Vegvesen-sjef om drivstoff på Vestfjorden-ferger: – Ligger an til flytende hydrogen [Ekstra]

[Arne Fenstad]

Vegvesen-sjef om drivstoff på Vestfjorden-ferger: – Ligger an til flytende hydrogen [Ekstra]

[J-Å]

Quote

det er fortsatt uklart om dette skal være flytende eller trykksatt hydrogen. Eventuelt kan rederiet gå for hydrogen lagret i olje. 

Valget bør være lett:

LOHC (ett av olje -alternativene): https://chem-group.com/wp-content/uploads/2019/01/Thermaflo-SH-SDS.pdf

LH2: https://www.lindeus.com/-/media/corporate/praxairus/documents/sds/hydrogen/liquid-hydrogen-gas-h2-safety-data-sheet-sds-p4603.pdf?la=en

 

Endret 26. januar 2022 av J-Å

[naviga]

Et vogntog med 40 kubikkmeter transporttank kan

transportere

1160 Kg komprimert H2 ved 450bar eller

2800 Kg flytende H2 ved -253℃, tilsvarende

energimengde på hhv 39MWh og 93MWh.

 

Ved transport av LNG vil en slik tank romme

17 tonn og en energimengde 338MWh, og diesel

34 tonn med energimengde 408MWh.

Med tanke på virkningsgrad, så kreves det altså

mellom 8 og 10 vogntog for å frakte samme

energimengde som komprimert H2 sammenlignet

med LNG og diesel.

Transporttanken for H2 vil nok bli vesentlig mindre i volum

pga påkrevd isolasjon og konstruksjon for å redusere

diffusjon og hydrogensprøhet. Det kan fort bli

en utfordring på veien å være såpass lett, som attpåtil skal

returnere tom, fortrinnsvis med en nøytralgass på tanken.

Hengeren kan jo lastes ned med lodd, det går

ut over volumet, men likevel muligens gi bedre

trafikk-sikkerhet. Her er jo Statens Vegvesen inne

i prosjektet, og bør jo ha en Risiko- og Sårbarhetsanalyse

ferdig allerede.

Hva med selve sikringen og tryggingen til selve

transporten langs vei, i tunneler, på ferger og vinterveier

i vind & blåst generelt med en slik lett last, der et havari

eller utforkjøring kan bli et uhåndterlig scenario for

stedlig brannvesen dersom det blir mistanke om at

tanken har mistet sin integritet?

I de scenarioene jeg har sett, så blir bulk-frakt

med trailer over 100 til 200 Km på meget god vei

vurdert i et kort tidsrom på noen få timer, ikke over

det tidobbelte med innlagt hviletid, også for

vogntog med to sjåfører.

Et tenkt eksempel med et vogntoglass på

1160Kg komprimert H2 på 450 bar,

vil kreve omtrent 5 MWh tur/retur dersom

man legger 125kWh/100Km til grunn, pluss

produksjonstap basert på uviss kraft-miks.

Ca 6 MWh (5 kWh/Kg) går med til komprimering,

og 58MWh (50kWh/kg) til elektrolyse av vann

til H2 (og O2) pluss diverse tap i alle ledd.

Hadde det ikke vært bedre å få på plass

stabil produksjon av stedlig drivstoff FØR man får

fergen i drift? Fergen bør vel gå en stund i ren

prøvedrift i lengre tid for å lukke flest mulig avvik

likevel, og med tanke på hvilke utfordringer Fjordline

hadde med LNG-tanking og gjeldende regler tilbake

i 2013/2014. Er disse reglene og lovene blitt endret?

H2-drift vil jo betinge hyppig tanking mht spesifikk

energiinnhold per kubikkmeter. Skjønner heller

ikke hvorfor Vestfjorden av alle utsatte strekk velges

som introduksjonsstrekning, men dette er vel

politikk som ikke lar seg forklare som så mye

annet i denne sammenhengen.

Dersom man sammenligner utslipp av samtlige

lokale fergesamband i Norge med et enkelt stort

containerfartøy eller råoljetankskip

så er det åpenbart hvor innsparingspotensialet ligger

i globale utslipp, særlig når store fartøy i stor

grad benytter tungolje som drivstoff.

Den kjedelige og beste utslippskuttet ligger

i å redusere forbruket av varer som er produsert

i fjerne strøk av kunststoffer og som må fraktes

over lange strekk.

[NERVI]

Nå gjelder det å tenke strategisk. Det naturlige er å gå for det vi har kunnskap om, og i tillegg se til hva som er salgbart. For de relevante reisetidene/rekkeviddene, så er naturlig vis trykksatt hydrogen godt nok. Det er plass nok på båtene!

Om Linde fortsetter å kjøre flytende blått, grått eller brunt hydrogen til disse båtene, så er det ganske innlysende en midlertidig løsning.  Kortreist ferskvare som vindkraftbasert hydrogen vil nødvendig vis bli fremtiden, om man ser på den totale ressursbruken. Man må bruke fornuft, og fri seg fra dagens prisbilde og tilgjengelighet, og legge mer fundamentalt viktige faktorer til grunn. Hvilke ressurser er ubegrensede, og hvor mye av disse skal man bruke til å betale for noe som er så ressursintensivt som flytende hydrogen? Komprimert hydrogen  er en lokal og utømmelig ressurs, særlig i Vesterålen og Lofoten/Vestfjorden! Hvorfor frakte flytende hydrogen fra det sentrale Europa??

Endret 26. januar 2022 av NERVI

[Ketill Jacobsen]

NERVI skrev (1 time siden):

 Komprimert hydrogen  er en lokal og utømmelig ressurs, særlig i Vesterålen og Lofoten/Vestfjorden! Hvorfor frakte flytende hydrogen fra det sentrale Europa??

Det er jo ikke noe hokus pokus med å lage flytende hydrogen lokalt. Som du selv skriver først er flytende hydrogen fra Tyskland en midlertidig løsning.

[NERVI]

Ketill Jacobsen skrev (7 timer siden):

Det er jo ikke noe hokus pokus med å lage flytende hydrogen lokalt. Som du selv skriver først er flytende hydrogen fra Tyskland en midlertidig løsning.

Det kan hende man burde satse på flytende hydrogen i tillegg til komprimert, men over tid får man nok et større marked for komprinert. Blir spennende å følge med på hva tungtransporten gjør.

[johvi]

Det eneste "problemet" hydrogendrift kan løse er lokal luftforurensing. Jeg tror ikke dette problemet eksisterer i Lofoten. M.a.o. man kunne like gjerne fyrt i peisen med pengene som brukes på dette prosjektet.

Skal man løse "klimaproblemet" må man se på hvordan energi produseres globalt, hvor og hvordan energien brukes er helt likgyldig.

[Simen1]

Man får økt tettheten fra ca 40 til 70 kg/m3 ved å gå fra 700 bar trykktank ved romtemperatur til flytende hydrogen ved ca 20K og 1 bar. Både 700 bar på sin side og 20K på sin side krever avansert teknisk utstyr og medfører energitap. Jeg skal ikke forskutere hva som er best eller dårligst løsning for ferger, men påpeker bare at begge deler kommer med hver sine utfordringer.

Som man ser av område 3 i diagrammet er det også mulig å kombinere de tekniske utfordringene ved å velge både kryogene temperaturer og høyt trykk.

Hydrogenlagring i hydrokarboner og i metaller har ingen plass i diagrammet, men bør vel også nevnes som alternativer.

[K Leonidas]

naviga skrev (18 timer siden):

Et vogntog med 40 kubikkmeter transporttank kan

transportere

1160 Kg komprimert H2 ved 450bar eller

2800 Kg flytende H2 ved -253℃, tilsvarende

energimengde på hhv 39MWh og 93MWh.

 

Ved transport av LNG vil en slik tank romme

17 tonn og en energimengde 338MWh, og diesel

34 tonn med energimengde 408MWh.

Med tanke på virkningsgrad, så kreves det altså

mellom 8 og 10 vogntog for å frakte samme

energimengde som komprimert H2 sammenlignet

med LNG og diesel.

Transporttanken for H2 vil nok bli vesentlig mindre i volum

pga påkrevd isolasjon og konstruksjon for å redusere

diffusjon og hydrogensprøhet. Det kan fort bli

en utfordring på veien å være såpass lett, som attpåtil skal

returnere tom, fortrinnsvis med en nøytralgass på tanken.

Hengeren kan jo lastes ned med lodd, det går

ut over volumet, men likevel muligens gi bedre

trafikk-sikkerhet. Her er jo Statens Vegvesen inne

i prosjektet, og bør jo ha en Risiko- og Sårbarhetsanalyse

ferdig allerede.

Hva med selve sikringen og tryggingen til selve

transporten langs vei, i tunneler, på ferger og vinterveier

i vind & blåst generelt med en slik lett last, der et havari

eller utforkjøring kan bli et uhåndterlig scenario for

stedlig brannvesen dersom det blir mistanke om at

tanken har mistet sin integritet?

I de scenarioene jeg har sett, så blir bulk-frakt

med trailer over 100 til 200 Km på meget god vei

vurdert i et kort tidsrom på noen få timer, ikke over

det tidobbelte med innlagt hviletid, også for

vogntog med to sjåfører.

Et tenkt eksempel med et vogntoglass på

1160Kg komprimert H2 på 450 bar,

vil kreve omtrent 5 MWh tur/retur dersom

man legger 125kWh/100Km til grunn, pluss

produksjonstap basert på uviss kraft-miks.

Ca 6 MWh (5 kWh/Kg) går med til komprimering,

og 58MWh (50kWh/kg) til elektrolyse av vann

til H2 (og O2) pluss diverse tap i alle ledd.

Hadde det ikke vært bedre å få på plass

stabil produksjon av stedlig drivstoff FØR man får

fergen i drift? Fergen bør vel gå en stund i ren

prøvedrift i lengre tid for å lukke flest mulig avvik

likevel, og med tanke på hvilke utfordringer Fjordline

hadde med LNG-tanking og gjeldende regler tilbake

i 2013/2014. Er disse reglene og lovene blitt endret?

H2-drift vil jo betinge hyppig tanking mht spesifikk

energiinnhold per kubikkmeter. Skjønner heller

ikke hvorfor Vestfjorden av alle utsatte strekk velges

som introduksjonsstrekning, men dette er vel

politikk som ikke lar seg forklare som så mye

annet i denne sammenhengen.

Dersom man sammenligner utslipp av samtlige

lokale fergesamband i Norge med et enkelt stort

containerfartøy eller råoljetankskip

så er det åpenbart hvor innsparingspotensialet ligger

i globale utslipp, særlig når store fartøy i stor

grad benytter tungolje som drivstoff.

Den kjedelige og beste utslippskuttet ligger

i å redusere forbruket av varer som er produsert

i fjerne strøk av kunststoffer og som må fraktes

over lange strekk.

Veldig bra sammendrag! Om en skal lage ett enda kortere sammendrag så er dette, uavhengig om en er klimafornekter eller ikke, kostbar symbol politikk på lik linje med elektrifisering av Nordsjøen. Som i tillegg utgjør en stor sikkerhetsrisiko for både ferjepassasjerer og bilister.

[UBWB96K9]

Sikkeregets vurderunger knyttet til Bruk av hydrogen som drivstoff sivil l skipsfart.

Hydrlgen er dsikkert et utmerket drivstoff hvis man bil ut i rommet og til mån en.

I Usa har NASA bygget opp et omfattende sikkerhetsregime kbyttet til alle sider ved bruk av flytende Hydrogen.

Sikkerhetsmanualdene dekker alle sider av bruk av Hydrogen fra produksjon , lagring lagring , bunkring av rom fartøyet og bruken under måneferden.

I Norge har vi omfattende erfaring med LNG fra produksjon til skipsfart og bruk av LNG til fremdrift av skip , LNG Dual Fuel motorer.

Moss Rosen berg verft var verdens største bygger og designer a\v LNG skip på 1970 tallet med sin klassiske kuletankkonstruksjon og det var høyteknologiske bedrifter innen alle aspkter av denne virksomheten fra DNV Klasseselskapet for skip ,material teknikk og sveising , isolasjonssystemer iog skipsteknisk design til bygiing og bruk av LNG avkok til fremdrift og alle andre komponenter som hlrer med.

Vi leverte skip med Dual Fuel stempelmotorer, Damp turbin anlegg oig Gass turbin fremdrift...

LnG har en kokerpunltstemperatur på minus 163 gr. C, som i seg sellv representerer utfordringer for materialer , sveising , slagseighet og sprøbrudd etc.

Flytende Hydrogen har en kolepunktstemperatur på minus 253 gr C, dvs 90 grader lavere enn LNHG ,i kke veldig langt fra det absoilutte nullpunkt O gr Kelvin eller minus 273 gr. C

Flater som kjøles ned til disse temperaturer kan forårsake kondensasjon av Okygen fra omgivelsesluften og skape farlige antenndelsesgrenser og eksplosive reaksjoner..

Det forbauser meg at i all euforien rundt bruk av hydrogen til fergefremdrift synes sikkerhetsaspektet og risikoeksponeringen ved en ulykke fullstendig oversett og forbigått i stillhet

Hydrogen er meget reaktivt oig eksplosivt med vide ekspllosjonsgrenser,

Etter mitt skjønn egner ikke Flytende hydrogen seg til bruk i det sivile samfunn.

Det er uegnet grunnet farepotesialet de behov det vil væfe til spesialisert kunnskap på mange plan neppe tilgjengelig i de operative miljøene vi snakker om her.

Jeg legger ved orientering klippet fra NASA med kort beskrivelse av de problemstillinger som må dekkes for forsvarliug drift.Siden vi snakker om Statens Vegveseb som bestiller kunne cdet være interessant å høre hvilke betrakninger de har gjort seg vedr, vegtranbsaporet av flytende Hydrogen og tunneller

Link til NASA

https://www.energy.gov/sites/prod/files/2014/03/f11/871916.pdf

 

[J-Å]

19 hours ago, naviga said:

Et vogntog med 40 kubikkmeter transporttank kan

transportere

1160 Kg komprimert H2 ved 450bar eller

2800 Kg flytende H2 ved -253℃, tilsvarende

energimengde på hhv 39MWh og 93MWh.

 

Ved transport av LNG vil en slik tank romme

17 tonn og en energimengde 338MWh, og diesel

34 tonn med energimengde 408MWh.

 

For å fortsette med det tredje alternativet som var nevnt, så vil LOHC kunne transporteres tilsvarende som diesel, men vil inneholde ca. 1/6 utnyttbar energi i forhold til diesel (60-80 MWh for 40 kubikkmeter, litt avhengig av hvilken olje som velges).  En må da også ta med restproduktet som returlast for ny hydrogenisering. Jeg vil anse det for å være et mye bedre og sikrere alternativ transportmessing enn ren hydrogen. 

Batterier vil være enda bedre, men det er jo krav om hydrogen . 

Endret 27. januar 2022 av J-Å

[naviga]

UBWB96K9 er inne på noe helt fundamentalt

innen trygging og sikring av slike farkoster, dersom

man mot all formodning ser at prosjektet fullføres.

Og er enig med J-Å at alternativet

med LOHC Liquid Organic Hydrogen Carrier

må vurderes for sikrere transport og lagring

dersom Hydrogen har blitt et absolutt krav i

dette som kan minne om et prestisjeprosjekt

uten større tanke på det økonomiske aspektet.

Med LOHC vil man unngå mange flaskehalser,

og få enklere transport, tanking og lagring.

LOHC bør nok være med i vurderingene rundt

lokal produsert hydrogen for skipsfart, fremfor å håndtere

og omgås med komprimert eller nedkjølt hydrogen, som

UBWB96K9 beskriver, dersom LOHC kan leve

opp til forventningene er skapt.

[Roger Moore]

Dette er et påfuglprosjekt der målet er å være flinkest i klassen, ikke å levere noe som faktisk virker og som er trygt.

Batterier, LNG og diesel. Det er det som hører hjemme her. LNG fergene til Fjordline f.eks. er komfortable og effektive ferger. Men neida, en skal sprade rundt i ekkokammer-fora og vise frem fjærene sine.

Endret 27. januar 2022 av Roger Moore

[Kun-skaper]

Er tanken å bruke H2 i tradisjonelle stempelmotorer? Det vil ha sine sider ang fyllingsgrad, flammefront og forbrenning som vil legge seg mot sylindervegger etc, - ikke brenne i rommet lignende gass / diesel. H2 lekkasjer mot bunnpanne ol?

[J-Å]

Quote

Minimum 85 % av det årlige totale energiforbruket til de to hovedfartøyene på sambandet, knyttet til de aktiviteter som inngår i miljørapportering iht. pkt. 2.10.1, med unntak av energi brukt til forseiling til/fra verksted, skal komme fra hydrogen som ikke er bundet til andre stoffer og som benyttes i brenselceller om bord i fartøyene.

Dette er etter det jeg forstår kravet (sitert  fra skipsfarts-forum.net), men ut fra det som står øverst i artikkelen her, så er "hydrogen lagret i olje" akseptert. 

[Ketill Jacobsen]

J-Å skrev (22 timer siden):

Batterier vil være enda bedre, men det er jo krav om hydrogen . 

Vi kan se på to ruter med like stor ferje. Den ene er på 10 minutter overfart og en behøver et batteri som klarer 30 minutter (for å ha noe margin selv om en lader ved hver kaiankomst). Den andre ferjen går i en rute som tar to timer. Da må en ha batterier som er 12 ganger større. I og med at det meste av kostnadene for batterier er kapitalkostnader, så vil også kostnaden bli nær tolv ganger større (kr/km).

En skjønner at en fort kommer til en grense i forhold til rutelengde og batterier, først en økonomisk grense og deretter en vektgrense (da batteri utgjør 90% av totalvekten og nyttelasten er tilnærmet null).

En hydrogenferje vil kunne gå en uke eller mer mellom hver tanking (se Hydra, skipsrevyen.no)..

Endret 28. januar 2022 av Ketill Jacobsen

[J-Å]

43 minutes ago, Ketill Jacobsen said:

En skjønner at en fort kommer til en grense i forhold til rutelengde og batterier, først en økonomisk grense og deretter en vektgrense (da batteri utgjør 90% av totalvekten og nyttelasten er tilnærmet null).

Dette har vi jo diskutert før: 

 

On 12/22/2021 at 2:59 PM, J-Å said:

Ja, en dieselbackup kan være greit, men de aller fleste turene disse fergene går er bare 3 timer og 15 minutter. De eksisterende har maskineri på  5250 kW som gir en toppfart på 22 knop. Typisk rutefart er 16 knop. Det bør de klare med 3000 kW. Altså trenger de batterikapasitet på ca. 10 MWh. Havila Capella har allerede  en batterikapasitet på 6MWh. Med en tilsvarende løsning + en portabel batteripakke på en semitrailer eller i et par containere, bør de klare seg greit under vanlige forhold.

https://corvusenergy.com/projects/havila-capella/

https://www.wartsila.com/dnk/media/news/07-09-2021-wartsila-swappable-battery-containers-enabling-inland-waterway-vessels-to-operate-with-zero-emissions-2971607

On 12/22/2021 at 5:00 PM, Ketill Jacobsen said:

Det er vel gjerne batterienes høye pris som er problemet ca  50 millioner kr for 10 MWh? Om ferjen går 10 timer i døgnet (i fart) så blir dieselkost ca  kr  81.000 kr (10 timer x 3.000 kW x 2,7 kr/kWh) per døgn, mens batterikost inkludert strøm og nedskriving over 6 år, blir ca 35.000 per døgn (snittrente 4% på kapital, strømpris kr 0,7 per kWh, ferje aktiv over 300 av årets 365 dager).

Regnestykket: 4% rente på 50 mill. per døgn kr 5.500. Avdrag for batteri: 50 millioner over 6 år per døgn: kr 22.830 per døgn. Strøm: 3.000 kW x 10 timer x kr 0,7 per kWh = kr 21.000 per døgn.

Så mitt regnestykke viser at batteri blir billig og vekten på batteriet (ca 100 tonn) og det plass den opptar burde ikke være en utfordring for en så pas stor ferje!

 

[Simen1]

Ketill Jacobsen skrev (3 timer siden):

Vi kan se på to ruter med like stor ferje. Den ene er på 10 minutter overfart og en behøver et batteri som klarer 30 minutter (for å ha noe margin selv om en lader ved hver kaiankomst). Den andre ferjen går i en rute som tar to timer. Da må en ha batterier som er 12 ganger større. I og med at det meste av kostnadene for batterier er kapitalkostnader, så vil også kostnaden bli nær tolv ganger større (kr/km).

Margin regnes nok både i driftstid og prosent, ikke kun prosent. Prosentberegningen trengs for å takle ulike vind og bølgeforhold, mens driftstid-marginen er for å ha tid til ekstra manøvrering i havn på begge sider.

Så dersom man regner med 10 minutter overfart og 100% margin for sjø og vind så trenger man altså 10 minutters prosentmargin. Så kan det f.eks være 10 minutters driftstid-margin i tillegg. Totalt: 10+10+10 minutter for den korte fergeturen.

Skalerer man opp til 2 timers overfart så trenger man 2 timers prosent-margin og 10 minutter driftstid-margin. Totalt 4 timer og 10 minutter.

Dette er kun hypotetiske tall, men poenget er at man ikke trenger å skalere opp driftstidmarginen. Regnestykket ditt er altså for pessimistisk.

____________

Det sagt så slenger jeg meg på @J-Å om at det er hensiktsmessig å ta sikkerhetsmarginer i form av dieseldrift i stedet for med batterier. Sikkerhetsmargin er noe man typisk bruker sjeldent så det kan regnes som tilnærtmet utslippsfritt. Dette er et kompromiss som sparer mye vekt og kostnader. På så lange strekninger som Vestfjorden-fergene er man nesten nødt til å inngå noen kompromisser med hybridisering for å komme i mål til en grei pris.

Endret 28. januar 2022 av Simen1

[Ketill Jacobsen]

Simen1 skrev (5 timer siden):

Det sagt så slenger jeg meg på @J-Å om at det er hensiktsmessig å ta sikkerhetsmarginer i form av dieseldrift i stedet for med batterier. Sikkerhetsmargin er noe man typisk bruker sjeldent så det kan regnes som tilnærtmet utslippsfritt.

Da jeg var på Nesvik (Hydra's søsterskip) hørt jeg bare en svak summing da jeg stod på hoveddekket. Jeg kunne gjerne tro at skipet gikk på batteri. Prat med en sjømann ombord forklarte meg hvordan alt hang sammen. På denne turen gikk nok båten på to dieselgeneratorer via batteriene. Opplegg med to kompakte generatorer er en fin ordning med hensyn til regularitet og sikkerhet og bidrar sterkt til å minimalisere størrelsen på batteriene. Som du også sier, disse generatorene fører i praksis med seg ingen CO2-utslipp (når normal drift med lading/hydrogen er kommet i gang).

Hydra (og Nesvik) er et interessant tilfelle med tre mulige former for energiinput, diesel, lading og hydrogen uten at det fører med seg ekstreme kostnader.

[Roger Moore]

Ketill Jacobsen skrev (5 timer siden):

Da jeg var på Nesvik (Hydra's søsterskip) hørt jeg bare en svak summing da jeg stod på hoveddekket. Jeg kunne gjerne tro at skipet gikk på batteri. Prat med en sjømann ombord forklarte meg hvordan alt hang sammen. På denne turen gikk nok båten på to dieselgeneratorer via batteriene. Opplegg med to kompakte generatorer er en fin ordning med hensyn til regularitet og sikkerhet og bidrar sterkt til å minimalisere størrelsen på batteriene. Som du også sier, disse generatorene fører i praksis med seg ingen CO2-utslipp (når normal drift med lading/hydrogen er kommet i gang).

Hydra (og Nesvik) er et interessant tilfelle med tre mulige former for energiinput, diesel, lading og hydrogen uten at det fører med seg ekstreme kostnader.

Det mest interessante her er at hydrogenet er helt unødvendig. Fjern hydrogenet og du har velprøvd teknologi som dekker behovet også over Vestfjorden. Skulle en være gasskåt så kan en slenge inn litt LNG. Nå har en hatt drift i flere måneder Hjelmeland - Nesvik- Ombo, tror ingen savner hydrogenet. (Men en skulle aller helst hatt en bro over Jøsenfjorden).