Symbolet for Statens vegvesens hydrogen-elektriske fergeprosjekt. Målet er å ha en fullt operativ ferge som bruer minst 50 prosent hydrogen til framdrift. (Bilde: Jan Opseth/Staten vegvesen)

Hydrogenferge

Norges første hydrogenferge skal settes i drift fra 2021

Første teststrekning blir trolig i Rogaland.

Første ferge med brenselcelle, drevet av hydrogen og supplert med batterier, skal etter planen tas i bruk i løpet av 2021.

Første teststrekning blir antakelig sambandet Hjelmeland-Nesvik-Skipavik på riksvei 13 i Rogaland. Fungerer hydrogenferge der, kan teknologien skaleres opp og tas i bruk på flere strekninger.

Da kan også norsk maritimt miljø ha skaffet seg enda et grønt teknologiforsprang.

Det største hinderet som må forseres er regelverksutvikling. På teknologisiden er oppskalering av brenselceller og energistyringssystem sett på som utfordringer, men ikke store nok til å stanse prosjektet.

Over 40 strekninger

MF Korsfjord er en av to LNG-ferger som går mellom Flakk og Rørvik for Fjord1. I forgrunnen: Tønne for farlig avfall fra Norges første LNG-ferge, Glutra (2000).
MF Korsfjord er en av to LNG-ferger som går mellom Flakk og Rørvik for Fjord1. I forgrunnen: Tønne for farlig avfall fra Norges første LNG-ferge, Glutra (2000). Foto: Tore Stensvold
Prosjektleder for hydrogenferge, Camilla Røhme i Statens vegvesen.
Prosjektleder for hydrogenferge, Camilla Røhme i Statens vegvesen. Foto: Tore Stensvold

Brenselceller med hydrogen som drivstoff kan bli løsningen som gjør at alle fergestrekninger kan bli utslippsfrie.

Statens vegvesen forbereder utlysing av konkurranse om en utviklingskontrakt for hydrogenferge. Målet er å finne ut om hydrogen og brenselscelle er er en løsning som kan brukes som nullutslippsalternativ på samband som ikke kan driftes elektrisk. Det tror bransjen.

Maritim brenselcelle er ikke ferdig utviklet ennå. Det betyr at det må gjøres teknisk utvikling på veien. På samme måte som Statens vegvesen også bidro til utvikling av LNG-ferger (1995-2000 med MF «Glutra») og batteriferger (2011-2015 med MF «Ampere») med utviklingskontrakter, vil Norge kunne være langt framme på hydrogenferger takket være samme strategi.

Prosjektleder Camilla Røhme i Statens vegvesen forteller at etaten følger opp Stortingets pålegg til regjeringen om å vurdere utviklingskontrakt for hydrogenferge.

– Statens kjøp av fergetjenester kan samtidig være et viktig virkemiddel for å utvikle og ta i bruk ny norsk teknologi, sier Røhme.

Konkurranse og dialog

Fergerederier som kvalifiseres for deltakelse, inviteres til dialog ut over høsten 2017, før endelig anbudskonkurransen utlyses i mai 2018, for dem som har deltatt i dialogen.

Tildeling kan skje i løpet av høsten 2018. Fergen må ferdigstilles for testing og dokumentasjon høsten 2020.

MF Hjelmeland og MF Sigrid skal fra 2021 erstattes av to nullutslippsferger på om lag samme størrelse og kapasitet. MF Hjelmeland er 76,6 meter lang, 15 meter bred og har plass til 400 passasjerer og 76 biler (PBE).
MF Hjelmeland og MF Sigrid skal fra 2021 erstattes av to nullutslippsferger på om lag samme størrelse og kapasitet. MF Hjelmeland er 76,6 meter lang, 15 meter bred og har plass til 400 passasjerer og 76 biler (PBE). Foto: Wiki Commons/Falk Lademann

I 2021 skal det som blir verdens første store hydrogendrevne bil- og passasjerferger settes i drift. Dersom departementet gir klarsignal og en avtale med Lyse om strømforsyning til kai blir klar, legger Statens vegvesen opp til at dette skjer på sambandet Hjelmeland-Nesvik-Skipavik på riksvei 13.

Når ny kontrakt utlyses, blir det krav om en elektrisk ferge og en som skal gå minst 50 prosent på hydrogen. Sistnevnte vil tildeles som utviklingskontrakt. Den største fergen som går der i dag har plass til 400 passasjerer og 76 passasjerbilekvivalenter (PBE).

Helelektriske

Prosjektleder Camilla Røhme sier at de to nye fergene antakelig blir i samme størrelsesorden. Det avhenger imidlertid at det finnes nok strøm tilgjengelig for lading. Ellers må alternativt samband utpekes.

For å sikre at fergen kan brukes i tilfelle hydrogen- og brenselcelleteknologien skulle svikte, må fergen ha nok batterikapasitet til helelektrisk drift.

Vegvesenet krever nybygg. Fiskerstrand Verft har også et hydrogenfergeprosjekt med mål om å komme i drift i 2020, men baserer seg på ombygging av en eldre ferge. Rolf Fiskerstrand har uttalt at han vil se om det er mulig å se de to prosjektene i ett.

– Vi tror det blir en bedre teknologiutvikling og løsning med nydesignet ferge der det er tatt hensyn til hydrogen og brenselcelle i designen av fergen, sier Røhme.

Lover å ikke være bremsekloss

Hydrogenferge

Mål: Utvikle og eventuelt kvalifisere hydrogen som nullutslippsalternativ for fergedrift

Utfordringer:

Regelverk, sikkerhet, lagring, bunkring/fylling (Sjøfartsdirektoratet/DSB)

Teknologi: Brenselcelle (størrelse/skalerbarhet, marinifisering, pris). Energistyring – optimalisering brenselcelle/batteri. Bunkring av hydrogen.

Gevinst: Nullutslippsalternativ for lange fergestrekninger der batteri ikke strekker til. Utvikle norsk maritim leverandørindustri. Kan åpne for hydrogen og brenselcelle for andre skipstyper nasjonalt og internasjonalt

Foreløpig tidsskjema:

2017: Dialogkonferanse, kvalifisering av rederi

2018: Dialog, tilbudskonkurranse (mai-august), tildeling (september). Byggestart (desember)

2019: Bygging

2020: Bygging, testing, godkjenning (2. halvår)

2021: Testing i sambandet (1.-2. kvartal) 1. juli: Ordinær drift

Like før påske var 75 representanter fra alle tenkelige miljøer til stede på en dialogkonferanse om hydrogenfergeprosjektet. Teknisk Ukeblad har snakket med noen av deltakerne. Svaret er stort sett det samme: Sjøfartsdirektoratet sitter med nøkkelen. Regelverket må på plass.

Senioringeniør Kolbjørn Berge i Sjøfartsdirektoratet lover at de ikke skal være noen bremsekloss. 

Sjøfartsdirektoratet tar utgangspunkt i IGF-koden (International Code of Safety for Ship Using Gases or Other Low-flashpoint Fuels), som de selv sto i spissen for å utvikle da Norge tok i bruk LNG som drivstoff. IGF-koden har funksjonsbaserte krav som utgangspunkt. De vil gjelde for godkjenning av hydrogen som drivstoff.

– Det finnes muligheter i dagens regelverk for bruk av hydrogen, men ikke i form av preskriptivt regelverk. Reguleringen vil da være en risikobasert prosess. Dette vil kreve mer involvering og dialog fra alle parter i prosjektet i forhold til et skip med konvensjonelle løsninger. I denne prosessen vil vi bidra med å rettlede prosjektene gjennom prosessen, samt gi konstruktive tilbakemeldinger og bidra til å identifisere mulige «showstoppers» tidligst mulig, skriver Berge i en epost til TU.

Teknologi og styring

Forskningssjef Anders Valland i Sintef Ocean sier at de tekniske utfordringene er løsbare innenfor tidsrammen.

– Energistyring og optimalisering av fordeling mellom brenselcelle og batteri krever en del utvikling og avklaring. Der vil vi benytte vårt hybridlaboratorium vi har sammen med NTNU og ABB, sier Valland.

Institutt for energiteknikk (IFE) på Kjeller ser også behov for å utvikle styringssystemet.

– Det er egentlig ikke så store teknologiske utfordringer. Brenselscellene begynner å bli bra nok og kan settes sammen i «stack» - eller stabler, som er store nok til å produsere nok strøm til drift av en ferge, sier seniorforsker Fredrik Aarskog ved IFE.

Instituttet mener utvikling av maritim brenselcelleteknologi drevet av hydrogen passer godt inn i deres nyåpnete forskningssenter for miljøvennlig energi, MoZEES (Mobility Zero Emission Energy Systems), der også SINTEF, NTNU, UiO, Transportøkonomisk institutt, Forsvarets forskningsinstitutt og Høgskolen i Sørøst-Norge (HSN) deltar. 

Aarskog mener brenselscelleteknologien er god nok, men må marinifiseres, det vil si testes og sikres mot påkjenninger i et salt og fuktig miljø. Salt kan man sikre seg mot filter.

Ny generasjon celler

Brenselcellen lager elektrisk energi fra et drivstoff, som hydrogen, ved å la det reagere med oksygen ved hjelp av et oksidasjonsmiddel i en elektrokjemisk prosess. Cellen består av en katode, en anode og en elektrolytt som er plassert mellom elektrodene. En brenselcelle skiller seg fra et batteri ved at den kjemiske energien hentes fra en ekstern kilde (drivstoffet), mens et batteri har den kjemiske energien lagret internt (lukket system). Kilde: Wikipedia
Brenselcellen lager elektrisk energi fra et drivstoff, som hydrogen, ved å la det reagere med oksygen ved hjelp av et oksidasjonsmiddel i en elektrokjemisk prosess. Cellen består av en katode, en anode og en elektrolytt som er plassert mellom elektrodene. En brenselcelle skiller seg fra et batteri ved at den kjemiske energien hentes fra en ekstern kilde (drivstoffet), mens et batteri har den kjemiske energien lagret internt (lukket system). Kilde: Wikipedia Foto: Wikipedia

Pris på brenselceller er et annet spørsmål.

– Nyeste generasjon brenselceller for biler er på cirka 100 kW. En ferge på størrelse med Ampere, den helelektriske fergen på 120 PBE, krever cirka 500 kW, det vil si en pakke på fem brenselceller på størrelse med en Hyundai ix35 FCEV, sier Aarskog.

Rederiet Eidesvik startet i 2011 testing av en brenselcelle på 320 kW på Viking Lady. Den var drevet med naturgass og basert på et annet prinsipp.

Nyeste generasjon brenselcelle er PEM (polymer electrolyte membrane) lavtemperaturceller. Prisen vil ventelig synke når bilmarkedet tar seg opp.

Nullutslippsproduksjon

Statens vegvesen har ikke satt krav til hydrogenproduksjon, annet enn at CO2-utslippet ikke skal være høyere enn ved produksjon ved elektrolyse med strøm fra kraftnettet.

Rederier som vil drive hydrogenfergen, må finne en løsning på eventuell hydrogenlagring på kai, bunkring (fylling) og om bord på skipet.

Sjøfartsdirektoratet og DSB (direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap) må inn i bildet med regler og sikkerhetsgodkjenning. Rederiene må gjennomføre risikovurderinger og analyser fra skissestadiet og gjennom hele utviklingen av designen.

– Vi krever at fergen skal ha over 50 prosent hydrogendrift. For å sikre skalerbarhet til mer kraftkrevende samband ønsker vi å kreve interne tanker og bunkring. Det holder ikke med en utskiftbar flaske, påpeker Røhme.

Skal være klar i 2021

Batterifergen Ampere ble satt i drift på E39 Lavik-Oppedal i Sogn og Fjordane i januar 2015.
Batterifergen Ampere ble satt i drift på E39 Lavik-Oppedal i Sogn og Fjordane i januar 2015. Foto: Tore Stensvold

Statens vegvesen venter nå på en rammetillatelse fra departementet. Når den er på plass, ventelig før juni, vil de legge ut konkurransegrunnlaget og kvalifisering av rederier kan ta til. Alle de store fergerederiene, Fjord 1, Norled, Torghatten og Boreal samt Rødne, var til stede på dialogkonferansen i slutten av mars.

Vegvesenet vil fortsette dialog med de rederiene som kvalifiseres fram til mars 2018. Deretter blir det endelige konkurransegrunnlag lagt ut i mai 2018.

Vegvesenet skal bruke anskaffelsesprosedyren konkurransepreget dialog, men vet foreløpig ikke hvor mange som eventuelt blir med på selve dialogfasen der skissene skal utvikles. Tapende rederier som deltar i dialogfasen vil bli kompensert.

Kontraktstildeling kan skje i september 2018. Realiseringsfase og bygging avsluttes i september 2020. Da starter testing og verifisering. Dokumentasjon av oppnådde mål må på plass før fergen settes inn i reell rutetrafikk. Først i 3. kvartal 2021 krever Vegvesenet at fergen skal være 100 prosent operativ i sambandet.

– Skulle teknologien svikte, kan fergen i korte perioder seile helelektrisk som en batteriferge, sier Røhme.

Kommentarer (31)

Kommentarer (31)