Kaizen präsentiert Clean Off

May 24, 2023

Kaizen präsentiert bei Extreme-E-Rennen auf Sardinien sauberen, netzunabhängigen Strom, inklusive grünem Wasserstoff.

Das jüngste Extreme E Island X-Rennen auf Sardinien war das dritte Mal, dass die Serie die italienische Region besuchte. Aber es war der erste Einsatz einer neuen Methode zur Stromversorgung des Renngeländes und zum Laden der Odyssey 21-Elektrofahrzeuge. Obwohl Extreme E bereits zuvor Wasserstoff als Energiequelle für seine Rennen genutzt hat, hat ein am Ende der zweiten Staffel ausgehandelter Deal mit Kaizen Clean Energy nun Früchte getragen. Ab sofort stellt Extreme E ein System vor, das transportablen Ökostrom ermöglicht, egal wie abgelegen die Rennen sind.

Die zuverlässige Stromversorgung von Veranstaltungen und Orten, die derzeit nicht über ausreichende Netzanschlüsse verfügen, erfolgt in der Regel über Dieselgeneratoren. Selbst wenn temporäre erneuerbare Energiequellen verfügbar sind, kann es sein, dass diese zeitweilig und nicht leistungsstark genug sind und daher eine zusätzliche Sicherung erforderlich ist.

Sie können den CO2-Fußabdruck von Dieselgeneratoren reduzieren, indem Sie sie mit einem umweltfreundlicheren Biokraftstoff wie HVO (wasserstoffbehandeltes Pflanzenöl) versorgen, aber das führt nicht zu null Emissionen. Dies war der Rückgriff von Extreme E in früheren Situationen. Aber das Kaizen-System ermöglicht Extreme E die Nutzung von grünem Wasserstoff ohne die üblichen Probleme, die mit der Beschaffung und dem Transport dieses Kraftstoffs verbunden sind.

Robert Meaney, Mitbegründer von Kaizen Clean Energy, sagte, als ich mit ihm beim Island X Extreme E-Rennen sprach:

In Zusammenarbeit mit Extreme E haben wir das Design weiterentwickelt, um den Reiseanforderungen des Systems gerecht zu werden, indem wir es in einen Standard-Transportcontainer einbauen und es versandfertig machen.

„Wir haben das in etwa viereinhalb Monaten gebaut, es in Texas getestet und es dann hierher nach Sardinien verschifft, um dieses Jahr diese Veranstaltung durchzuführen. Vor Ort wurden wir mit der Batterie integriert.“

Bei der Veranstaltung „Extreme E Island Dadurch wurde das Veranstaltungsgelände mit Strom versorgt und die Extreme E Odyssey 21-Renn-SUVs zwischen den Sitzungen aufgeladen. Das Kaizen-System speiste dann 150 kW ein, um die Batterien aufzuladen. Ergänzt wurde dies durch ein kleines Grundstück mit Solarmodulen, die bis zu 45 kW liefern konnten, obwohl Andy Welch, Versorgungsmanager bei Extreme E, schätzte, dass die Leistung bei Tageslicht auf Sardinien bei etwa 30 kW liegen würde.

„Unser System besteht aus drei Hauptteilen“, erklärt Meaney. „Wir haben einen Reformer, unsere Brennstoffzelle und unseren Gleichstromwandler. Am Veranstaltungsort wandeln wir Methanol und Wasser in Wasserstoff um. In 1.000 Litern speichern wir etwa 1 MWh nutzbare Energie am hinteren Ende der Brennstoffzelle. Diese Energie im Methanol und Wasser wird im Reformer in Wasserstoff umgewandelt. Dieser Wasserstoff wird dann bei sehr niedrigem Druck und in geringen Mengen gespeichert und bei Bedarf von der Brennstoffzelle genutzt.“

„Wir produzieren Wasserstoff nach Bedarf und nutzen ihn nach Bedarf. Unsere Brennstoffzelle ist eine von Lloyds registrierte, für den Seeverkehr zugelassene 200-kW-Einheit und verfügt daher über alle Sicherheitsmerkmale, die zur Einhaltung der maritimen Standards erforderlich sind. Aber es ist auch sehr kompakt. Wir können es in einem 20-Fuß-Container lagern. Dann haben wir auch einen DC-DC-Wandler im Container, der es uns ermöglicht, den Pegel unserer Spannung aus dem System heraus zu stabilisieren und es für Batterien bereit zu machen. Wir bekommen einen Anruf nach Strom aus den Batterien und beginnen sofort mit der Stromproduktion.“

Der Kaizen-Reformer kann etwa 240 kg Wasserstoff pro Tag produzieren, was ausreichen würde, um fast 50 Toyota Mirai-Brennstoffzellenautos zu betanken. Allerdings wird der in Autos verwendete Wasserstoff bei 700 bar (700-fachem Atmosphärendruck) gespeichert und nimmt daher nicht zu viel Platz ein. Dies ist aufwändiger und teurer als die Verwendung von Methanol.

„Der Vorteil unseres Systems besteht darin, dass Methanol ganz ähnlich wie Diesel gelagert wird: in Kunststoffbehältern, zu geringen Kosten, mit geringem Risiko“, sagt Meaney.

„Das heißt, wir können es mit Standard-Transferpumpen transportieren, wir können Standardschläuche verwenden, alles, dessen Kostenkurve bereits gesenkt wurde. Der Vorteil dabei ist, dass wir sehr günstigen Wasserstoff aus dem Backend-System beziehen. Während Sie in der EU möglicherweise 40 bis 60 US-Dollar pro Kilogramm für die Lieferung von komprimiertem Wasserstoff zahlen, können wir auf Sardinien vor Ort grünen Wasserstoff aus Methanol für weniger als 10 US-Dollar pro Kilogramm produzieren.“

„Methanol wird auf drei Arten hergestellt“, sagt Meaney. „Traditionell wird es aus fossilen Brennstoffen hergestellt. Das ist nicht das, was wir verwenden. Für dieses Rennen verwenden wir biogenes erneuerbares Methanol, das von der ISCC RED II-Initiative als CO2-neutral eingestuft wird. Der andere entscheidende Aspekt ist, dass unser Prozess kein NOx, kein SOx und keine Partikel ausstößt.“

„Wenn Sie dieses Methanol verbrennen würden, könnten Sie eine kleine Menge davon erhalten. Wenn Sie Erdgas oder Ammoniak verbrennen, müssten Sie mit einer erheblichen Menge an NOx und Feinstaub umgehen. Indem wir keine lokalen Emissionen haben und eine CO2-neutrale globale Emission haben, können wir die von der National Oceanic and Atmospheric Administration festgelegten Nachhaltigkeitsziele erreichen.“

„Die dritte Art der Methanolproduktion nutzt grüne Energie aus erneuerbaren Anlagen und elektrolysebasierte Systeme zur Herstellung von grünem Wasserstoff“, sagt Meaney. „Bei dem biogenen CO2 in unserem Methanol verfolgen wir einen negativen Eins-plus-eins-null-Ansatz. Wir extrahieren CO2 aus der Atmosphäre oder aus einer biogenen Quelle, etwa aus Siedlungsabfällen, die Methan an die Atmosphäre abgeben, was deutlich schlimmer wäre. Sie beziehen dieses CO2, wodurch es kohlenstoffnegativ wird, binden es an das Wasserstoffmolekül, um Methanol herzustellen, und geben es dann zu einem späteren Zeitpunkt ab, um kohlenstoffneutral zu sein.“

„Wir können uns der Tatsache nicht entziehen, dass wir im Gegensatz zu einigen anderen Kraftstoffen CO2 ausstoßen“, gesteht Meaney. „Aber das CO2 aus einem Auspuff wird Auswirkungen auf die Welt haben. Es besteht kein Zweifel daran, dass das CO2 aus dem Kraftwerk mit fossilen Brennstoffen, das 100 Meilen entfernt Strom liefert, Auswirkungen auf die Welt haben wird. Wir werden uns nicht vor der Tatsache verstecken, dass es CO2-Emissionen gibt. Tatsächlich erhöht es unsere Verantwortung gegenüber Nachhaltigkeitszielen.“

„Ich behaupte nicht, dass unsere Lösung das A und O für jeden Markt ist“, sagt Meaney. „Jeder Markt hat eine andere Anwendung. Grünes Ammoniak könnte sich als Ersatz für LNG und die Stromerzeugung im großen Maßstab eignen. Um jedoch in Zukunft Diesel oder HVO zu ersetzen und lokale Emissionen zu reduzieren, ist eine sicherere Flüssigkeit anstelle eines Gases eher erforderlich. Deshalb bietet Methanol diesen Vorteil als dezentrale Energiequelle.“

Selbst wenn Extreme E zu Extreme H wird und auf wasserstoffbetriebene Rennfahrzeuge umsteigt, wird Kaizen weiterhin an der Stromversorgung vor Ort beteiligt sein, obwohl die Lieferung von Wasserstoff an die Fahrzeuge selbst problematischer wäre. „In jedem Fall benötigt der Standort Strom“, sagt Meaney.

„Der Vorteil unseres Systems besteht darin, dass wir in unserem Design Niedertemperatur-Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen verwenden. Es handelt sich um den gleichen Brennstoffzellentyp, der auch in den Extreme-H-Autos zum Einsatz kommen wird. Wenn es eine Möglichkeit gibt, den Wasserstoff aus unserem Reformer in ein Fahrzeug zu komprimieren, ist das immer eine gute Option, da man dann nur einen Kraftstoffvorrat hätte.“

Da der in Fahrzeugbrennstoffzellen verwendete Wasserstoff jedoch aus Platzgründen mit 10.000 PSI (700 bar) geliefert werden muss, müsste er vor Ort komprimiert werden. „Wir speichern es bei 20 PSI“, sagt Meaney. „Das ist ein großer Unterschied für die Sicherheit. Es wird in keiner Weise explodieren. Es besteht immer ein Risiko bei Wasserstoff und ein Risiko bei Batterien. Bei Diesel und Benzin besteht ein Risiko. Aber wir haben Sicherheitsfunktionen entsprechend den Richtlinien der National Fire Protection Agency für ständige Belüftung, Brandschutz und Überwachung eingebaut, um sicherzustellen, dass wir sicher sind.“

Methanol ist auch ziemlich sicher. „Es hat einen Dampfdruck, der aufrechterhalten werden muss. Deshalb haben wir unseren Lagertank so konzipiert, dass er von oben zugeführt wird und über geeignete Dampfkontrollen verfügt, um uns vor Ort zu schützen. Wir lagern das Methanol in sicherer Entfernung vom Reformierungsprozess, sodass wir uns nicht tatsächlich in einer brennbaren Zone befinden, die in denselben Bereichen liegt wie Methanol.“

Kaizen stellt seine Technologie mit Extreme vor, aber das Unternehmen baut auch seinen Markt für kommerzielle Ladegeräte aus. Wo das Netz für die Installation leistungsstarker Ladegeräte für den gewerblichen und privaten Gebrauch noch nicht verfügbar ist, kann die Technologie von Kaizen auf saubere Weise für den nötigen Schub sorgen.

Meaney sagt: „Wenn ein Kunde als Erster auf den Markt kommen muss, um das Ladegeschäft für Elektrofahrzeuge zu erobern, er aber jahrelang auf das Netz wartet, können wir in vier bis sechs Monaten eine Lösung anbieten, die es ihm ermöglicht, das Netz zu umgehen und zu bekommen.“ ihre Kunden schneller mit Strom versorgen zu können. Und schließen Sie diese Verträge ab.“

Dabei handelt es sich um eine Übergangslösung, die überbrücken soll, bis der Netzanschluss verfügbar ist. Aber es wird auch den Übergang zu Elektrofahrzeugen beschleunigen und dazu beitragen, Bedenken auszuräumen, wenn erneuerbare Energiequellen wie Wind und Sonne nicht ganz zuverlässig sind.

„Jeder ist wirklich besorgt über die unregelmäßige Nutzung erneuerbarer Energien“, sagt Meaney. „Sie möchten, dass dies Ihre Hauptquelle ist, aber Sie möchten auch Strom, den Sie einfach einschalten können, wenn Sie ihn brauchen. Wir ermöglichen dies netzunabhängig ohne Dieselgeneratoren.“

Kaizen präsentiert sauberen, netzunabhängigen Strom bei Extreme-E-Rennen auf Sardinien, 25. Juli 2023