Η υιοθέτηση μιας ενεργειακά διασυνδεδεμένης αρχιτεκτονικής υπόσχεται να μειώσει δραστικά τις εκπομπές και να επαναπροσδιορίσει την αποδοτικότητα των πλοίων. Ο συνδυασμός αυτός αφορά τεχνολογίες που συνδυάζουν κυψέλες στερεού οξειδίου (SOFC), υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG) και συστήματα δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα (Marine Carbon Capture).

Σε αυτό το πλαίσιο, οι GTT, Bloom Energy και Ponant Explorations Group ανακοινώνουν μια στρατηγική συνεργασία για την ανάπτυξη ενός πρωτοποριακού ολοκληρωμένου ενεργειακού συστήματος. Αυτό θα αποτελέσει τον πυρήνα του μελλοντικού κρουαζιερόπλοιου Swap2Zero. Το εν λόγω πλοίο αναμένεται να ενταχθεί στον στόλο της Ponant έως το 2030.

Η τεχνολογία των κυψελών στερεού οξειδίου βρίσκεται στο επίκεντρο αυτής της καινοτομίας. Πρόκειται για ηλεκτροχημικούς μετατροπείς που λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες (600–800°C), επιτρέποντας άμεση μετατροπή του καυσίμου σε ηλεκτρισμό χωρίς την ανάγκη μηχανικής καύσης.

Η διαδικασία αυτή επιτυγχάνει ηλεκτρική απόδοση έως και 60%, σημαντικά υψηλότερη από τις παραδοσιακές μηχανές ντίζελ. Ταυτόχρονα παράγει ελάχιστες εκπομπές οξειδίων αζώτου, θείου και σωματιδίων.

Τροφοδοτούμενες με LNG, οι κυψέλες SOFC πραγματοποιούν εσωτερική αναμόρφωση του μεθανίου σε υδρογόνο, εξαλείφοντας την ανάγκη για ξεχωριστή υποδομή καυσίμου.

Η Bloom Energy αναπτύσσει την SOFC μονάδα, ενώ η GTT αναλαμβάνει την ενσωμάτωσή της με τα κρυογενικά συστήματα LNG και τη νέα τεχνολογία δέσμευσης CO₂. Το στοιχείο που καθιστά αυτόν τον συνδυασμό μοναδικά αποδοτικό είναι η αξιοποίηση της “χαμένης” θερμότητας. Οι κυψέλες στερεού οξειδίου αποβάλλουν μεγάλες ποσότητες θερμότητας χαμηλής ποιότητας, η οποία στο νέο σύστημα ανακτάται μέσω εναλλακτών θερμότητας και ενσωματώνεται στο θερμικό κύκλωμα του πλοίου.

Παράλληλα, η ψυχρή ενέργεια του LNG (στους –162°C) χρησιμοποιείται κατά την αεριοποίησή του για να ισορροπήσει θερμοδυναμικά το σύστημα, μειώνοντας τη συνολική κατανάλωση καυσίμου και αυξάνοντας την απόδοση. Με αυτόν τον τρόπο, το ολοκληρωμένο σύστημα μπορεί να φτάσει συνδυασμένη απόδοση ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας έως 80–85%, ένα ποσοστό εξαιρετικά υψηλό για ναυτιλιακές εφαρμογές.
Ακόμη πιο καινοτόμο είναι το πώς αυτή η θερμότητα τροφοδοτεί το κύκλωμα δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα. Οι SOFC παράγουν ένα καθαρό, συμπυκνωμένο ρεύμα CO₂, το οποίο μπορεί να δεσμευτεί με πολύ μικρότερη ενεργειακή κατανάλωση σε σχέση με τις παραδοσιακές μηχανές.

Η θερμότητα που ήδη υπάρχει στο σύστημα αξιοποιείται για να αναγεννήσει τον απορροφητή ή τον διαλύτη αμίνης που χρησιμοποιείται στο Marine Carbon Capture, εξαλείφοντας την ανάγκη πρόσθετης πηγής θερμότητας. Έτσι, το ενεργειακό κόστος της δέσμευσης CO₂ μειώνεται έως και κατά 30%, καθιστώντας τη λύση αυτή ενεργειακά βιώσιμη και πρακτικά εφαρμόσιμη εντός πλοίου.

Στην καρδιά του συστήματος βρίσκεται ένα ενιαίο σύστημα ενεργειακής διαχείρισης (Energy Management System) που ρυθμίζει σε πραγματικό χρόνο τη ροή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας, τη λειτουργία των κυψελών, των δεξαμενών LNG και του συστήματος δέσμευσης CO₂. Μέσω αυτής της έξυπνης αξιοποίησης της θερμικής ενέργειας, το πλοίο μπορεί να καλύπτει πλήρως τις ξενοδοχειακές του ανάγκες όπως φωτισμός, ψύξη, θέρμανση νερού και υπηρεσίες επιβατών, χωρίς να χρειάζεται γεννήτριες ντίζελ.