MARITIM

MF Hydra fyller hydrogen på tanken

Westcon Yards i Ølen i Rogaland legger nå siste hånd på verket til det som blir verdens første ferge som drives av brenselceller og flytende hydrogen.

SE VIDEO: Teknisk direktør Erlend Hovland forklarer hvordan Norleds nye hydrogenferge fungerer.
Dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg. Abonnere for å få full tilgang til alt innhold.

ØLEN: Verdens første bil- og passasjerferge som skal gå på hydrogen nærmer seg dato for første seiling.

Nå jobbes det for fullt med innspurt på mekanisk ferdigstilling ved Westcon med verftets egne ansatte og leverandørenes spesialister.

Installasjon av systemet, det vil si brenselceller, drivstofftank for flytende hydrogen, regassifiseringsystem, regulatorer og kontrollsystem, samt bunkringsanlegg for flytende hydrogen har pågått i sommer. Det er løftet om bord og plassert på et eget dekk over bildekket.

Se video øverst og bildeserie under artikkelen.

Teknisk direktør Erlend Hovland i Norled er ikke rent lite stolt over å skrive marinteknisk historie. Det betyr også noen ekstra utfordringer.

– Ingen har gjort dette før. Det fantes ikke regelverk eller noen standarder. Det er nybrottsarbeid på mange fronter. Sikkerheten kommer foran alt. Det betyr veldig mye ekstra testing, verifisering og dokumentasjon, sier Hovland.

MF Hydra blir verdens første ferge som drives av brenselceller og flytende hydrogen. Foto: Eirik Helland Urke

Tøft miljø

Hydrogen i i prosess- og industrianlegg på land er kjent teknologi. Det er også på vei inn i biler og store kjøretøy og tog. Om bord på et skip, kommer nye utfordringer som saltvann, fuktighet, vibrasjoner og brå akselerasjoner i tung sjø. 

Ballard har laget brenselceller i 40 år, men ikke for skip før nå. De har utviklet og fått typegodkjent verdens første brenselceller for maritimt bruk, FC Wave. Til MF Hydra leverer de to, hver på 200 kWh.

Linde fra Tyskland leverer tank og hydrogensystem. Hydrogentanken, som er tank-i-tank med spesialisolasjon mellom, skal holde hydrogenet nedkjølt til cirka -254 grader. 

Brenselcellene fra Ballard. Foto: Eirik Helland Urke

Flytende H2 varmes forsiktig opp og regassifiseres før den sendes inn i brenselcellene, som produserer strøm til fergens batterier og tavler. Norske Seam står for det elektriske systemet. 

– Alle involverte gjør en formidabel jobb for å få dette til å fungere, sier Hovland.

På verftet har John Einar Antonsen oppsyn med installasjonsarbeidet som «site manager» på vegne av Norled. 

– Det er alltid noen utfordringer, men det løses med godt samarbeid, sier Antonsen. 

Sitemanager John Einar Antonsen har oppsyn med arbeidet.  Foto: Eirik Helland Urke

Bunkringsanlegg

Verken Statens vegvesen, Norled, LMG Marin eller andre så for seg hvordan et bunkringssystem for flytende hydrogen skulle utformes og se ut.

– Vi startet idéarbeidet med et rør og har endt opp med et helt lite prosessanlegg, sier Hovland.

Inne i en hall hos Westcon står tårnet, foreløpig uten armen som skal strekkes ut og kobles til fergen. Bunkringen skal foregå hver tredje uke på en avsidesliggende kai ved Vigraneset, som blant annet brukes til tømmerutskiping. Bunkringsanlegget skal derfor ha hjul for å kunne flyttes.

Inntil flytende hydrogen produseres i nærområdet, bli den transportert på tankvogn fra Tyskland. MF Hydra vil bruke omtrent 150 kilo hydrogen i døgnet.

– Vårt behov er for smått til at det bygges eget produksjonsanlegg for oss, sier Hovland.

Her bygges bunkringsanlegget. Foto: Eirik Helland Urke

Korona og krig

Opprinnelig skulle MF Hydra fått installert hydrogensystemet med brenselceller i fjor høst og startet driften i oktober 2021. Nå ligger de nær ett år etter opprinnelig skjema.

– Korona og forsinkelser på komponenter fra leverandører ga oss ekstra problemer. I et utviklingsprosjekt som dette trenger man å møtes og prate sammen direkte for å diskutere problemstillinger og finne løsninger. Det ble vanskelig, og på toppen kom Ukraina-krigen i vinter, sier Hovland. 

Han vil ikke sette noen dato for når ferga skal settes i rute med biler og passasjer, drevet minst 50 prosent av tida på hydrogen, slik det står i kontrakten med Statens vegvesen.

– Når vi er ferdige med mekanisk installasjon, begynner «commissioning», det vil si å sette i gang drift og testing. Først når DNV, Sjøfartsdirektoratet, mannskap, maskinsjef og kaptein er trygge, kan vi sette ferga i rute, sier Hovland.

Gru og glede

Kaptein Gunstein Aukland er tryggheten selv. Han følger med på arbeidet som gjøres om bord sammen med maskinsjef Øyvind Tveitan Lovra. 

– Jeg regner ikke med at det blir noen stor forskjell på å seile med hydrogen og med batterielektrisk, slik vi har gjort hittil. Det er en god ferge å seile. Den glir lett gjennom vannet og vi har kraft nok, sier Aukland.

Maskinsjefen «gru-gleder» seg til å seile med den nye teknologien.

– Det blir veldig spennende og mye nytt. Vi får spesialopplæring av leverandørene, sier Lovra. 

Nå blir hans viktigste oppgave å overvåke hydrogensystemet fra kontrollrommet og drive vedlikehold på brenselceller, det vil si bytte luftfiltre. 

Inne i brenselcellene skjer det en kjemisk reaksjon mellom rent hydrogen og oksygen fra luft. Vanndamp er det eneste som sliper ut av «eksospotta». Varmen som dannes i prosessen, føres via kjølevann til skipets varmeanlegg for vann og ventilasjon. 

Maskinsjef Øyvind Tveitan Lovra Foto: Eirik Helland Urke

Utviklingskontrakter

MF Hydra har plass til 299 passasjerer og 80 biler. Den er bygget for å gå i daglig trafikk på riksvei 13 Hjelmeland-Nesvik-Skipavik. Norled seiler på kontrakt med Statens vegvesen, som har stilt krav om minst 50 prosent seiling med brenselcelle og hydrogen.

Fergen er et resultat av en utviklingskonkurranse med to andre kvalifiserte rederier. Da konkurransen ble utlyst, la Vegvesenet vekt på at kontrakten skulle bidra til å utvikle norsk hydrogenkompetanse.

Bakgrunnen var blant annet at flere fergestrekninger er så lange og krevende at batterier ikke er sett på som et alternativ. Blant dem er strekningen mellom Bodø og Lofoten med kryssing av Vestfjorden. Torghatten Nord vant kontrakten på den strekningen, men har valgt trykksatt hydrogen og brenselceller. 

– Det er fantastisk at Vegvesenet har latt norsk maritim industri få leke seg med ferger og utvikle ny teknologi og løsninger. Det er med på å gi norsk industri forsprang, sier Hovland.

Det er snart ti år siden Norled vant utviklingskontrakten som førte til MF Ampere, verdens første helelektriske bilferge. Da den ble satt i drift på Lavik-Oppedal i 2015 fikk Norge et godt forsprang på el-ferger og hybride fartøy.

Kaptein Gunstein Aukland. Foto: Eirik Helland Urke

Hybrid x 3

MF Hydra har seilt på Riksvei 13-strekningen siden i fjor sommer, men med diesel-elektrisk/batterihybrid framdrift. Fra desember har den seilt kun elektrisk med batteripakken på 1,3 MWh fra Corvus. Brenselcellene skal bidra kontinuerlig til lading av batteriene.

– Det er som et kinderegg. Vi kan gå på dieselgenerator som benytter biodiesel, eller på batterier ladet med landstrøm, eller med brenselceller, sier maskinsjef Øyvind Tveitan Lovra.

Søsterfergen MF Nesvik er utseendemessig temmelig lik, men den er helelektrisk. Skrogene er er bygget ved Norse Shipbuilding i Tyrkia.

MF Hydra

Verdens første passasjerferge med hydrogen som drivstoff (høst 2022)

Lengde: 82,4 meter
Bredde: 16.75
Passasjerer: 299
Biler: 80
Vogntog: 10
Rederi: Norled

Design: LMG Marin
Skrogverft: Norse Shipbuilding i Tyrkia
Verft for utrusting og ferdigstilling: Westcon Yard, Ølensvåg

Energisystem:
2 x 440 kW Scania dieselgeneratorer (biodiesel)
2 x 200 kW Ballard FC
1,36 MWh Corvus batterier

Framdrift:

2 x Schottel 960 kW rorpropell

Komplisert samspill

De to brenselcellene, kalt FC Wave, er nyutviklet, produsert og testet ved Ballards Marine Center of Excellence i Hobro i Danmark og godkjent etter DNVs krav til marine brenselceller. De nye modulene på 200 kW kan settes sammen til flere megawatt og dermed brukes i større fartøy med stort kraftbehov.

Ballards brenselceller er opprinnelig utviklet for landtransport. Ballard har derfor jobbet tett med Kongsberg Maritime gjennom det EU-støttede prosjektet HySeas, der de har testet  samspillet mellom brenselceller, batterier og fergedrift. I desember ble prosjektet demonstrert på Ågotnes utenfor Bergen. Resultatet av utviklingen står nå om bord i MF Hydra. 

Kristina Fløche Juelgaard, direktør for forretningsutvikling i Ballard Power Systems Europe, sier at samspill og styring av brenselcelle, batterier og bruksprofil er svært komplisert.

– Største læring var hvordan man kobler brenselceller inn i et el-system, og å se til at styring, sikkerhet og kontroll fungerte. Det gjelder å forstå dynamikken, sier Juelgaard.

Ekstra dokumentasjon

Teknisk direktør Erlend Hovland i Norled sier at det har vært vanskelig å finne leverandører av mange typer komponenter, både rør, koblinger og ventiler.

Særlig fordi det dreier seg om utstyr som kan håndterer det store temperaturspennet ned til -254 grader Celsius.

– Det betyr egen godkjenning for bruk i maritim miljø med tid- og ressurskrevende testing, verifikasjon og dokumentasjon, sier Hovland.

Det nye hydrogenanlegget synes nå ved siden av styrhuset på Hydra. Foto: Eirik Helland Urke

Muligheter?

Det er store forventninger til at hydrogen kan bli en viktig energibærer når skipsfarten skal bli utslippsfri. De to hydrogenfergeprosjektene kan gi norske bedrifter et forsprang. 

Steffen Møller-Holst, markedsdirektør og hydrogen-ekspert i Sintef, sier at Norge har et fantastisk utgangspunkt for å utvikle en ledende leverandørindustri og selskaper.   

– Det trengs alt fra rør og koblinger, slanger og sensorer til alt det skipsspesifikke utstyret som må tilpasses og godkjennes. Norske selskaper kan få samme posisjon på dette området som vi har klart innen olje- og gassindustrien, sa Møller-Holst til TU i fjor.

Riktignok er brenselcellene til MF Hydra utviklet av kanadiske Ballard og hydrogen-systemet av tyske Linde. Men her er det mange prosjekter på gang der både nøkkelkomponenter og mye annet utstyr skal utvikles og sertifiseres.

 Ocean Hyway Cluster har opprettet en database og oversikt over leverandører med godkjent utstyr og komponenter for hydrogen- og ammoniakksystemer.

Les også

Kommentarer:

Vi har byttet system for artikkelkommentarer. For å opprette brukerkonto, registrerer du deg med BankID.