Kraftstoff. Das hat sich DNV (die strengste Klassifizierungsgesellschaft in der Schifffahrt) mit vielen Partnern vorgenommen. Hierbei ist ein ganzes Handbuch zur Handhabung von Wasserstoff als Schiffskraftstoff entstanden.
Sehr interessant und beleuchtet dabei viele Punkte, die in Zukunft wichtig sein werden für die Schiffsbesitzer/betreiber.
Also für die, die nichts am Wochenende vorhaben oder noch die Lektüre fürs Einschlafen im Bett suchen - ich habe unten den Artikel von DNV und das komplette Handbuch mit verlinkt. Ich finde es ist ein wichtiges Zeichen und wird vielen eine vernünftige Handhabung/Leitfaden bieten.
https://www.maritime-executive.com/editorials/...rogen-as-a-ship-fuel
Fünf Lektionen zum Thema Wasserstoff als Schiffskraftstoff
Grüner Wasserstoff könnte eine entscheidende Rolle auf dem Weg der maritimen Industrie zur Dekarbonisierung spielen. Durch Elektrolyse hergestellt, ist H2 frei von Kohlenstoffemissionen und könnte in Zukunft weltweit verfügbar sein - als Schiffskraftstoff oder als Schlüssel für synthetische Kraftstoffe. Viele in der Schifffahrt haben das Potenzial von Wasserstoff erkannt, aber die Hürden für die Implementierung der H2-Technologie sind erheblich. Unter der Leitung von DNV hat sich ein Konsortium von 26 Partnern und Beobachtern im MarHySafe Joint Development Project (JDP) zusammengeschlossen, um die Herausforderungen rund um den Wasserstoffbetrieb anzugehen: Sicherheit und Vorschriften. Nach Abschluss von Phase 1 hat das Konsortium das "Handbook for Hydrogen-fuelled Vessels" veröffentlicht, das eine Roadmap für den sicheren Betrieb von Wasserstoffschiffen mit Brennstoffzellen darstellt. Das Handbuch wird mit dem Fortschreiten der zweiten Phase von MarHySafe kontinuierlich aktualisiert. Hier sind fünf Lektionen, die bisher gelernt wurden.
Wissenslücken: Mehr Tests zu den Sicherheitsaspekten der Handhabung, Speicherung und Bunkerung von Wasserstoff erforderlich
Tests und Modellierung müssen auf die einzigartigen Eigenschaften und Sicherheitsaspekte von Wasserstoff abgestimmt werden. Es gibt Unsicherheiten über das Verhalten von kryogenem Wasserstoff (LH2) sowie über Schwellenwerte beim Auftreten von Detonationen. "Experimente mit kryogenem (flüssigem) Wasserstoff, die von der norwegischen Straßenverwaltung in Auftrag gegeben und im DNV Spadeadam Research and Testing Centre in Großbritannien durchgeführt wurden, lieferten wertvolle Erkenntnisse für das Handbuch", sagt Asmund Huser, Senior Principal Specialist, Quantitative Analysis bei DNV.
"Diese Experimente lieferten wichtige Erkenntnisse darüber, wie sich LH2 in Leckage-Szenarien in typischen Schiffskonstruktionen mit geschlossenen Räumen und während des Bunkerns von LH2 verhält, was Vertrauen in die abmildernden Maßnahmen bei der Konstruktion von maritimen Wasserstoff-Anlagen schafft", sagt Kolbjørn Berge, Head of Green Shipping Innovation and New Technologies bei der norwegischen Schifffahrtsbehörde.
Eine wichtige Erkenntnis ist, dass zukünftige Modellierungen das Detonationsrisiko im Falle eines Lecks besser berücksichtigen müssen. "Eine schnelle, jetartige Freisetzung von Wasserstoff in einem großen Raum kann sich zum Beispiel nicht gleichmäßig verteilen. Eine solche inhomogene Freisetzung kann zu konzentrierten H2-Taschen führen, die ein höheres Detonationsrisiko bergen. Um das zu vermeiden, brauchen wir rigorose Sicherheitsmaßnahmen", erklärt Asmund Huser. Welche Größe und Anordnung müssen diese Räume haben? Wo müssen die Ventilatoren, Lüftungsschächte oder Detektoren platziert werden? Dies sind einige der Designüberlegungen, die im Falle eines Lecks einen großen Unterschied machen können. Dedizierte, groß angelegte Tests werden notwendig sein, wenn diese Industrie sich vergrößert.
Sicherheit: Die einzigartigen Eigenschaften von Wasserstoff unterscheiden sich stark von denen des Erdgases
Erfahrungen im Umgang mit Erdgas können für den Start des Wasserstoffbetriebs in der Schifffahrt sehr nützlich sein. Aber es gibt beträchtliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Kraftstofftypen, und Bordkonfigurationen, die für Erdgas funktionieren, können für Wasserstoff gefährlich werden. Das liegt an den einzigartigen Eigenschaften von Wasserstoff: H2 ist das leichteste aller Atome, was es schwieriger macht, es einzuschließen, und es kann Materialien verspröden, die bei der Verwendung von Erdgas sicher wären. Zum Beispiel erfordert Wasserstoff bestimmte Arten von Stahl und Schweißverbindungen anstelle von Fittings. H2 entzündet sich auch leichter als Erdgas und hat einen größeren Entflammbarkeitsbereich. "Der größte Teil der Wasserstofftechnologie, die wir an Bord von Schiffen erwarten, wird bereits in anderen Anwendungen wie Autos, Lastwagen und anderen landgestützten Transport- und Speichermedien eingesetzt. Wir müssen also nicht bei Null anfangen. Zu den Herausforderungen gehört es, diese Technologie an die maritime Umgebung anzupassen und sie sicher zu machen, damit sie unter wechselnden Umgebungsbedingungen, auf kleinerem Raum und wenn das Personal nicht so leicht evakuiert werden kann wie an Land, eingesetzt werden kann", sagt Gerd Petra Haugom, Principal Consultant Environment Advisory bei DNV und Phase-I-Projektleiter für MarHySafe.
Brennstoffsystem: Wenn möglich, Wasserstoff in reiner Form verwenden
Der Antrieb von Schiffen mit Wasserstoff kann über Verbrennungsmotoren erfolgen, durch Beimischung von Wasserstoff zu anderen Kraftstoffen oder durch Speicherung in einer flüssigen organischen Lösung oder als Ammoniak. Die gängigste und umweltfreundlichste Art der Energiegewinnung aus H2 ist die Verwendung von Wasserstoff-Brennstoffzellen. Hierauf hat sich auch das Projekt MarHySafe konzentriert. Jeder Energieumwandlungsschritt in einer Wertschöpfungskette stellt Energieverluste dar. Das macht Wasserstoff besonders relevant als Reichweitenverlängerer und Ergänzung für Anwendungsfälle im Küsten- und Kurzstreckenseeverkehr, wenn batterieelektrische Lösungen nicht möglich oder machbar sind, zum Beispiel wegen fehlender lokaler Netzkapazitäten. Die direkte Verwendung von Wasserstoff, wann immer möglich, kann die Energieverluste reduzieren, die während des Umwandlungsprozesses von Wasserstoff in andere Kraftstoffe auftreten, und eine bevorzugte Option zur Einführung emissionsfreier Wertschöpfungsketten sein.
Rahmenwerk: Der Alternative-Design-Prozess ist derzeit der beste Ansatz
Der Alternative-Design-Prozess ist ein risikobasierter Zulassungsprozess für neuartige Schiffsentwürfe, die mit den derzeitigen präskriptiven Vorschriften nicht zugelassen werden können und eine Sicherheitsoptimierung benötigen. Der Prozess entspricht dem SOLAS-Kapitel II-2 und ist in den IMO-Richtlinien für die Zulassung von Alternativen und Äquivalenten (MSC.1/Circ. 1455) beschrieben. Die Zulassung wird in Übereinstimmung mit den Zielen und funktionalen Anforderungen des International Code of Safety for Ship Using Gases or Other Low-flashpoint Fuels (IGF Code, Part A) bewertet. "Der Alternative Design Prozess erfordert einen erheblichen Aufwand von den Projekten, die die Technologieentwicklung anführen. Die Projekteigner müssen aktiv nachweisen, wie die Gefahren und Folgen des Entwurfs durch die Anwendung des risikobasierten Entwurfs gehandhabt werden, anstatt die passive Einhaltung von präskriptiven Regeln zu demonstrieren. Das mag mühsam erscheinen, aber es ist das beste Werkzeug, das wir derzeit haben, um Projekte zu verwirklichen", sagt Mónica Álvarez Cardozo, Senior Engineer Piping Systems & Alternative Fuels bei DNV Maritime. "Wasserstoff ist eine neue Technologie in einer neuen Umgebung, daher ist ein risikobasierter Designprozess erforderlich, um Personal, Anlagen und die Umwelt zu schützen." Das MarHySafe-Handbuch untersucht den alternativen Entwurfsprozess im Detail und bietet Interpretationen, die den unterschiedlichen Erwartungen der Flaggenstaaten gerecht werden, sowie eine Anleitung, wie man die Anforderungen so effizient wie möglich umgeht.
"Eines unserer Hauptziele im MarHySafe JDP ist es, eine Wissensgrundlage zu schaffen, die für die Entwicklung von Regeln für Wasserstoff in der Zukunft genutzt werden kann", sagt Gerd Petra Haugom. Derzeit gibt es zu viele Wissenslücken, um Regeln zu entwerfen, "aber je mehr wir wissen, desto näher kommen wir daran, dies zu ändern. In Phase II werden wir damit beginnen, Vorschläge für erste Anforderungen zu machen."
Implementierung: Skalierung des Wasserstoffbetriebs wird eine Herausforderung sein
Wasserstoff als Treibstoff von landgestützten Anwendungen auf die Schifffahrt zu übertragen, ist keine kleine Aufgabe. Mit dem Regelwerk der IMO, den Klassenvorschriften und den unterschiedlichen Interpretationen der Flaggenstaaten und Häfen ist die Navigation durch die regulatorische Landschaft gelinde gesagt eine Herausforderung. Das MarHySafe-Handbuch bietet einen umfassenden Überblick über das regulatorische Umfeld. "In Ermangelung definitiver Regeln ist es für die Branche umso wichtiger, zusammenzukommen und aus bestehenden Projekten zu lernen. Wir müssen sicherstellen, dass alle zukünftigen Anforderungen alle notwendigen Sicherheits- und Betriebsaspekte berücksichtigen und gewährleisten, dass die Technologie in großem Maßstab entwickelt werden kann", sagt Nathaniel Frithiof, Senior Consultant Environment Advisory bei DNV und Projektleiter für Phase II von MarHySafe.
Dieser Beitrag erscheint mit freundlicher Genehmigung von DNV und kann in seiner ursprünglichen Form gefunden werden: https://www.dnv.com/expert-story/maritime-impact/...utm_source=Eloqua
Das vollständige Handbuch für wasserstoffbetriebene Schiffe finden Sie unter: https://www.dnv.com/maritime/publications/...ed-vessels-download.html |
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