maritim

Lagrer og transporterer hydrogen i olje – unngår eksplosjonsfare

Skip som skal gå på hydrogen kan lagre den trygt og sikkert om bord, oppløst i en organisk olje som kan tas med i drivstofftanker.

Det japanske selskapet Chiyoda har utviklet prosess for å lagre hydrogen i spesialolje (MCH) og system for å ta den ut igjen. Målet er å hente hydrogen fra andre land og frakte det til kraftverk i Japan. Kan man få ut hydrogen om bord på skip, vil den kunne brukes i brenselceller til å produsere strøm for framdrift og energiforsyning om bord.
Det japanske selskapet Chiyoda har utviklet prosess for å lagre hydrogen i spesialolje (MCH) og system for å ta den ut igjen. Målet er å hente hydrogen fra andre land og frakte det til kraftverk i Japan. Kan man få ut hydrogen om bord på skip, vil den kunne brukes i brenselceller til å produsere strøm for framdrift og energiforsyning om bord.
Tore Stensvold
Tore Stensvold Journalist

Tre selskaper jobber med teknologi som kan føre hydrogengass inn i en spesialolje under normalt trykk og temperatur. Det kalles LOHC – liquid-organic hydrogen carrier og kan gjøre overgangen til nullutslipps skipsfart enklere.

Det er selvsagt noen haker ved løsningen foreløpig: Den er relativt kostbar, krever en del energi og er ikke utviklet for bruk som drivstoffløsning for skip.

Tilhengerne mener LOHC likevel kommer godt ut sammenliknet med både dyr og energikrevende prosess om hydrogen skal gjøres flytende (LH2) ved -253 grader Celsius, eller komprimeres og oppbevares i trykkbeholdere.

Volummessig er flytende og LOHC eneste som kan få med store nok energimengder for havgående skip (depsea).

Tryggere

Hydrogenolje (LOHC) kan i prinsippet behandles som vanlig flytende, fossilt drivstoff. Da unngår man eksplosjonsfare og kan ha samme sikkerhetsnivå om bord som ved vanlige marine drivstofftyper, blant annet diesel og tungolje.

Dersom det skulle oppstå en hydrogeneksplosjon, vil det dreie seg om en liten mengde og i forbindelse med overføring fra en prosessenhet til brenselcellen. En begrenset eksplosjon i et ex-sikret område vil ha begrenset skadepotensial.

Bulk med LOHC?

Tidligere i år inviterte Heidelberg Cement og Felleskjøpet rederier til å tilby et nullutslipps bulkskip på ca. 5.500 dødvekttonn. Hydrogen og brenselcelle er blant alternative framdriftssystem.

I de tekniske spesifikasjonene er det lagt opp til en hastighet og seilingsmønstre som vil kreve ca. 1 tonn hydrogen. For hver kubikkmeter (m³) olje, kan det oppbevares 57 kilo hydrogen.

Det betyr at bulkskipet trenger kun rundt 400 m³ drivstofftank med fylling hver 10. dag. For å hente hydrogen ut av oljen, trenger man også energi, som må hentes fra hydrogenet. Det trengs ca. 30 prosent mer hydrogen til den prosessen. Dermed må fartøyet ha plass til minst 500 m³ LOHC.

Varme

Vard Engineering Brevik har designet et bulkskip som kan passe til kravene Felleskjøpet og Heidelberg setter til et skip på ca. 5.5000 dødvekttonn. Brenselcelle og hydrogen med LOHC-teknologi er ett av alternativene for framdriftssystem. Illustrasjon: VARD
Vard Engineering Brevik har designet et bulkskip som kan passe til kravene Felleskjøpet og Heidelberg setter til et skip på ca. 5.5000 dødvekttonn. Brenselcelle og hydrogen med LOHC-teknologi er ett av alternativene for framdriftssystem.

LOHC - liquid-organic hydrogen carrier - Hydrogenolje

Olje presses inn i en spesiallaget organisk olje under normalt trykk og temperatur. Ikke eksplosjonsfarlig. Kan behandles som fossilt drivstoff. Hydrogen trekkes ut av oljen via en varmeprosess ved ca. 300 grader C. 1 kg H2 gir 33,3 kWh brennverdi. 16,7 kWh går til strøm og 16,7 kWh til varme (lav temperatur). Av de 33,3 kWh må 12 kWh brukes til å få ut neste kg H2. Det vil si at 1/3 av energien brukes til å få ut 2/3 H2. Dersom et skip med komprimert hydrogen har behov for 100 kg H2 totalt til fremdrift, må et skip med LOHC framstille tilsvarende mengde energi som dette, fra de to-tredjedelene. Det vil si x*2/3 = 100 kg, -> x = 3/2* 100 kg.

Kilde: DNV GL

Om bord på skipene må det i tillegg til drivstofftanker være plass til både brenselceller og en enhet som kan hente ut hydrogen etter hvert som behovet oppstår. Til det trenger man en ny prosessenhet som bruker varme (rundt 300 grader C).

Om bord i skip kan det hentes varmebidrag fra flere kilder, også fra brenselcellen, spesielt dersom det benyttes en høytemperatur faststoff-celle, Solide Oxide Fuels Cell (SOFC).

Det tyske selskapet Hydrogenius har kommet langt i å utvikle LOHC-anlegg og tilbyr løsninger både i container og noen større på skid (stålramme).

Foreløpig er det ikke utviklet noen løsninger som er klare for plassering om bord på skip. Brenselceller er også følsomme for renhetsgrad. Hydrogenius opplyser på sine nettsider at de kan garantere renhet på 99,99 prosent.

Japan først

Japan har startet ferden mot å bli et hydrogensamfunn. I mai i år ble den første lasten med LOHC fraktet sjøveien fra Brunei i tanker plassert i containere på dekk. Ved ankomst Kawasaki i Japan ble hydrogenet brukt i et gasskraftverk.

Hydrogenius i Tyskland har komprimert anlegg for å ta ut hydrogen fra organisk olje og fått plass i en container. Det er så langt ikke forsøkt i skip. Foto: Hydogenius
Hydrogenius i Tyskland har komprimert anlegg for å ta ut hydrogen fra organisk olje og fått plass i en container. Det er så langt ikke forsøkt i skip.

Chiyoda Corporation har utviklet sin egen teknologi kalt SPERA Hydrogen, for både å få hydrogen inn i olje og hente den ut igjen. De har selv utviklet oljen, Methylcyclohexane (MCH) som oppfører seg som annen olje.

Hydrogen og toluene konverteres via en kjemisk reaksjon (hydrogenation) til methylcyclohexane (MCH) som forblir flytende i romtemperatur og normalt trykk. MCH transporteres på tanker. Hos mottaker separeres toluen og hydrogen (dehydrogeneated) og hydrogengass distribueres til gasskonsument.

Toluen er også kjent som metylbenzen, lynol og toluol. Det er en kjemisk forbindelse bestående av en benzenring og en metylgruppe. Ved romtemperatur er toluen en klar og fargeløs væske.

I tillegg til Hydrogenius og Chiyoda Corporation, har franske Hysilabs en tilsvarende LOHC-teknologi.

Tyske Hydrogenius har utviklet et relativt stort anlegg for å hente hydrogen ut fra organisk olje på en stålramme (skid). Illustrasjon: Hydrogenius
Tyske Hydrogenius har utviklet et relativt stort anlegg for å hente hydrogen ut fra organisk olje på en stålramme (skid).

DNV GL-rapport

DNV GL skriver i en synteserapport at skip kan frakte hydrogen i ren form som flytende (LH2), ammoniakk (NH3) eller i en flytende-organisk hydrogenvæske (LOHC liquid-organic hydrogen carrier). Det krever prosessanlegg i begge ender og medfører vesentlig tap av energi (liten energieffektivitet). Fordelen med bruk av ammoniakk eller LOHC som hydrogentransport innebærer at eksisterende skip kan brukes og at energitapet under transport er minimal.

Den organiske oljen kan også resirkuleres og benyttes opp mot 300 ganger. Det betyr at skipet må ha en ledig drivstofftank som oljen kan oppbevares i etter at hydrogen er tatt ut.

Det japanske selskapet Chiyoda har utviklet prosess for å lagre hydrogen i spesialolje (MCH) og system for å ta den ut igjen. Målet er å hente hydrogen fra andre land og frakte det til kraftverk i Japan. Kan man få ut hydrogen om bord på skip, vil den kunne brukes i brenselceller til å produsere strøm for framdrift og energiforsyning om bord. Illustrasjon: Chiyoda
Det japanske selskapet Chiyoda har utviklet prosess for å lagre hydrogen i spesialolje (MCH) og system for å ta den ut igjen. Målet er å hente hydrogen fra andre land og frakte det til kraftverk i Japan. Kan man få ut hydrogen om bord på skip, vil den kunne brukes i brenselceller til å produsere strøm for framdrift og energiforsyning om bord.
maritim lohc dnv gl hydrogenolje hydrogen

Les flere artikler









Powered by Labrador CMS