Elektrifiserer skipsfart med ammoniakkteknologi

Grunnlegger og administrerende direktør Seonghoon Woo har tilbrakt mye tid i Norge siden oppstarten.

– Vi ser at teknologien vår kan bidra til å avkarbonisere skipsfarten. Norge ligger i front. Her utvikles og testes grønn teknologi og markedet er villig til å ta det i bruk. Vi regner med å få den første kommersielle kontrakten med en norsk kunde, sier Woo til TU.

Begynte med problemet

Seonghoon Woo har en doktorgrad i materialvitenskap fra MIT og jobbet med halvledere og kunstig intelligens (KI). Han så hvilket energisluk det var og ble opptatt av bærekraftig energi. Woo fikk med seg tre andre MIT-utdannede doktoringeniører fra ulike fagfelt.

– Du kan si at vi begynte med problemet og har jobbet oss fram mot løsningen, sier Woo.

I deres øyne er strøm produsert i brenselcelle med hydrogen en god løsning. Utfordringen er å transportere med seg store nok mengder H₂ til mobile enheter, enten det er tungkjøretøy eller skip.

– Flytende hydrogen er komplisert å håndtere. Ammoniakk er imidlertid en fin måte å «emballere» hydrogen som deretter kan brukes i brenselceller til å produsere strøm. Håndtering av ammoniakk på en sikker måte er godt kjent. Det transporteres store mengder ammoniakk på skip allerede, deriblant av Yara, påpeker Woo.

Mobil enhet

Amogy har utviklet en relativt liten og mobil «cracker» som kan skille ut hydrogen fra ammoniakk om bord på kjøretøy og skip. Hydrogen brukes i brenselceller til å produsere strøm. Amogy-prosessen tar hånd om og bruker overskuddsvarme og hydrogen-rester. Dermed blir energieffektiviteten svært høy.

På kort tid har selskapet skalert fra 3 kW til 100 og 300 kW. Nå skal crackeren opp på megawatt-nivå og kunne brukes om bord på skip. I løpet av høsten skal en 1 MW cracker testes ved Sustainable Energy på Stord før den skal om bord i en taubåt i USA.

– Hvorfor teste på Stord?

– Sustainable Energy har gode testfasiliteter og bygget opp infrastruktur for ammoniakk som de nå bruker på Wärtsilä-motor og brenselcellene til Alma. Noe tilsvarende finner vi ikke andre steder, sier Woo til TU.

Amogy har også knyttet til seg norske SEAM som systemintegrator og ekspert på automasjon og elektro.

– Vi er agnostikere når det gjelder leverandører av utstyr og systemer utenom reaktoren vår. Vi vet at Seam har god kompetanse og erfaring fra lav- og nullutslippsfartøy, sier Woo.

Maritime ambisjoner

Amogy har blinket ut maritim som strategisk satsingsområde innen transport. FNs sjøfartsorganisasjon IMO bestemte i sommer at skipsfarten skal ha nullutslipp i 2050 med tøffe delmål i 2030 og 2040. Shipping bidrar med rundt 3 prosent av alle klimagassutslipp.

På grunn av Norges framtredende posisjon innen grønn maritime teknologi, bestemte Amogy seg i fjor for å åpne kontor i Stavanger og ansatte Christian Berg fra Yara Clean Ammonia. På kort tid er organisasjonen bygget opp til 170 ansatte i USA og teller nå 10 i Norge. I Singapore har Amogy også ansatt en person.

– Det er en nordmann det også, sier Berg.

– Åh, ja det er sant, det tenkte jeg ikke over, sier Seonghoon.

Han mener at Norge og Singapore er de mest framoverlente.

– Norge er «first movers» og så følger Singapore tett på.

Kjøper demoutstyr

Helt fra Amogy startet opp i 2020 har selskapet hatt solide investorer med lang horisont – opp mot 20 år. Blant dem er Amazon som ser på karbonavtrykk gjennom hele verdikjeden. Det har gitt gründerne tid til å bygge seg opp og ta de nødvendige skritt, fra drone til traktor til «truck» og nå «tug» – taubåt.

– Vi har kjøpt og eier alt utstyret vi har bygget om til å teste og demonstrere teknologien vår. Det gir oss stor frihet og trygghet, sier Woo.

Siste innkjøp, en taubåt fra 1957, er rensket for alt som ligner på et fossildrevet fartøy. Der hovedmotoren satt akter, plasseres det nå ammoniakktanker.

– Taubåten var allerede i 1957 bygget med dieselelektrisk framdriftssystem, forteller Christian Berg.

Crackeranlegg på 1 MW skal i september-oktober testes på Stord, før det tas tilbake til USA og installeres om bord i fartøyet.

Selskapet tar med 20 av de ansatte til Norge under testing og bygger opp et ekspertiseteam som følger opp videre testing og utvikling på Stord.

– Vi kommer til å fortsette samarbeidet med Sustainable Energy for å kjøre langtidstester. Det er såpass ny teknologi at vi må kjøre utstyret over lengre tid. Det er hele tiden ny utvikling av utstyret som også må verifiseres, og vi skal opp i enda større enheter, sier Woo til TU.

På taubåtprosjektet samarbeider Amogy med de tre klasseselskapene DNV, Lloyd’s og ABS for å sikre seg at teknologien kan godkjennes uavhengig av hvilken klasse rederier foretrekker. I tillegg er Yara Clean Ammonia og SEAM med som norske partnere.

Norsk kunde

Christian Berg har hatt hendene fulle siden Amogy startet opp Norges-avdelingen. Potensielle kunder er ikke mangelvare.

– Vi har en lang rekke mulige kunder og prosjekter som er aktuelle for Amogy-teknologien, sier Berg.

Han tror testene på Stord og den etterfølgende demonstrasjonen med taubåt vil utløse den første kommersielle kontrakten – og det blir i Norge. Her pusher også politikerne. Regjeringen jobber med planer for å kreve nullutslipp fra både ferger, hurtigbåter, havbruk og offshoreflåten i løpet av de neste årene. Mange offshore -og vindservicerederier har store ambisjoner og planer for å teste ut ammoniakk. Noen av dem kan være aktuelle, tror Berg.

– Amogy-crackeren kan brukes om bord på alle typer fartøy som nå er dieselelektriske, sier Berg.

Crackeren med brenselcelle og batterier kan erstatte generatorsett, enten til hovedframdrift eller som hjelpemotor for større skip.

Berg opplyser at de har en «pre order» – en foreløpig bestilling, fra et norsk rederi og har håp om å få et pilotprosjekt i gang i løpet av 2024.

Ifølge Woo vil crackeren være kommersielt tilgjengelig i løpet av 2024 og deretter blir det full fart med ny fabrikk som er under bygging i Houston i Texas.

Kompakt prosess

Med Amogy-crackeren produserer hydrogen med 99 prosent renhet og brukes i en membrancelle (PEM). Crackeren fungerer i temperaturspennet 300–400 grader C, mens en lavtemperatur brenselcelle operer på rundt 800 grader. Om lag 80 prosent av hydrogenet går til brenselcellen, men 20 prosent går tilbake i cracker i en TSA-enhet (temperatur swing absorption) og bidrar til å varme opp prosessen. Ingen ekstra varmekilde er nødvendig. I forsøkene med traktoren og trekkvognen, er systemenergieffektiviteten på 40 prosent.

– Vår store fordel er å pakke anlegget i en kompakt enhet med høyeffektiv reaktor som operer på lav temperatur, sier Woo.

Utviklingen av crackeren har gått fort. Det samme har testene og verifikasjoner med etterfølgende skalering.

Den første reaktoren på 5 kW som ble plassert på en drone, veide bare fem, kg. Ammoniakken kan gjøres flytende ved enten trykk eller nedkjøling til -34 grader, eller en kombinasjon av trykk/temperatur. Amogy har på sine tester benyttet trykkbeholdere og operert med 8 bar (atmosfærers) trykk på drone og 10 BAR på traktoren. Ifølge Woo er avkoking (boil off) neglisjerbart.

­­­

Frykter ikke konkurranse

Det er flere konkurrenter som jobber mot samme mål, om enn med litt annet teknisk innhold og størrelse på utstyr og system.

– Markedet er stort. Det er plass til mange. Det vil være en fordel om vi er flere som jobber med ammoniakkteknologi. Det vil bidra til at infrastrukturen, det vil si produksjon og bunkringsanlegg bygges ut og dermed enklere for rederier å velge ammoniakk som drivstoff, sier Woo.

Følger med

En potensiell kunde er Amon Maritime og selskaper de er involvert i, både Amon Offshore og Viridis Bulk.

Karl Arthur Bræin, kommersiell direktør i Amon Maritime og Viridis, er imponert over hva Amogy har fått til på kort tid.

– Vi har dialog og god kontakt for å se om Amogys teknologi kan passe våre skip, sier Bræin til TU.

– Vi har bestemt at skipene skal benytte ammoniakk, men er åpen for ulike typer teknologi, enten det er forbrenningsmotor, dual fuel, eller brenselcelle med eller uten cracker, sier Bræin.