Eit vegkart mot hydrogen i framtida

Published


Mot slutten av 2019 presenterte Ulstein sitt første hydrogendrivne nullutsleppsdesign. No tek vi eitt steg vidare; Medan offshorekonstruksjonsskipet av typen SX190 viste at nullutsleppsdesign kan bli realiserte med dagens teknologi, ser vi på korleis ein fullt utvikla hydrogendriven maritim industri kan bli til.

Frå lanseringa av SX190-designet: Nullutslepp i konstruksjonsmarknaden offshore

- Vi støttar dei seinaste hydrogeninitiativa som har kome frå hamnemyndigheiter og store industriaktørar. Det styrker oss i ambisjonane våre om å vere i forkant av berekraftige skipsdesign. Ein slik visjon kan bli realisert gjennom innovasjon og industrialisering, i eit samarbeid mellom forskingsinstitusjonar, myndigheiter og verksemder. Nullutsleppsskipet med SX190-designet utgjer berre starten på arbeidet vårt for å oppnå langvarige nullutsleppsoperasjonar, seier Tore Ulstein, viseadministrerande direktør i Ulstein Group.

ULSTEIN SX190-designet utnyttar velprøvd og lett tilgjengeleg hydrogenteknologi, noko som gjer det mogleg for å redusere miljøavtrykket til offshore-prosjekt innan fornybar energi. CO2-, NOX- og partikkelutslepp vert fullstendig eliminerte når ein nyttar brenselceller for hydrogen til kraftproduksjonen om bord. Dagens teknologi, og særleg hydrogeninfrastrukturen, gjer at berre operasjonar på opp til om lag 5 dagar kan bli gjennomførte i nullutsleppsmodus. Men dette er berre det første trinnet mot ein maritim hydrogenøkonomi, sidan det er naudsynt å kunne arbeide i fleire veker med hydrogen for at nullutsleppsoperasjonar verkeleg kan gjere seg gjeldande.

Utfordringar med bruken av hydrogen

Den typen PEM-brenselcellesystem som vart innbakte i SX190-designet, er system som allereie har vore bygde og uttesta, og dei oppfyller krava til maritim industri. For at hydrogenbrenselcellene fullt ut kan utnyttast som eit nullutsleppskraftsystem om bord, må ein arbeide vidare innan desse fire punkta:

1) Reglar og forskrifter - utvikling og vedtak av reglar og forskrifter for bunkring og hydrogenkraft

2) Infrastruktur - utvikling av høveleg transport-, bunkrings- og lagringsteknologi

3) Grønt hydrogen - storskalaproduksjon av hydrogen frå berekraftige energikjelder

4) Kostnader - vilje til å dekke den innleiande meirkostnaden med hydrogenbrensel og -teknologi

Som skipsdesignarar kan Ulstein bidra med å utvikle løysingar for korleis hydrogen som kraftkjelde kan innarbeidast i designet slik at det tilfredsstiller utviklinga innan reglar og forskrifter, infrastruktur ved kai og grønt hydrogen. Tidlege brukarar vert ofte ‘straffa’ med høgare kostnader, men ved at dei kan velje ei fleksibel nullutsleppsløysing kan desse selskapa oppfylle sine miljøambisjonar samtidig som dei er tidleg ute og kan tilføre dei meirverdi gjennom utviklinga mot nullutsleppssamfunnet.

Hydrogen i konteiner

Anlegg for hydrogenbunkring er førebels ikkje utbygde, så for ULSTEIN SX190-designet valte Ulstein sine designarar eit fleksibelt gasslagringssystem i konteinerar på akterdekket.

Den noverande kapasiteten til dette lagringssystemet gjer at skipet vert avgrensa til å arbeide utsleppsfritt i 4-5 dagar i DP-modus (DP = dynamisk posisjonering), men det gjer skipet uavhengig av infrastruktur for H2-bunkring.

Hydrogengassen kan fylles på frå gasstruckar på kaia, eller konteinarane kan løftast av og bli fylte på ved eit hydrogenanlegg, dersom påfyll i hamna kkje er tillate av hamnemyndigheitene. Denne lett tilgjengelege løysinga byggjer bru mot framtidas hydrogenreguleringar og -infrastruktur.

I mellomtida, for å forlenge nullutsleppstida til noko som kan nyttast operasjonelt, har Ulstein tatt i bruk ei todelt drivstoffløysing. Dei 2 MW med elektrisk raft som brenselcellene genererer vert støtta av 5,5 MW frå eit konvensjonelt dieselelektrisk system. Det gjer at skipet kan falle tilbake på det dieselelektriske systemet som går på MDO (marine diesel oil) med lågt svovelinnhald for å kunne halde fram med arbeidet.

Når skipet kjem inn til hamn kan det gå over til å nytte berre hydrogen, noko som gir lågare lokale utslepp i belasta område.

For vidare å forbetre nullutsleppsområdet for ULSTEIN SX190, vil det første steget vere å bytte gasslagringskonteinarane med konteinarar for lagring av flytande hydrogen. Kryogent flytande hydrogen tredoblar mengda hydrogen per volum samanlikna med komprimert hydrogengass. Slike konteinerar er i ferd med å bli kommersielt tilgjengelege og vil auke rekkevidda til to veker, utan at ein treng gjere endringar i fartøyet og ein kan oppretthalde bunkringsfleksibiliteten til konteinarlagring.

Flytande hydrogenbunkring

Når hamnebunkringsanlegg for flytande hydrogen blir tilgjengeleg, kan fartøyet sine store lagerrom under hoveddekket bli tilpassa for å installere to store flytande hydrogentankar.

Denne kryogene lagringsteknologien er allereie tilgjengeleg no, sidan han er ganske lik teknologien for LNG-lagring, men det er først fornuftig å designe inn slike typar flytande hydrogentankar når hamnebunkringsfasilitetar har vorte tilgjengelege. Når dette steget først vert tatt vil hydrogendrivne nullutsleppsoperasjonar auke til ein månad. Samtidig vert hydrogenlagringstankane på dekket då overflødige, og heile arbeidsdekket kan difor takast i bruk att.

Heilt nyleg lanserte fleire ulike hamner sine intensjonar om å investere i hydrogenøkonomien, blant desse er hamnene i Zeebrugge og Rotterdam. Sistnemnde har kunngjort at dei set i gang med å bygge eit offentleg tilgjengeleg hydrogennettverk i hamneområdet for å gi forbrukarar tilgang til grønt hydrogen frå 2025. Når anlegg for flytande hydrogenbunkring blir lett tilgjengeleg over heile verda er tida inne for å realisere fartøy som berre går på hydrogen. Men førebels vil driftsfleksibiliteten med hydrogenlagring og todelte drivstoffløysingar som i ULSTEIN SX190-designet vere naudsynt dei neste tiåra i overgangen til ein hydrogenøkonomi.

Please contact us for more information

Ulstein Design & Solutions B.V.

Cornerstone Building (6th floor)
Rotterdam Airportplein 32
3045 AP Rotterdam
The Netherlands

Tel: +31 10 475 00 11

udsbv.info@ulstein.com

Marketing and sales manager Nick Wessels
Nick Wessels

Marketing & sales manager

Tel: +31 620 43 0465

nick.wessels@ulstein.com