Echandias lösning på sjöfartens utsläpp: ammoniak

2021-01-11 06:00  

Echandia utvecklar energisystem för sjöfart med nollutsläpp. LTO-batterier har blivit en viktig ingrediens i receptet. Men för tyngre fartyg krävs andra lösningar, menar vd Magnus Eriksson. 

I en 600 kvadratmeter lokal vid Pampas Marina i Stockholm sitter Echandia Marine, ett hittills ganska anonymt svenskt företag med 16 anställda som utvecklar drivlinor för sjöfart. I dagsläget konstruerar och bygger personalen batterisystem med tillhörande kylning samt kraft- och styrelektronik. 

De senaste åren har allt större fokus hamnat på sjöfartens utsläpp. Till 2050 ska utsläppen av växthusgaser halveras. Echandia är ett av allt fler svenska företag som vill vara med och driva utvecklingen. Vd och grundare Magnus Eriksson, med lång erfarenhet från ubåtsbyggande, är tydlig med att de endast utvecklar energisystem med nollutsläpp.  

I dagsläget betyder det batterier. Men framtiden kommer att kräva andra energibärare, menar han.

Elfärjor i Stockholm och Köpenhamn

Bolaget har redan levererat system till ett drygt dussin fartyg som nu är i drift. Det första var passagerarfärjan Movitz som konverterades till eldrift och togs i trafik i Stockholm 2014. I Köpenhamn seglar nu sju elfärjor, var och en med kapacitet för 80 passagerare, med batterisystem från Echandia. Nyligen tog företaget även hem en stor order från Indien, dit totalt 78 eldrivna färjor ska levereras. Dessutom utvecklar Echandia en helt elektrisk bogserbåt på uppdrag av Damen Shipyards.

Läs mer: Teknikvalen bakom X Shores elbåt Eelex 8000: ”En Tesla Model S för havet”

Företaget använder i dagsläget sig endast av litiumjonbatterier av LTO-typ, med en anod av litiumtitanat. Det är en batterikemi som inte får tillnärmelsevis lika mycket uppmärksamhet som NCM, NCA och LFP. Sett till effekttäthet ligger LTO över LFP (litiumjärnfosfat, vanlig i elbussar) och NCM (nickel-kobot-mangan, vanlig i elbilar). 

Magnus Eriksson menar att utbudet av LFP-celler för marint bruk har varit för litet. Och NCM når inte upp till företagets säkerhets- och stabilitetskrav. Därför beslutade de sig för att satsa på LTO-tekniken. 

– Kravet på låg installationsvikt i fartygen ledde till att vi själva började utveckla våra egna batterisystem. Nu arbetar vi med att få andra generationen typgodkänd (av klassificeringsföretaget DNV GL, reds. anm) som är betydligt vassare än tidigare lösningar, säger Magnus Eriksson till Ny Teknik. 

Toshiba levererar cellerna. Ett finskt företag monterar dem till moduler. Echandia bygger slutligen kompletta batterisystem av modulerna.

Läs mer: Svenska elbåten satsar på räckvidd – inte hög fart

Snabbare laddning i nya generationen

Den första generationen batterisystem klarar att laddas med 3,5C. I den andra generationen har hastigheten närmast dubblerats, till 6C (C är ett mått på hur snabbt ett batteri kan laddas eller urladdas i förhållande till dess kapacitet. Enheten är 1/h. 6C innebär att det går att ladda fullt på 1 timme/6=10 minuter). 

6C gäller vid luftkylning av batteriet. Vid vätskekylning skulle laddningen kunna öka till 9C. Men Echandia föredrar luftkylning. 

– Det är av flera skäl. Dels på grund av säkerhet men också kostnads- och komplexitetsskäl. Så i de allra flesta fallen kör vi luftkylt och har luftkonditionering i rummen där batterisystemet monteras, säger Magnus Eriksson. 

Normalt sett packas 24 celler till en batterimodul. Ett batteripack består vanligen mellan 24 och 32 moduler. Cellerna är desamma i de båda generationerna, men modulmontering och kylning har förbättrats i andra generationen. 

I fabriken monteras just nu batterisystem till de indiska färjorna för fullt. Containrar skeppas ut månadsvis. DNV GL godkänner varje batterisystem individuellt.

Bogserbåt med batteri om 3 MWh

Bogserbåten Echandia utvecklar kommer att få en energilagringskapacitet om 3 MWh, motsvarande 30 elbilar med 100 kWh batteri. Men ju större fartygen blir desto mindre relevant blir batterier. 

 – Vi jobbar inte med biobränslen, hybrider eller andra lösningar som inte är fullt ut utsläppsfria. Så länge man kan köra med batterier är det tveklöst billigast och bäst. Men i många fall inom den maritima sektorn kommer batteriernas energitäthet inte att räcka till. Därför är vi övertygade om att man måste lagra energin i vätgas och på lång sikt även i ammoniak, för att därefter kunna använda den i en bränslecell, säger han. 

– När fartygen blir för stora för batterier kommer det först att krävas komprimerad vätgas, sen flytande vätgas. När avståndet och effekten blir riktigt stort är vår bedömning att ammoniak är det som gäller, säger han.

Vätgas i kombination med bränsleceller för att generera elektricitet är en välkänd teknik som kan vara på väg att få sitt genombrott nu. Ammoniak är ännu inte i samma position. En molekyl består av en kväve- och tre väteatomer, det vill säga 50 procent mer väte än i vätgas (som ju består av två väteatomer). 

Läs mer: Trött på fritidsbåten? Nu kan du skrota den gratis

Refomera ammoniak ombord

Men för att kunna dra nytta av ammoniaken som energibärare måste den först reformeras. Detta för att isolera vätet, som därefter kan köras in i en bränslecell. Det finns visserligen fastoxidbränsleceller (SOFC) som kan drivas direkt av ammoniak, men det finns så många utmaningar med dessa att Magnus Eriksson i dagsläget väljer att hålla sig till den konventionella PEM-bränslecellen (Proton-exchange membrane) 

Reformeringen hoppas han kunna lösa med hjälp av en cracker. Ångreformatorer klarar av jobbet, men de slukar mycket energi. 

– Det finns en del forskningsprojekt där man byggt prototypanläggningar på ett par kilowatt. Det är ungefär där mognaden finns idag.  

Tillsammans med en kanadensisk partner tittar de exempelvis på reformering genom mikrovågor.  

– Kan det vara ett energieffektivt sätt att cracka på? Skulle det funka i en installation på 50 MW? Blir det för dyrt? Väger det för mycket? Just nu genomför vi en strategisk utblick, säger han.

Kapitalrunda genomförs

Bolaget genomför just nu en kapitalrunda för att kunna genomföra satsningen på bränsleceller. Förhoppningen är att anställa tio personer under året samt implementera ett marknadssystem för att göra företaget ”börsfähigt” kring 2022–2023, även om en notering inte är ett självändamål, poängterar Magnus Eriksson. 

– Vi är en nischspelare i högeffektssegmentet, inte alls som Northvolt, som bygger sin verksamhet på volym, säger han. 

Fakta: Echandia Marine 

Gör: Konstruerar och monterar drivlinekomponenter med nollutsläpp för marint bruk. Utvecklar även lösningar för järnväg och vindkraft. 

Grundat: 2009. 

Anställda: 16 stycken 

Finansiering: Ett 30-tal privata investerare 

Ort: Pampas Marina, Solna 

Johan Kristensson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt