Foto: Brødrene Aa

Hydrogen i maritim sektor

IFEs hydrogenhistorie går helt tilbake til 1955 og IFE har drevet forskning både på lagring, produksjon og forståelse av hydrogen som del av energisystemet. Nå er det hydrogen i maritim sektor som står i fokus. IFE jobber for tiden med flere prosjekter med dette som tema. Også i FME-senteret som IFE leder (MoZEES) står hydrogen i maritim sektor sentralt.

Idéen  om å bruke hydrogen og brenselceller i  maritim sektor går mange år tilbake, men har i de senere år virkelig fått vind i seilene. IFE etablerte en ny strategisk satsning på dette i 2014, der vi bla. så litt nærmere på mulighetene for bruk av hydrogen og brenselceller i hurtiggående passasjerbåter og offshore supplyskip. I løpet av de siste årene har den maritime næringen selv vært en pådriver og hydrogen kommer nå for alvor inn i skipsfarten. Vegvesenets tildeling av milliardkontrakten til Norled i november 2018 om hydrogenferger i Rogaland er et godt eksempel på hva som skjer. En rekke andre initiativer er på gang og flere kommuner har etablert prosjekter med å utvikle utslippsfrie ferger.

Norge har en omfattende maritim næringsklynge med tunge forskningsmiljøer, verft, utstyrsleverandører og leverandører av maritime tjenester. Offentlige myndigheter har fulgt opp med initiativ og midler og Regjeringen arbeider med en ny hydrogenstrategi. Norge er på vei til å ta en posisjon som ledende innen grønn skipsfart.

Klima er driveren

Den internasjonale skipstrafikken står for en stor del av verdens utslipp av klimagasser. IMO (International Maritime Organization) har ambisiøse klimamålsettinger og det forventes at det kommer strenge utslippskrav til skipsfarten. Skip har en lang levetid så rederiene må allerede fra 2030 forberede en storstilt omlegging  til klimavennlige lav- og nullutslippsløsninger. I Norge står den kystnære skipstrafikken for nesten 10% av våre CO2-utslipp så en overgang til hydrogen vil være et viktig bidrag i klimakampen.

 Hydrogen og batterier skaper nye utfordringer for maritim sektor

Siden bruken av hydrogen og batterier er nytt for bransjen er det behov for å utvikle ny kunnskap og det må utvikles nytt regelverk. Næringen og samfunnet har over 100 års erfaring med å håndtere fossilt drivstoff og de fleste eksisterende systemer og rutiner i sjøfarten er knyttet opp mot olje og diesel, og nå etter hvert også LNG og LPG. IFE bidrar med forskning for å sikre at maritim sektor kan greie overgangen til en grønn og utslippsfri skipsfart på en sikker og effektiv måte. IFE arbeider bl.a med teknologiske og sikkerhetsmessige utfordringer relatert til design og drift av bunkersystemer for hydrogen og bruk av brenselsceller i skip. Det er spesielt oppskalering for bruk av hydrogen i stor skala som er krevende.  IFE har mer enn 20 års erfaring på forskning og utvikling av hydrogensystemer, og leder og deltar nå i flere store prosjekter med fokus på bruk av hydrogen i maritim sektor.

Sikkerhetsutfordringene med bruk av hydrogen er også svært forskjellig fra tidligere og hydrogen krever nye måter å overvåke og kontrollere tilstanden til hydrogentankene og brenselscellene om bord i båtene. Forskningsaktivitetene på IFEs sektor for Digitale Systemer, som har mer enn 50 års erfaring med utvikling av avanserte overvåkingssystemer for kjernekraftindustrien, kommer til stor nytte i denne sammenheng.

Kjølt hydrogen eller komprimert gass?

Energitettheten i hydrogen er begrenset i forhold til andre typer drivstoff. Skal skipene gå langt er foreløpig ikke hydrogen aktuelt. Hydrogen kan imidlertid med fordel brukes for båter med kortere rekkevidde og som har en fast base som utgangspunkt. For Norge kan dermed hydrogen vise seg spesielt egnet da vi har en rekke ferger, behov for supplybåter til offshoreinstallasjoner og oppdrettsanlegg som krever båttransport.

En sentral problemstilling som IFE ser på er spørsmålet om bruk av kjølt (ca. -253°C) hydrogen eller komprimert gass (> 250 bar). Kjølt hydrogen krever omfattende hydrogenproduksjonsanlegg og er kostnadskrevende, mens bruk av trykksatt gass er enklere siden dette krever mindre komplisert hydrogenproduksjonsanlegg og gassen kan lagres i standard trykkbeholdere. De to hydrogenalternativene har sine fordeler og ulemper og IFE har forskningsaktiviteter på begge.

Hvor skal hydrogenet komme fra?

Skal det lykkes med en overgang til hydrogen i maritim sektor i Norge må det produseres mer hydrogen. For klima er det best om hydrogenproduksjonen er basert på fornybar energi. Med rikelig tilgang på elektrisk strøm har vi et godt utgangspunkt i Norge for en bærekraftig hydrogenproduksjon. Det er også mulig å produsere hydrogen fra naturgass, noe vi har mye av i Norge. Hydrogenproduksjon fra naturgass medfører imidlertid utslipp av CO2, men ulike konsepter for karbonfangst er under utvikling i Norge (ref. FME NCCS) som også vil kunne gi en bærekraftig hydrogenproduksjon fra naturgass. Det er utfordringer knyttet både til kostnader og teknologi ved oppskalering av hydrogenproduksjonen. I Norge er regjeringen i gang med å etablere en nasjonal hydrogenstrategi og IFE er med på å gi råd om hvilke hydrogenløsniner som passer til de ulike anvendelsesområdene.

Norge, en unik læringsarena

IFE har en lang tradisjon med hydrogenforskning; «Jeg fikk faktisk en rapport fra Bjørn Gaudernack om muligheter for bruk av H2 og FC i ferger da jeg kom til IFE i 1995».

«Hydrogen som energibærer er et viktig bidrag for å håndtere klimautfordringene, men vi må være ydmyke og ikke tro at hydrogen kan brukes i alle former for transport. I Norge har vi imidlertid noen spesielle fortrinn som vi bør utnytte. Vi har kompetanse i hele verdikjeden fra produksjon til bruk av hydrogen. Vår geografi med behov for ferger i offentlig regi, en kunnskapsrik og offensiv maritim sektor og støttende offentlige myndigheter gir oss en unik læringsarena for å ta i bruk hydrogen i maritim sektor. I tillegg kommer utviklingen innen batteriteknologi som også er veldig viktig for maritim sektor nå. Så vi har alle grunner til å se positivt på muligheten til å få en utslippsfri skipstrafikk langs norskekysten», sier Øystein Ulleberg, som er forskningsleder IFE og leder for FME MoZEES, et nasjonalt forskningssenter for nullutslipp i transport (MoZEES)..

Eksempler på hydrogenprosjekter i maritim sektor som IFE nå arbeider med:

KPN (Kompetanseprosjekter for næringslivet)

Tittel: “Hydrogen and Fuel Cells for Maritime Applications”

Prosjektdeltagere: Forskningspartnere: IFE, NTNU, USN

Brukere og industripartnere: Equinor, ABB Marine, Hayward Design&Solutions, Umoe Advanced Composites, Lloyds Register, Sjøfartsdirektoratet

IPN (Innovasjonsprosjekter for næringslivet)

Tittel: “Landbasert Overvåkning av Autonome Skip»

Prosjektdeltagere: Kongsberg Maritime, IFE, NTNU

2019-03-13 Viktor A. Wikstrøm jr.

 

Ulleberg, Øystein

Fornybare energisystemer,

Relaterte artikler