IMO2020: рост объема жидкого водорода в Норвегии

Предоставление сухогруза для перевозки сжиженного водорода компаниями Moss Maritime, Wilhelmsen Ship Management, Equinor и DNV-GL. Фото предоставлено: Moss Maritime.

Тор Скоган: Тор Скоган, вице-президент по СПГ в Moss Maritime. Фото предоставлено: Тор Скоган.

Previous Next

Представьте себе сеть распределения электроэнергии, в которой избыточная возобновляемая энергия гидроэнергии, ветра, солнца и ядерной энергии преобразуется в водород и используется в качестве топлива для транспорта в морской промышленности. С привлекательностью топлива с нулевыми выбросами ряд судовладельцев начинают серьезно рассматривать вопрос использования водорода для вновь построенных судов. В качестве смелого первого шага страна Норвегии предоставила ряд грантов ведущим морским компаниям для проведения технико-экономических обоснований по различным аспектам этого развивающегося технологического сектора. Центральным моментом в этом обсуждении является «как» водород будет транспортироваться от его источника к конечным пользователям.

Норвежские компании Moss Maritime и Wilhelmsen Ship Management вместе с норвежским энергетическим гигантом Equinor и классовым обществом DNV-GL недавно провели технико-экономическое обоснование для анализа технических и экономических аспектов такого мероприятия. Тор Скоган, вице-президент по сжиженному природному газу (LNG) в Moss Maritime, и Пер Бринчманн, вице-президент по специальным проектам в Wilhelmsen, рассказали о формирующемся рынке жидкого водорода в Норвегии. Получив грант от Innovation Norway, финансируемой государством исследовательской организации, эти компании приступили к техническому исследованию, чтобы разработать перевозчик для перевозки сжиженного водорода навалом, вместимостью 9000 кубометров, который будет играть важную роль в формирующейся водородной экономике.

Растущий рынок для сыпучего жидкого водорода
Основываясь на обсуждениях с экспертами в области морского водорода, паромы и круизные лайнеры, вероятно, будут первыми типами судов, которые примут эту технологию. «Это начинается с коротких морских и небольших операций [таких как быстрые паромы]… Будет рынок для сжиженного водорода, поступающего в Норвегию », - пояснил г-н Бринчманн, указывая на FLAGSHIPS, грант от исследовательской и инновационной программы ЕС Horizon 2020, для строительства и использования водородных паромов. В пресс-релизе Horizon 2020 указывалось, что один из первых в мире паромов с сжиженным водородом будет эксплуатироваться Norled, местным поставщиком транспортных услуг в Норвегии, который будет использоваться на маршруте Finnøy к северо-востоку от Ставангера к 2021 году.

Для дальнейшего развития цепочки создания стоимости водорода Мосс, Вильгельмсен, Эквинор и DNV-GL намеревались спроектировать сухогруз для подачи жидкого водорода на предлагаемые паромы и круизные лайнеры, работающие в норвежских фьордах. При картировании различных методов и мест производства сжиженного водорода группа рассматривала как «зеленый водород», образующийся при электролизе из возобновляемых источников энергии, так и «синий водород» в результате паро-метанового превращения в сочетании с улавливанием углерода. В процессе электролиза вода разделяется на водород и кислород посредством процесса, в котором используются электрический ток и специальные мембраны. С другой стороны, паровая конверсия метана в сочетании с улавливанием углерода включает сжигание нефтепродуктов, как правило, природного газа, а также улавливание и хранение выбросов углерода после сгорания.

«Установки по сжижению являются дорогостоящими», - заявил г-н Бринчманн. «Это массовая игра ... Как нам создать объемы, необходимые для оправдания высоких инвестиционных затрат?» Предоставление сухогруза для перевозки сжиженного водорода компаниями Moss Maritime, Wilhelmsen Ship Management, Equinor и DNV-GL. Фото предоставлено: Moss Maritime.

Помимо доброй воли, созданной при развертывании судов, которые не производят выбросов во время операций, норвежское правительство планирует издать нормативные акты, которые будут поощрять судовладельцев принимать суда с нулевым уровнем выбросов в определенных рабочих зонах.

Г-н Бринчманн пояснил: «Норвежское правительство объявило, что после 2026 года, чтобы быть допущенным в наши фьорды наследия в Норвегии, вы должны быть свободны от выбросов. Круизным судам, прибывающим в Норвегию после 2026 года, не разрешается заходить в конкретные фьорды из-за выбросов, если они не перемещают другие виды топлива. Это сильный сигнал для отрасли, что вам нужно измениться. Со временем это заставит некоторых операторов, которые хотят войти во фьорды, перейти на водород ».

В дополнение к определенным норвежским фьордам Шпицберген, суровый арктический остров, расположенный к северу от норвежского материка, может также стать развивающимся рынком для сжиженного водорода. В стремлении норвежского правительства перейти от угля, власти рассматривают водород и топливные элементы для питания острова. Г-н Бринчманн заявил: «Один из вариантов - переправить водород из Тьельдбергоддена, [неподалеку от Тронхейма, где в Эквиноре есть завод по производству метанола и газоприемный терминал], на Свальбард. Это судно было разработано для транспортировки водорода для снабжения Шпицбергена. [Наш] грант от Innovation Norway в основном базировался на деле Шпицбергена ».

Пер А. Бринчман, вице-президент по специальным проектам в Wilh. Вильгельмсен Холдинг ASA. Фото предоставлено Вильгельмсеном.
Инженерные инновации и проблемы
Moss Maritime, первоначальные разработчики плодовитых носителей для сжиженного природного газа Мосса (LNG), послужили техническим руководством для технико-экономического обоснования в отношении носителей для сжиженного водорода. Используя более 50 лет разработки криогенных систем для резервуаров для СПГ и плавучих терминалов СПГ, компания приступила к разработке конструкции носителя для сжиженного водорода объемом 9 000 кубометров с возможностью бункеровки.

«Существует много общего между сжиженным природным газом и сжиженным водородом», - пояснил г-н Скоган. «Одним из важных моментов [в ходе технико-экономического обоснования] было определение различных режимов работы судна и, следовательно, определение оборудования, которое необходимо для судна».
«Подходя к соответствующим поставщикам на рынке, мы пришли к выводу, что большая часть, если не все оборудование, которое требуется на таком судне, более или менее готово быть предложенным поставщиком. Мы видели небольшие пробелы, в которых некоторые поставщики будут продолжать работать над тем, чтобы подготовить свою продукцию к продаже. Я бы сказал, что это довольно близко ». Далее г-н Скоган указал, что исследование не выявило «шоубопперов».

Технико-экономическое обоснование также охватывает соображения по обращению с кипящим отходящим газом (BOG), который происходит естественным образом из-за попадания тепла снаружи резервуаров. «Мы пришли к выводу, что, используя вакуумную изоляцию, мы получаем такой уровень BOG, который настолько низок, что мы можем управлять [BOG] без установки повторного сжижения на судне, что выгодно для CAPEX и OPEX», - сказал г-н Скоган. Установка повторного ожижения, встречающаяся на большинстве носителей для сжиженного нефтяного газа и некоторых носителей для сжиженного природного газа, охлаждает BOG и превращает его обратно в жидкость. «Это означает, что после операции загрузки на терминале судно может отправляться в несколько пунктов назначения с закрытыми резервуарами. Давление в резервуаре будет увеличиваться в результате естественного поступления тепла и операций разгрузки, но будет находиться в пределах разумного расчетного давления резервуаров ». Г-н Скоган пояснил, что этот дизайн был выбран для снижения стоимости и сложности дизайна. Не вдаваясь в конфиденциальную информацию, касающуюся конструкции резервуара, г-н Скоган объяснил, что вакуумное пространство и специальные изоляционные материалы необходимы для достижения низких скоростей BOG для двух резервуаров емкостью 4500 кубических метров, предложенных для судна.

Следующие шаги
Г-н Скоган и г-н Бринчманн предложили несколько проектов по производству сжиженного водорода по всему миру на разных этапах реализации, и они готовы к следующему шагу. «На таком уровне осуществимости мы не за горами от подготовки документации, которая могла бы стать основой для Принципиального утверждения, который является первым технологическим шагом, который часто используется для демонстрации возможности внедрения технологии на рынок». , заявил г-н Скоган.

В качестве ближайшего следующего шага г-н Скоган указал, что команда будет «работать более подробно [с] различными операциями на судне, включая операции, связанные с вводом в эксплуатацию и выводом из эксплуатации системы резервуаров-хранилищ, а также уделять больше внимания спецификациям соответствующего оборудования и материалы ».

Чтобы уточнить этот уровень детализации, г-н Скоган призвал к «конкретному проекту, в котором мы могли бы адаптировать дизайн для удовлетворения определенных требований проекта» на основе потребностей конкретного клиента.

Из обсуждения с г-ном Скоганом и г-ном Бринчманном стало ясно, что интерес к морскому насыпному водороду будет продолжать расти, поскольку регулирующие органы во всем мире призывают к ужесточению выбросов во всех секторах транспорта. Более того, очевидно, что Норвегия и впредь будет одним из глобальных эпицентра исследований морских вод.