Uppdrag Marinteknik, Del 20 – Echandia

Carl Bjurling, Echandia:

”Ditt nästa utvecklingsprojekt inkluderar batterier”

Den maritima näringen står, som så många andra branscher, inför en total transformation. Målsättningen som sätts i EU är att all fartygstrafik skall vara utsläppsfri år 2050 vilket ställer höga krav på nya utsläppsfria lösningar. Men var ska man börja? SMTF möter Carl Bjurling som jobbar med kommunikation på Echandia, ett företag som snabbt växt sig stora inom elektrifiering och batterilösningar för maritimt bruk. Carl menar att vägen framåt börjar med kunskap.

Text: Ulrika Ek, SMTF/RISE. Bild: Echandia

Att framtiden går mot fossilfri drift kan nog de flesta skriva under på. Starka drivkrafter och politiska incitament leder denna utveckling framåt men förväntningarna och viljan att bli fossilfri ökar även från den operativa sidan. Det dyker också upp fler investeringsmöjligheter och kapital i samhället som driver på en elektrifiering och konvertering av den maritima sektorn.

– I detta landskap har vi på Echandia hittat ett segment där vi utvecklar och tillverkar batterisystem och bränsleceller anpassade för maritimt bruk med krävande användningsprofiler. Vi ser också att vi har en viktig roll i att utbilda branschen kring hur man gör sitt skifte på bästa sätt, säger Carl Bjurling på Echandia.

En förståelse för branschens behov
Echandia startades av entreprenörer med lång erfarenhet av den maritima sektorn. En del av kompetensen inom företaget har sina rötter inom ubåtsteknik och därifrån föddes idén med elektrifiering och hur detta skulle gå att skala upp.

2018 tog företaget ett strategiskt beslut att fullt ut jobba med energisystem och energilagringssystem för att möta framtidens krav på elektrifiering. Med sin bakgrund från den maritima näringen har medarbetarna en god förståelse för vilken typ av lösningar den maritima miljön kräver. Miljöerna som man bygger för är krävande – det är ofta dygnet runt drift med höga krav på säkerhet, tillförlitlighet och höga effektuttag.

– I den maritima sektorn ställs betydligt högre krav på batterilösningarna än vad som krävs i till exempel personbilar. Ett fartyg kan behöva vara i drift under stor del av dygnet, året runt. Vi kallar det för en ”heavy duty-lösning” som innebär att man ska klara tuffa driftsprofiler och industriella krav. Vi pratar lång livslängd, hög säkerhet, god effektivitet samtidigt som vi måste ta hänsyn till ett begränsat utrymme på fartyget, säger Carl.

Utmaningar och möjligheter med batteridrift
En batteridriven flotta skulle hjälpa samhället på vägen mot den fossilfria vision man har för 2050, både vad gäller elektrisk propulsion och vad gäller energieffektiviseringar för de större fartygen. Det här gör att sannolikheten att ens nästa utvecklingsprojekt inkluderar avancerade batterisystem är mycket större idag än för några år sen. I takt med att EU:s regelverk ställer om mot högre beskattning på diesel, samtidigt som fossilfria alternativ gynnas, kommer det också bli kostnadsmässigt fördelaktigt att gå mot helt fossilfria lösningar. Dessutom tillkommer faktorer så som mindre nersmutsning av luft och vatten och en ljudlös trafik vilket också förbättrar arbetsmiljö och miljö för passagerare. Men som med alla tekniker så finns begränsningar och för batterierna handlar det om behovet av laddning.

– När man designar batterisystem utgår Echandia från det man kallar användningsprofil (operational profile), som helt enkelt handlar om hur batterierna ska användas, hur lång rutten är och hur man då kan optimera storlek på systemet och laddningen på bästa sätt. Ofta kan man anpassa och ladda upp batterierna vid olika hamnanlöp från till exempel 10% till 90% på ett snabbt sätt. I takt med att batteritekniken utvecklas kommer vi kunna erbjuda lösningar med ännu högre energidensitet och effekt som kommer möjliggöra att färdas längre sträckor, säger Carl.

Echandia LTO – batterisystem

En unik lösning med högre säkerhet
Så vad är det som gör Echandias batterilösning annorlunda än många andra på marknaden? De allra flesta batterilösningar inom fordons- och fartygsindustrin bygger på lithium-ion batterier, och en batterikemi som kallas NMC. Echandias lösning, är också ett ithium-ion batteri, men man har valt att jobba med en batterikemi som heter LTO som står för lithium-titanate-oxide, en teknik som blir alltmer etablerad och känd i den maritima världen.

– Dessa batterier är betydligt säkrare då de till skillnad från NMC-batterier inte löper lika stor risk att överhettas. Man behöver således inga komplicerade tekniska system för övervakning och kyla eller andra aktiva säkerhetssystem vilket gör dem till ett tryggt val för exempelvis ett passagerarfartyg. Tekniken har också en betydligt bättre livslängd med fler cykler, säger Carl.

Vill höja branschens kompetens
Branschen präglas idag av en viss omognad i detta nya teknikskifte och det sneglas en hel del på fordonsindustrin. Detta har lett till stort intresse för den kunskap Echandia besitter vilket gett dem utrymme i flera forum där elektrifieringens utmaningar diskuterats.

– När det kommer till elektrifiering vill vi att man ska känna trygghet i att det kommer bli rätt och bra. Idag har 0,5% av den globala fartygsflottan batteridrift men utvecklingen kommer gå enormt fort. Förutom nybyggen ser vi även många retrofitprojekt där ett byte av energikälla sker på ett befintligt fartyg. Man plockar helt enkelt ut det dieselbaserade systemet och stoppar in ett utsläppsfritt batteri. Detta gör vi just nu tillsammans med bland annat Koster Marin, för en av deras kosterfärjor, säger Carl.

Förutom att Echandia satsar på att leverera till varv och operatörer under deras elektrifieringsresa, så jobbar de tätt tillsammans med olika systemintegratörer. Man ser också ett behov av att nå de som designar fartygen. Genom att komma in i ett tidigt skede kan man på rätt sätt optimera lösningen vad det gäller storlek och energimängd.

– Hur ska båten användas och hur ser energibehovet ut? Det är här vi måste börja för att lyckas anpassa systemet för respektive driftsprofil. Idag finns det en risk att den som ritar båten inte har tillräckligt med kunskap om hur man ska dimensionera systemet, så här vill vi gärna komma in och stödja med den kompetens och kunskap vi har. Faktum är att våra system, baserat på den teknik vi använder oftast blir mindre och billigare jämfört med andra system, säger Carl.

LTO kräver mindre extra energi i systemet för att leverera samma livslängd och hållbarhet jämfört med andra alternativ. Detta gör att systemet kan vara väsentligt mycket mindre.

”Havets Tesla” och andra utmärkelser
Med sina batterilösningar har företaget gjort sig kända både i en rad framgångsrika projekt och genom fina utmärkelser. De vann bland annat E-prize, november 2021, som är Sveriges största utmärkelse för klimatinnovationer. Priset som delas ut av Dagens Industri och tidningen Aktuell Hållbarhet lyfte fram företagets ambition att elektrifiera den maritima världen på samma sätt som Tesla gjort i fordonsindustrin.

– Visst är det smickrande att kallas ”Havets Tesla” och man kan fundera på hur bra liknelsen är, men syftet med rubriksättningen är att få människor att förstå att sjöfarten kommer möta samma utveckling som bilindustrin är mitt uppe i just nu. Vår unika och kraftfulla batteriteknologi, snart också i kombination med våra bränsleceller, har en potential att minimera koldioxidutsläppen på haven precis på samma sätt som eldrivna fordon har lett transformationen på land, säger Carl.

Echandia har deltagit i en rad uppmärksammade projekt och ett av dem är ett samarbete med Indiska skeppsvarvet Cochin Shipyards beläget i Kochi, där man etablerar världens största flotta av helt elektriska fartyg (totalt nästan 90 stycken) som binder samma tio öar med en rutt som löper över 76 km. Området är tungt belastat av koldioxidutsläpp och detta projekt kommer göra stor skillnad för miljön.

– Cochin Shipyards hade ett krav på säkra batterier och tillsammans med Siemens, som är systemintegratör, har vi levererat en bra lösning. Idag är det en trevligare miljö som är tyst och med minskade partiklar och utsläpp då man använder batterier i stället för diesel, säger Carl.

Batteridrivna båtar i Kochi bidrar till tystare miljö med mindre koldioxidutsläpp.

Företaget har också varit med på resan att elektrifiera passagerarbåtar i Köpenhamn för Damen Shipyards. Detta ledde till ytterligare ett pris: Ship of the Year 2021. Flottan består av sju elektriska båtar som opererar mitt i huvudstadens vatten. Färjorna går 17 timmar per dag årets alla dagar och laddas fullt på 7 minuter 17 gånger om dygnet när de lägger till.

Eldrivna passagerarbåtar för Damen Shipyards, Köpenhamn.

Morgondagen är elektrisk
Echandias mål är att batterier ska användas i ökad utsträckning för att reducera energiförbrukningen. Carl tror att de närmaste 20–30 åren kommer präglas av politiska initiativ som handlar om elektrifiering av sjöfarten och att vi kommer få se en mängd lösningar för att nå dit.

– Vi ser att tekniken kommer utvecklas i snabb takt och bli mer kraftfull och ta oss längre. I den mån batterier inte löser hela behovet kommer man använda bränslecellslösningar. Det unika med Echandias bränslecellssystem är att det kombineras med batterier vilket gör dem mer energieffektiva än konkurrerande system. Bränsleceller kommer i första hand drivas med vätgas och på sikt kan ammoniak vara det mest miljövänliga och energitätaste bränslet. Om bara fem år kommer vi ha ökad kapacitet och komma längre, och om 10 år kommer vi kunna driva ännu större fartyg, säger Carl.