Skip for frakt av hydrogen

Teknologien som skal til for å levere et skip som kan frakte superkald, flytende hydrogen utvikles nå i Norge.  Bunkringsskipet er som er som et lite tankfartøy, men spesialdesignet for å fylle drivstoffet direkte over i andre skip. Firkløveret Moss Maritime, DNV GL, Wilhelmsen og Equinor står bak utviklingen av konseptet.

Selskapene vil stå klare med infrastruktur når etterspørselen etter flytende hydrogen (LH2) kommer.

I 2021 vil for eksempel Norled ha en ferge som skal benytte minst 50 prosent flytende hydrogen til framdrift. I tillegg er det mange industribedrifter som benytter H2 i sine prosesser.

• Norsk forskning: Innesperret vindkraft i Finnmark kan bli hydrogen for EU

Foran markedet

Direktør for spesialprosjekter i Wilhelmsen, Per Brinchmann, sier at de ønsker å stå klare når markedet kommer.

– Markedet for dette er i øyeblikket ikke tilstede, men det jobbes i mange leirer for å se på bruk av hydrogen i både sjøfart og landindustri. Så vi vil være med på løsningene som må finnes. Nå er vi et godt stykke nærmere, og vi håper at potensielle brukere ser at løsninger er på vei, sier Brinchmann.

Med dette konseptet kan diskusjonen om manglende tilbud og infrastruktur legges død før den vekkes til live. Brinchmann synes ikke høna-egget-diskusjonen er fruktbar.

– Høna og egget-diskusjonen har hittil mer vært som høna og reven; en runddans i hønsegården uten at noen fikk lagt noen egg! Nå har vi undersøkt mulighetene og kartlagt utfordringene ved storskala hydrogentransport. Og vi har fått mange svar på hvordan vi kan tilby bunkring til skip eller land når behovet blir reelt, sier Brinchmann til Teknisk Ukeblad.

Pilot E: Fire maritime teknologiprosjekter får statstøtte - skal få ny teknologi ut på markedet

LNG-kunnskap

Moss Maritime spiller en nøkkelrolle. Selskapet er pionerer innen teknologi for skipsfrakt og håndtering av flytende naturgass (LNG).

Naturgass må kjøles ned til -163 grader for å bli flytende. Hydrogen må kjøles ytterligere 90 grader, til hele -253 grader. Det skaper store utfordringer og stiller spesielle krav til materialer.

Direktør Tor Skogan med ansvar for LNG-systemer i Moss Maritime, sier at det er likhet mellom hydrogen og LNG, og at de kan trekke mye på egne erfaringer og kunnskap de har fra før. Men lavere temperatur og litt mindre gassmolekyler virker inn på design og bygging.

– Hydrogen vil stille strengere krav til isolasjon, rør, pakninger, forsegling og sveis. Vi kan benytte samme materialer, men må røntgenundersøke og dokumentere at sveiser og sammenføyninger er tette, sier Skogan til TU.

• Köln: Bygger verdens største hydrogenanlegg

Vakuumisolasjon

Bunkringsskipet er planlagt med type C lagringstank på 9.000 m³. Moss Maritime mener den kan lages i rustfritt stål eller aluminium, akkurat som LNG-tanker.

For å holde lasten flytende og hindre varmeinntrenging fra omgivelsene, skal tanken vakuumisoleres.

Ifølge Skogan vil tykkelse på isolasjonen og hvor mye trykk tanken skal tåle, avhenge av seilingsruten. Jo lengre seilas, desto større krav til isolasjon og trykkhåndtering.

Trykk vil bygges opp dersom lasten koker, det vil si hvis temperaturen stiger over minus 253 grader.

• Hurtigbåter på hydrogen: Disse fem skal utvikle fremtidens hurtigbåter

Krymper i kulde

Opplagring og festing som tillater kontraksjon av tankstålet (at det krymper i kulde) og hindre kuldeovergang til skipsskroget, er tenkt løst på samme måte som på LNG-tanker.

Det vil si at tankene plasseres på blokker som ikke overfører kulde.

Moss Maritime har jobbet med å finne teknologi og leverandører av systemer og utstyr som skal tåle flytende hydrogen. Det gjelder både pumper og lasthåndtering.

– Lasthåndtering blir det mest utfordrende, sier Skogan.

Overføring av flytende hydrogen mellom et skip som beveger seg og land, kan benytte samme teknologi som ved overføring av LNG, det vil si en type arm og kobling som kompenserer bevegelsene.

Et bunkringsfartøy må nødvendigvis også kunne overføre fra skip-til skip. Ifølge Moss Maritime finnes det fleksibelt utstyr allerede. Romfartsindustrien har brukt det i mange år.

– Det finnes en del leverandører og utstyr, men men det må kvalitetssikres og kvalifiseres for maritim bruk, sier Skogan.

• Steffen Møller-Holst: Skrinlegger begrepet «Hydrogensamfunnet» – men mener H2 blir enda viktigere

CO₂-håndtering

Flere olje- og gasselskaper ser på flytende hydrogen som mer og mer aktuelt.

Equinor produserer i dag hydrogen på Tjeldbergodden ved reformering av naturgass. Skal det være noe poeng i å levere flytende hydrogen til nullutslippsskip eller industri, må det framstilles ved fangst og lagring av CO₂. Det vil Equinor gjøre.

– Equinor ser på hydrogen som en attraktiv energiløsning for sektorer som er vanskelig å dekarbonisere, og som ikke kan dekkes ved bruk av batterier. Skipsfrakt over store avstander er en slik sektor. Med dette bunkringsskipet er en viktig milepæl nådd. Nå har vi logistikkløsning for transport av flytende hydrogen på sjøen, sier Steinar Eikaas, direktør for lavkarbonløsninger i Equinor.

Skogan sier at de viktigste elementene må på plass før det første LH2-bunkringsfartøyet bestilles.

– Først må en kunde - det vil si et rederi eller en industriell bruker -ønske å kjøpe hydrogen. Dernest må et olje- og gasselskap, som Equinor, kunne levere. Vi er det nødvendige mellomleddet. Nå skal det ikke stå på manglende transport- og bunkringsmulighet, sier Skogan.

Framdriftssystem for bunkringsfartøyet er ikke endelig bestemt. Ifølge Skogan er det ikke gitt at det blir brenselcelle med hydrogen og batterier.

– Det må vi vurdere når vi ser hvor den skal gå og hvor langt. Men batterier og landstrøm er en selvfølge. Om vi skal spise av lasset og bruke H2, vil avhenge av en del faktorer vi må  veie opp mot pris, reguleringer og fartsområde når den tid kommer, sier Skogan.

Realistisk sett håper han at de første prosjektene vil materialisere seg i løpet av de neste tre årene.

• Folier tilbake: Hurtigbåter får vinger og nullutslipp 

Statlig bestilling

Men først må proppen løsnes.

Det vil norske vegmyndigheter bidra til.

Statens vegvesen har helt bevisst bestilt en ferge som skal benytte flytende hydrogen på sambandet Hjelmeland-Nesvik-Skipavik i Rogaland. Norled har fått kontrakten, og skal fra 2021 ha en ferge klar.

Vegvesenet har oppgitt to grunner til å kreve flytende hydrogen.

1. Det vil være nødvendig på lengre fergesamband i framtida.
2. Det kan hjelpe norsk leverandørindustri til å komme raskt på markedet med teknologi.

Det er denne muligheten de fire norske selskapene har tatt tak i.

Internasjonalt er det også flere prosjekter for bruk av flytende hydrogen og brenselceller.

• Havila Kystruten: Gjør klar for hydrogen og brenselceller 

Nullutslipp

Hydrogen ser ut til å kunne bli ett av de få nullutslippsdrivstoffene for havgående skip.

Innen cruiseindustrien forskes det på å bruke brenselceller og hydrogen til å forsyne skip med strøm til hotellast – det vil si til det meste om, bord, bortsett fra å drive propellene.

Skogan i Moss Maritime opplyser at de fire selskapene har vært i kontakt med flere rederier, også innen cruise, med tanke på framtidige leveranser.

– Interessen er økende. Med ECA-områder og norske fjorder med nullutslippskrav, åpnes det markeder, sier Skogan.

Det var Wilhelmsen og Moss Maritime som startet samtalene om hydrogenbunkringsskip. Utviklingsprosjektet har fått støtte fra Innovasjon Norge.

– Vi er begge overbevist om at markedet for flytende hydrogen kommer. Da vil vi være i posisjon, sier Skogan.

Bare i Norge er det to fergeprosjekter og flere hurtigbåtkonsepter som etter 2021 vil kreve hydrogen.

Selv om de fleste vil etterspørre komprimert hydrogen, er flytende hydrogen eneste mulighet for havgående skip i framtida.

IMO har satt som mål å halvere utslipp fra shipping innen 2050, samtidig som sjøfrakt øker med opp mot 20 prosent i perioden. Da må det drastiske kutt til i kommende skip.

• Kommentar: Hydrogenteknologi kan bli den neste store eksportvaren for norsk industri

Japansk H₂-tankskip

Japan vil også ta i bruk hydrogen som energibærer, og har inngått en avtale om import fra Australia fra 2020.

Kawasaki bygger i den forbindelse verdens første hydrogen-tankskip, som kan frakte 170 tonn hydrogen.

Det er imidlertid ikke planlagt at skipet skal bruke hydrogen til framdrift.

• Norske hydrogen-gründere satser 150 millioner: Bygger ny fabrikk på Notodden