IMO2020: Η άνοδος του χύδην υγρού υδρογόνου στη Νορβηγία

Διανομές φορτίου χύδην για τη μεταφορά υγροποιημένου υδρογόνου από τη Moss Maritime, τη διαχείριση πλοίων Wilhelmsen, την Equinor και την DNV-GL. Φωτογραφική πίστωση: Moss Maritime.

Tor Skogan: Tor Skogan, VP του ΥΦΑ στο Moss Maritime. Φωτογραφική πίστωση: Tor Skogan.

Previous Next

Φανταστείτε ένα δίκτυο διανομής ενέργειας όπου η πλεονάζουσα ανανεώσιμη ενέργεια από την υδροηλεκτρική, την αιολική, την ηλιακή και την πυρηνική ενέργεια μετατρέπεται σε υδρογόνο και χρησιμοποιείται ως καύσιμο μεταφοράς στη ναυτιλιακή βιομηχανία. Με τη γοητεία ενός καυσίμου με μηδενικές εκπομπές, ορισμένοι πλοιοκτήτες αρχίζουν να εξετάζουν σοβαρά το υδρογόνο για νεοσυσταθέντα πλοία. Ως τολμηρό πρώτο βήμα, η χώρα της Νορβηγίας χορήγησε ορισμένες επιχορηγήσεις σε κορυφαίες ναυτιλιακές εταιρείες για τη διεξαγωγή μελετών σκοπιμότητας σε διάφορες πτυχές αυτού του αναδυόμενου τεχνολογικού τομέα. Κεντρικό σημείο αυτής της συζήτησης είναι το "πώς" το υδρογόνο θα μεταφερθεί από την πηγή του στους τελικούς χρήστες.

Οι εταιρείες με έδρα τη Νορβηγία, η Moss Maritime και η Wilhelmsen Ship Management μαζί με τον νορβηγικό ενεργειακό κολοσσό Equinor και την κοινωνία των τάξεων DNV-GL διενήργησαν πρόσφατα μελέτη σκοπιμότητας για την ανάλυση των τεχνικών και οικονομικών πτυχών μιας τέτοιας δέσμευσης. Ο Tor Skogan, Αντιπρόεδρος του Υγροποιημένου Φυσικού Αερίου (LNG) στο Moss Maritime, και ο Per Brinchmann, Αντιπρόεδρος των Ειδικών Έργων στο Wilhelmsen, έδωσαν εικόνα για την αναδυόμενη αγορά χύδην υγρού υδρογόνου στη Νορβηγία. Με επιχορήγηση από την Innovation Norway, ερευνητική οργάνωση που χρηματοδοτήθηκε από το κράτος, οι εν λόγω εταιρείες ξεκίνησαν μια τεχνική μελέτη σχεδιασμού φορέα για τη μεταφορά υγροποιημένου υδρογόνου χύδην με χωρητικότητα 9.000 κυβικών μέτρων, που θα εξυπηρετούσε έναν αναπόσπαστο ρόλο σε μια αναδυόμενη οικονομία υδρογόνου.

Μια αναπτυσσόμενη αγορά για το χύδην υγρό υδρογόνο
Με βάση τις συζητήσεις με εμπειρογνώμονες στον τομέα του θαλάσσιου υδρογόνου, τα πορθμεία και τα κρουαζιερόπλοια είναι πιθανόν να είναι τα πρώτα είδη πλοίων που θα υιοθετήσουν αυτή την τεχνολογία. "Ξεκινάει με μικρές και μικρές επιχειρήσεις [όπως τα ταχύπλοα ...] για το υγροποιημένο υδρογόνο που έρχεται στη Νορβηγία ", εξήγησε ο κ. Brinchmann επισημαίνοντας την FLAGSHIPS, μια επιχορήγηση από το πρόγραμμα Έρευνας και Καινοτομίας της ΕΕ« Ορίζοντας 2020 », για την κατασκευή και εκμετάλλευση οχηματαγωγών υδρογόνου. Ένα δελτίο τύπου του προγράμματος Horizon 2020 ανέφερε ότι ένα από τα πρώτα οχηματαγωγά πλοία υγροποιημένου υδρογόνου στον κόσμο θα λειτουργήσει από την Norled, τοπική εταιρεία παροχής μεταφορών στη Νορβηγία, που θα χρησιμοποιηθεί στο δρομολόγιο Finnøy βορειοανατολικά του Stavanger μέχρι το 2021.

Για να αναπτύξουν περαιτέρω την αλυσίδα αξίας υδρογόνου, οι Moss, Wilhelmsen, Equinor και DNV-GL αποφάσισαν να σχεδιάσουν ένα φορτηγό πλοίων χύδην για την προμήθεια υγρού υδρογόνου σε προτεινόμενα πορθμεία και κρουαζιερόπλοια που λειτουργούν στα νορβηγικά φιόρδ. Κατά τη χαρτογράφηση των διαφόρων μεθόδων και θέσεων παραγωγής υγροποιημένου υδρογόνου, η ομάδα θεώρησε τόσο «πράσινο υδρογόνο» που παράγεται μέσω ηλεκτρολύσεως από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και «μπλε υδρογόνο» από αναμόρφωση ατμού-μεθανίου σε συνδυασμό με δέσμευση άνθρακα. Στη διαδικασία ηλεκτρόλυσης, το νερό χωρίζεται σε υδρογόνο και οξυγόνο μέσω μιας διαδικασίας που χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα και εξειδικευμένες μεμβράνες. Η αναμόρφωση του ατμού-μεθανίου σε συνδυασμό με τη δέσμευση άνθρακα, από την άλλη πλευρά, συνεπάγεται την καύση προϊόντων πετρελαίου, γενικά φυσικού αερίου, και τη δέσμευση και αποθήκευση των εκπομπών άνθρακα μετά την καύση.

"Οι μονάδες υγροποίησης είναι ακριβές", δήλωσε ο κ. Brinchmann. "Αυτό είναι ένα παιχνίδι όγκων ... Πώς δημιουργούμε τους όγκους που απαιτούνται για να δικαιολογήσουμε το υψηλό επενδυτικό κόστος;" Διανομές φορτίου χύδην για τη μεταφορά υγροποιημένου υδρογόνου από τη Moss Maritime, τη διαχείριση πλοίων Wilhelmsen, την Equinor και την DNV-GL. Φωτογραφική πίστωση: Moss Maritime.

Εκτός από την καλή θέληση που δημιουργείται από την ανάπτυξη σκαφών που δεν παράγουν εκπομπές κατά τη διάρκεια των επιχειρήσεων, η νορβηγική κυβέρνηση σχεδιάζει να εκδώσει κανονισμούς που θα ενθαρρύνουν τους πλοιοκτήτες να υιοθετούν σκάφη μηδενικών εκπομπών σε ορισμένες ζώνες λειτουργίας.

Ο κ. Brinchmann εξήγησε: "Η νορβηγική κυβέρνηση ανακοίνωσε ότι μετά το 2026 για να μπορέσουμε να εισέλθουμε στα φιόρδ της κληρονομιάς στη Νορβηγία, πρέπει να είστε ελεύθεροι εκπομπών. Τα κρουαζιερόπλοια που έρχονται στη Νορβηγία μετά το 2026 δεν θα μπορούν να εισέλθουν σε συγκεκριμένα φιόρδ, εξαιτίας των εκπομπών, εκτός εάν μεταφέρουν άλλα είδη καυσίμων. Αυτό είναι ένα ισχυρό μήνυμα προς τη βιομηχανία ότι πρέπει να αλλάξετε. Με τον καιρό αυτό θα αναγκάσει μερικούς από τους χειριστές που θέλουν να πάνε στα φιόρδ ... να αλλάξουν το υδρογόνο ».

Εκτός από συγκεκριμένα νορβηγικά φιόρδ, το Svalbard, το αυστηρό αρκτικό νησί που βρίσκεται βόρεια της ηπειρωτικής Νορβηγίας, μπορεί επίσης να είναι μια αναδυόμενη αγορά υγροποιημένου υδρογόνου. Σε μια ώθηση της νορβηγικής κυβέρνησης για τη μετάβαση από τον άνθρακα, οι αρχές εξετάζουν το υδρογόνο και τις κυψέλες καυσίμου για την εξουσία του νησιού. Ο κ. Brinchmann δήλωσε: "Μία επιλογή είναι η μεταφορά υδρογόνου από το Tjeldbergodden [τόπος κοντά στο Trondheim όπου η Equinor διαθέτει σταθμό μεθανόλης και σταθμό λήψης αερίου], στο Svalbard. Αυτό το σκάφος σχεδιάστηκε για να χειρίζεται τη μεταφορά υδρογόνου για να προμηθεύει το Svalbard. [Η χορηγία μας] από την Innovation Norway βασίστηκε κυρίως στην υπόθεση Svalbard ".

Per A. Brinchmann, VP Special Projects στο Wilh. Wilhelmsen Holding ASA. Φωτογραφική πίστωση: Wilhelmsen.
Τεχνολογική καινοτομία και προκλήσεις
Η Moss Maritime, οι αρχικοί σχεδιαστές των παραγωγικών μεταφορέων υγροποιημένου φυσικού αερίου Moss (LNG), χρησίμευσε ως τεχνικό μόλυβδο για τη μελέτη σκοπιμότητας μεταφοράς υγροποιημένου υδρογόνου. Χρησιμοποιώντας πάνω από 50 χρόνια σχεδιασμού κρυογονικών συστημάτων για μεταφορείς υγροποιημένου φυσικού αερίου και πλωτούς τερματικούς σταθμούς υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG), η εταιρεία ανέθεσε να αναπτύξει ένα σχεδιασμό για υγρό φορέα υδρογόνου 9000 κυβικών μέτρων, με δυνατότητα γεώτρησης.

"Υπάρχουν πολλές ομοιότητες μεταξύ υγροποιημένου φυσικού αερίου και υγροποιημένου υδρογόνου", εξήγησε ο κ. Skogan. "Ένα από τα σημαντικά σημεία [κατά τη διάρκεια της μελέτης σκοπιμότητας] ήταν να καθοριστούν οι διάφοροι τρόποι λειτουργίας του σκάφους και να καθοριστεί έτσι ο εξοπλισμός που απαιτείται για το σκάφος".
"Όταν προσεγγίσαμε σχετικούς πωλητές στην αγορά καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι οι περισσότεροι, αν όχι όλοι οι εξοπλισμοί, που απαιτούνται σε ένα τέτοιο σκάφος είναι περισσότερο ή λιγότερο έτοιμοι να προταθούν από τον προμηθευτή. Είδαμε κάποια μικρά κενά, όπου ορισμένοι προμηθευτές θα συνεχίσουν να εργάζονται για να είναι έτοιμα τα προϊόντα τους να προσφέρονται. Θα έλεγα ότι είναι πολύ κοντά ". Ο κ. Skogan δήλωσε ότι η μελέτη δεν αποκάλυψε "showstoppers".

Η μελέτη σκοπιμότητας κάλυψε επίσης τις εκτιμήσεις για το χειρισμό του αερίου που βράζει (BOG), το οποίο συμβαίνει φυσικά από την είσοδο θερμότητας από το εξωτερικό των δεξαμενών αποθήκευσης. "Καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι με τη χρήση μόνωσης κενού καταλήγουμε με ένα ρυθμό BOG που είναι τόσο χαμηλό ώστε να μπορούμε να διαχειριστούμε το BOG χωρίς ένα εργοστάσιο ανασύνδεσης στο σκάφος, το οποίο είναι επωφελές για την CAPEX και την OPEX", δήλωσε ο κ. Skogan. Ένα εργοστάσιο εκ νέου κλιμάκωσης, που βρίσκεται στους περισσότερους μεταφορείς LPG και σε ορισμένους μεταφορείς ΥΦΑ, ψύχει το BOG και το μετατρέπει πίσω σε υγρό. "Αυτό σημαίνει ότι μετά από τη λειτουργία φόρτωσης στον τερματικό, το σκάφος μπορεί να πλεύσει σε πολλαπλούς προορισμούς με τις δεξαμενές κλειστές. Η πίεση της δεξαμενής θα αυξηθεί ως αποτέλεσμα της φυσικής εισόδου θερμότητας και των εργασιών εκφόρτωσης, αλλά θα βρίσκεται εντός της λογικής σχεδιαστικής πίεσης των δεξαμενών ". Ο κ. Skogan διευκρίνισε ότι αυτός ο σχεδιασμός επιλέχθηκε για να μειώσει το κόστος και την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού. Χωρίς να βρεθεί σε ιδιόκτητες πληροφορίες σχετικά με την κατασκευή δεξαμενών, ο κ. Skogan εξήγησε ότι απαιτείται χώρος κενού και ειδικά μονωτικά υλικά για να επιτευχθούν οι χαμηλοί ρυθμοί BOG για τις δύο δεξαμενές των 4500 κυβικών μέτρων που προτάθηκαν για το σκάφος.

Επόμενα βήματα
Με πολλά έργα υγροποιημένου υδρογόνου σε ολόκληρο τον κόσμο σε διαφορετικά στάδια εκτέλεσης, ο κ. Skogan και ο κ. Brinchmann πρότειναν να είναι έτοιμοι για το επόμενο βήμα. "Σε ένα τέτοιο επίπεδο σκοπιμότητας, δεν είμαστε πολύ μακριά από την παραγωγή τεκμηρίωσης που θα μπορούσε να είναι η βάση για μια αρχή της έγκρισης, η οποία είναι ένα πρώτο βήμα τεχνολογίας που συχνά χρησιμοποιείται για να αποδείξει ότι η τεχνολογία θα μπορούσε να εισαχθεί στην αγορά" δήλωσε ο κ. Skogan.

Ως άμεσο επόμενο βήμα, ο κ. Skogan ανέφερε ότι η ομάδα θα "Εργαστεί πιο λεπτομερώς [με] τις διάφορες δραστηριότητες του πλοίου, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που σχετίζονται με την θέση σε λειτουργία και την αποδέσμευση του συστήματος δεξαμενής αποθήκευσης, και θα επικεντρωθεί περισσότερο στις προδιαγραφές του σχετικού εξοπλισμού και υλικά ".

Για να διευκρινιστεί αυτό το επίπεδο λεπτομέρειας, ο κ. Skogan ζήτησε ένα "ειδικό έργο όπου θα μπορούσαμε να προσαρμόσουμε το σχέδιο για να ανταποκριθούμε στις συγκεκριμένες απαιτήσεις του έργου" βάσει των αναγκών συγκεκριμένου πελάτη.

Από τη συζήτηση με τον κ. Skogan και τον κ. Brinchmann κατέστη σαφές ότι το ενδιαφέρον για το θαλάσσιο χύδην υδρογόνο θα συνεχίσει να αυξάνεται καθώς οι ρυθμιστικοί φορείς σε όλο τον κόσμο ζητούν αυστηρότερες εκπομπές σε όλους τους τομείς των μεταφορών. Επιπλέον, είναι σαφές ότι η Νορβηγία θα συνεχίσει να είναι ένα από τα παγκόσμια επικά κέντρα για έρευνα στο θαλάσσιο υδρογόνο.