse é um passo emocionante para reduzir as emissões de carbono e atender à necessidade de soluções de mobilidade mais limpas globalmente.

A Cummins não está parando com ferries de emissões zero. As soluções de energia alternativa da empresa estão definidas para aplicações de energia em todo o ecossistema portuário. Isso inclui tratores de terminais elétricos da bateria e seis caminhões de carga com células de combustível de combustível de classe 8 que transportarão mercadorias de navios para armazéns no sul da Califórnia. Além disso, a Cummins está projetando e criando sistemas de geradores de células a combustível em contêineres que irão fornecer energia portuária estacionária e portátil.

saiba mais sobre como a Cummins está descarbonizando a indústria marítima e movendo pessoas e mercadorias em todo o mundo de forma sustentável.

Cummins Office Building

Cummins Inc.

A Cummins é líder mundial em energia que projeta, fabrica, vende e comercializa motores diesel e de combustível alternativo de 2,8 a 95 litros, grupos geradores elétricos movidos a diesel e alternativos de 2,5 a 3, 500 kW, bem como componentes e tecnologia relacionados. A Cummins atende a seus clientes por meio de sua rede de 600 instalações de distribuidores independentes e de propriedade da empresa e mais de 7, 200 locais de revendedores em mais de 190 países e territórios.

Veja agora: como os veículos elétricos de célula de combustível estão abrindo a possibilidade para zero

A Cummins fornece soluções de mobilidade que permitem que os clientes vão do ponto a ao ponto B. Mas, à medida que a crise climática continua e as empresas globais giram para adotar práticas mais sustentáveis, como ajudamos os clientes a mover pessoas e coisas com poluentes do ar mínimo para zero ou emissões de gás de efeito estufa (GEE)?

Uma solução é veículos elétricos de célula de combustível.

Os veículos elétricos de célula de combustível (FCEVs) usam eletricidade para acionar um motor elétrico, semelhante a veículos totalmente elétricos (EVs). A diferença na FCEVs é que a eletricidade usada para acionar o motor é produzida usando células de combustível com motor movido a hidrogênio. E, diferentemente dos veículos convencionais de motor de combustão interna (ICE), os FCEVs não produzem emissões prejudiciais para o tubo de escape.

A chave para o sucesso do FCEV é o hidrogênio. Quando o hidrogênio é gerado usando recursos renováveis, como solar e eólica, torna-se uma fonte de energia verde que pode ser usada sem as emissões diretas de poluentes atmosféricos.

Veja abaixo para saber mais sobre como os veículos elétricos de célula de combustível da Cummins fornecem transporte limpo e com emissões zero, desde o poço até a roda.

O hidrogênio desempenha um papel importante na missão da Cummins de descarbonizar a economia global. Continuamos a investir no avanço das tecnologias e infraestruturas de hidrogênio e célula de combustível para garantir que a produção de hidrogênio se torne mais acessível e globalmente disponível.

Com FCEVs com motor da Cummins já na estrada, estamos bem no caminho em direção ao Destination zero .

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A Cummins é líder mundial em energia que projeta, fabrica, vende e comercializa motores diesel e de combustível alternativo de 2,8 a 95 litros, grupos geradores elétricos movidos a diesel e alternativos de 2,5 a 3, 500 kW, bem como componentes e tecnologia relacionados. A Cummins atende a seus clientes por meio de sua rede de 600 instalações de distribuidores independentes e de propriedade da empresa e mais de 7, 200 locais de revendedores em mais de 190 países e territórios.

Presidente da Cummins New Power enfatiza a descarbonização agora no New York Times Climate Hub.

Cummins New Power President emphasizes decarbonizing now at The New York Times Climate Hub

Amy Davis, vice-presidente e presidente de nova potência, pintou um quadro de um setor de transporte descarbonizado com a ajuda de ambas as soluções elétricas a bateria e movidos a hidrogênio no The New York Times Climate Hub em Glasgow, na Escócia, no início deste mês. E enquanto o debate entre várias soluções de carbono baixo e zero continua em todo o mundo, ela pediu aos governos e corporações que começem a fazer algo agora-porque o carbono que você coloca hoje, amanhã e na próxima semana não pode ser retirado de volta.

A Cummins tem mais de 100 anos de idade e estamos alimentando todos os tipos de aplicações comerciais. Uma das coisas que sabemos é que [o transporte] é muito diverso e acreditamos que não será preciso apenas uma solução [para descarbonizá-la]. "-Amy Davis, presidente da New Power

Em paralelo com a 2021 Conferência das Nações Unidas sobre mudanças climáticas, COP26, o Climate Hub sediou seu programa no fórum. Ao longo de nove dias, pessoas de todo o mundo sintonizaram 45 discussões, debates e workshops ao vivo que abordaram a crescente ameaça das mudanças climáticas e que medidas podem ser tomadas para pará-la.

A presença de Davis no fórum foi apenas um dos inúmeros compromissos e iniciativas que ocorreram em Glasgow naquela semana. O Presidente e CEO da Cummins, Tom Linebarger, também participou do COP26, encontrando-se com governos, líderes do setor e mídia para defender a mudança dos combustíveis fósseis para soluções de baixa e sem carbono e demonstrar como a Cummins fará parte da transição de energia.

Nos dias que levaram ao COP26 e ao fórum, a Cummins foi aceita em dois grupos influentes defendendo a ação climática .

O consenso entre as conversas era que o movimento em direção a um mundo livre de carbono é essencial-mas é mais fácil dizer do que fazer? Como fazer a descarbonização acontecer? Como se parece a descarbonização?

Durante o painel de transporte e mobilidade tempo e espaço: movendo pessoas e mercadorias em um mundo livre de carbono , Davis participou ao lado de Avinash Rugoobur, presidente da chegada; Laura Lane, diretora de assuntos corporativos da UPS; e Peter vanacker, presidente e CEO da neste-todas as empresas de transporte e tecnologia que movem o setor em direção a um futuro mais limpo e verde.

Assista à discussão completa abaixo enquanto o repórter do clima do New York Times e o moderador do painel Brad Plumer abrem a palavra a Davis para discutir por que a Cummins está se aproximando da descarbonização além da apenas eletrificação, como os desafios de infraestrutura influenciaram o hidrogênio na mobilidade e como os períodos transitórios levam à inovação em soluções aftermarket.

Assista ao painel completo:

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A Cummins é líder mundial em energia que projeta, fabrica, vende e comercializa motores diesel e de combustível alternativo de 2,8 a 95 litros, grupos geradores elétricos movidos a diesel e alternativos de 2,5 a 3, 500 kW, bem como componentes e tecnologia relacionados. A Cummins atende a seus clientes por meio de sua rede de 600 instalações de distribuidores independentes e de propriedade da empresa e mais de 7, 200 locais de revendedores em mais de 190 países e territórios.

O que é uma célula de combustível?

Fuel cells are a key technology to unlocking our carbon-neutral future

As células de combustível não são novas. De fato, a primeira referência a células de combustível de hidrogênio aparece em 1838 na edição de dezembro da a revista filosófica London and Edinburgh e Journal of Science . Quase 200 anos depois, o mundo está reconhecendo as células de combustível como uma tecnologia chave para desbloquear um futuro neutro em carbono.

Veja o que eles são, como funcionam e dois tipos de célula de combustível em que a Cummins está investindo.

O que é uma célula de combustível em termos simples?

Assim como as baterias, as células de combustível são conversores de energia-eles usam uma reação eletroquímica para tomar a energia química armazenada em uma fonte de combustível e convertê-la em eletricidade. Ao contrário das baterias, que contêm um suprimento fixo de energia, as células de combustível não exigem recarga. Desde que o combustível seja continuamente fornecido à célula de combustível, a eletricidade, a água e o calor serão produzidos.

Como funciona uma célula de combustível?

Uma célula de combustível é composta de dois eletrodos e uma membrana de eletrólitos. Os eletrodos são chamados de cátodo e anodo, e fazem o sanduíche da membrana de eletrólitos entre eles. Dentro desse sistema, uma série de reações químicas ocorre para separar os elétrons das moléculas de combustível para criar energia.

O combustível, tipicamente hidrogênio, é alimentado no ânodo de um lado, enquanto o oxigênio é alimentado no cátodo do outro. No anode, as moléculas de combustível de hidrogênio são separadas em prótons e elétrons que viajarão por caminhos diferentes em direção ao cátodo. Os elétrons atravessam o circuito elétrico, criando o fluxo de eletricidade. Os prótons viajam através do eletrólito para o cáodo. Uma vez no cátodo, as moléculas de oxigênio reagem com os elétrons e com os prótons para criar moléculas de água.

Uma célula de combustível é uma fonte de energia limpa, com os únicos subprodutos sendo eletricidade (potência), calor e água. Só uma única célula de combustível produz alguns watts de potência; Portanto, várias células de combustível podem ser empilhadas juntas para criar uma pilha de célula de combustível. Quando combinadas em pilhas, a saída de células de combustível pode variar muito, a partir de apenas alguns quilowatts de potência para instalações de vários megawatt.

Quais combustíveis podem ser usados em células de combustível?

As células de combustível oferecem flexibilidade no tipo de combustível que pode ser usado. Embora o hidrogênio seja a fonte de combustível mais comum para as células de combustível (daí o nome comum, as células a combustível de hidrogênio), os combustíveis ricos em hidrogênio, como o gás natural e a amônia, também são fontes de combustível viáveis.

hidrogênio: Quando produzido usando eletricidade renovável – como solar, eólica e hidroelétrica – o hidrogênio é completamente descarbonizado e produz emissões zero. As células de combustível de hidrogênio (ou seja, células de combustível alimentadas por hidrogênio) produzem energia, calor e água e não liberam dióxido de carbono ou outros poluentes no ar.

gás natural: À medida que a produção generalizada de hidrogênio verde ainda está em andamento, o gás natural é atualmente o combustível mais usado para células de combustível de alimentação elétrica. Nesse caso, as células de combustível não são totalmente livres de emissões, mas oferecem emissões significativamente mais baixas que outros combustíveis, como petróleo e carvão.

amônia: A amônia é mais usada na agricultura como fertilizante. No entanto, nos últimos anos, várias empresas têm trabalhado para desenvolver de amônia verde. A amônia verde é feita com hidrogênio que vem da eletrólise da água com energia alternativa, tornando-se outra opção para um combustível com baixo teor de carbono.

Quais tipos de células de combustível a Cummins está investindo?

Existem seis tipos de células de combustível que estão em desenvolvimento, cada uma classificada principalmente pelo tipo de eletrólitos que empregam. Cada tipo de célula de combustível tem suas próprias vantagens, limitações e aplicações potenciais. Dos seis, a Cummins reconheceu o potencial em dois tipos de células de combustível-células de combustível de membrana de troca de prótons e células de combustível de óxido sólido -e investiu no avanço de suas tecnologias e em sua aplicação.

células de combustível Proton Exchange (PEM): Também chamada de células de combustível de eletrólitos de polímero, este tipo de célula de combustível usa um eletrólito de polímero e opera a temperaturas mais baixas em torno de 80 graus Celsius. As células de combustível PEM são mais adequadas para aplicações de energia móvel e de back-up devido à sua alta densidade de potência e aos seus recursos de partida rápida.

células de combustível de óxido sólido (SOFCs): Os SOFCs usam um composto cerâmico rígido e não poroso como seu eletrólito e operam a altas temperaturas, tão altas quanto 1, 000 graus Celsius. Este tipo de célula de combustível é mais adequado para aplicações estacionárias porque é altamente eficiente e flexível em termos de combustível. Além disso, o calor do desperdício pode ser aproveitado e reutilizado para aumentar a eficiência geral do sistema.

Por que investir em células de combustível?

Já líderes em eletrízers PEM que produzem hidrogênio verde por meio de eletrólise, estamos trabalhando para tornar o hidrogênio verde mais prontamente disponível para uso futuro em células de combustível. A Cummins foi premiada com um subsídio do departamento de energia dos EUA para o avanço da SOFCs e viu nossas células de combustível apoiarem com sucesso a operação de veículos elétricos de bateria.

As células de combustível podem preceir o início da Cummins, mas não estamos perdendo tempo descobrindo como avançar sua tecnologia para criar um futuro com emissões zero.

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A Cummins é líder mundial em energia que projeta, fabrica, vende e comercializa motores diesel e de combustível alternativo de 2,8 a 95 litros, grupos geradores elétricos movidos a diesel e alternativos de 2,5 a 3, 500 kW, bem como componentes e tecnologia relacionados. A Cummins atende a seus clientes por meio de sua rede de 600 instalações de distribuidores independentes e de propriedade da empresa e mais de 7, 200 locais de revendedores em mais de 190 países e territórios.

Estudo de caso em vídeo: Cummins HyLYZER® PEM electrolyzer em Bécancour, Quebec

O Cummins HyLYZER em Bécancour, Quebec, Canadá, é o maior eletryzer membrana de troca de prótons (PEM) em operação no mundo. Um novo estudo de caso de vídeo destaca os recursos inovadores de produção de hidrogênio verde da instalação, tornando-o um farol para um futuro com zero carbono.

Veja abaixo:

Encomendado em Janeiro e instalado nas instalações de produção de hidrogênio da Air Liquide em Quebec, este sistema de eletryzer de 20 MW apresenta tecnologia líder do setor, incluindo quatro patins de eletryzer compactos e pressurizados equipados dentro do edifício existente. Os sistemas são modulares e escaláveis, perfeitos para aplicações de serviços públicos de grande escala.

Por meio de uma rampa em fases, o sistema HyLYZER da Cummins está agora em plena operação e pode produzir até 8,2 toneladas de hidrogênio com baixo teor de carbono por dia – ou quase 3, 000 toneladas de hidrogênio por ano. É alimentado pela rede elétrica da região, que é amplamente fornecida por energia hidrelétrica renovável. Isso significa que o hidrogênio produzido na fábrica é "verde" e quase totalmente livre de carbono.

Por meio desta produção de hidrogênio verde, a instalação está impedindo aproximadamente 27, 000 toneladas de emissões CO2 por ano. Isso equivale a levar 10, 000 carros movidos a fósseis para fora da estrada.

Desde o seu comissionamento, o sistema em Bécancour aumentou a capacidade de produção de hidrogênio da Air Liquide em 50%, permitindo que eles respondessem à demanda crescente por combustível de baixo carbono no mercado norte-americano para fins industriais e de mobilidade.

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