IMO2020: صعود الهيدروجين السائل السائب في النرويج

أداء الناقل السائب لنقل الهيدروجين المسال بواسطة Moss Maritime و Wilhelmsen Ship Management و Equinor و DNV-GL. الصورة الائتمان: الطحلب البحري.

Tor Skogan: Tor Skogan ، نائب رئيس LNG في Moss Maritime. الصورة الائتمان: تور Skogan.

Previous Next

تخيل شبكة توزيع الطاقة حيث يتم تحويل الطاقة المتجددة الزائدة من الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة النووية إلى هيدروجين وتستخدم كوقود للنقل في الصناعة البحرية. مع جاذبية وقود انبعاثات صفري ، بدأ عدد من مالكي السفن في التفكير بجدية في الهيدروجين للسفن التي بنيت حديثًا. كخطوة أولى جريئة ، قدمت دولة النرويج عددًا من المنح لشركات بحرية رائدة لإجراء دراسات الجدوى في مختلف جوانب قطاع التكنولوجيا الناشئة. محور هذه المناقشة هو "كيف" سيتم نقل الهيدروجين من مصدره إلى المستخدمين النهائيين.

أجرت الشركات النرويجية ، Moss Maritime و Wilhelmsen Ship Management ، مع شركة الطاقة العملاقة النرويجية Equinor والمجتمع الطبقي DNV-GL مؤخرًا دراسة جدوى لتحليل الجوانب التقنية والاقتصادية لمثل هذه المهمة. قدم كل من Tor Skogan ، نائب رئيس الغاز الطبيعي المسال (MNG) في Moss Maritime ، وبير برينشمان ، نائب رئيس المشروعات الخاصة في فيلهلمسن ، نظرة ثاقبة على السوق الناشئة للهيدروجين السائل السائل في النرويج. من خلال منحة مقدمة من Innovation Norway ، وهي مؤسسة بحثية ترعاها الدولة ، شرعت هذه الشركات في دراسة تقنية لتصميم شركة نقل للهيدروجين المسال بكميات كبيرة بسعة 9000 متر مكعب من شأنها أن تخدم دورًا أساسيًا في اقتصاد الهيدروجين الناشئ.

سوق متنامية للهيدروجين السائل السائل
استنادًا إلى مناقشات مع خبراء في مجال الهيدروجين البحري ، من المرجح أن تكون العبارات وسفن الرحلات البحرية هي الأنواع الأولى من السفن التي تتبنى هذه التكنولوجيا: "إنها تبدأ بعمليات بحرية قصيرة وعملية صغيرة [مثل العبارات السريعة] ... سيكون هناك سوق وأوضح السيد برينشمان في إشارة إلى FLAGSHIPS ، وهي منحة من برنامج البحوث والابتكار في الاتحاد الأوروبي ، Horizon 2020 ، لبناء عبارات الهيدروجين واستخدامها. أشار بيان صحفي صادر عن Horizon 2020 إلى أن واحدة من أولى عبّارات الهيدروجين المسال في العالم ستشغلها شركة Norled ، وهي شركة نقل محلية في النرويج ، ليتم استخدامها على طريق Finnøy شمال شرق ستافنجر بحلول عام 2021.

لتطوير سلسلة القيمة الهيدروجينية ، انطلقت موس وويلهلمن وإكوينور و DNV-GL لتصميم ناقلة سائبة لتزويد الهيدروجين السائل إلى العبارات المقترحة وسفن الرحلات البحرية العاملة في المضايق النرويجية. عند تعيين الطرق ومواقع الإنتاج المختلفة للهيدروجين المسال ، نظرت المجموعة في كل من "الهيدروجين الأخضر" المتولد عن طريق التحليل الكهربائي من مصادر الطاقة المتجددة و "الهيدروجين الأزرق" من إصلاح الميثان البخاري مع احتجاز الكربون. في عملية التحليل الكهربائي ، يتم تقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين من خلال عملية تستخدم التيار الكهربائي والأغشية المتخصصة. إصلاح الميثان بالبخار مع احتجاز الكربون ، من ناحية أخرى ، ينطوي على احتراق المنتجات البترولية ، والغاز الطبيعي عمومًا ، والتقاط وتخزين انبعاثات الكربون بعد الاحتراق.

صرح السيد برينشمان بأن "محطات تسييل الماء غالية الثمن". "هذه لعبة حجم ... كيف يمكننا إنشاء وحدات التخزين اللازمة لتبرير ارتفاع تكاليف الاستثمار؟" الاداءات من الناقل السائبة لنقل الهيدروجين المسال بواسطة Moss Maritime و Wilhelmsen Ship Management و Equinor و DNV-GL. الصورة الائتمان: الطحلب البحري.

إلى جانب حسن النية الناتجة عن نشر السفن التي لا تنتج انبعاثات أثناء العمليات ، تخطط الحكومة النرويجية لإصدار لوائح من شأنها تشجيع أصحاب السفن على تبني سفن خالية من الانبعاثات في مناطق تشغيل معينة.

وأوضح السيد برينشمان قائلاً: "أعلنت الحكومة النرويجية أنه بعد عام 2026 لكي يُسمح لك بالدخول إلى الموروثات التراثية في النرويج ، يجب أن تكون خالية من الانبعاثات. لن يُسمح لسفن الرحلات القادمة إلى النرويج بعد عام 2026 بالدخول إلى المضايق البحرية المحددة بسبب الانبعاثات ما لم تحول أنواع الوقود الأخرى. هذه إشارة قوية إلى الصناعة تحتاج إلى تغييرها. مع مرور الوقت ، سوف يجبر ذلك بعض المشغلين الذين يرغبون في الذهاب إلى المضايق ... على التحول إلى الهيدروجين ".

بالإضافة إلى المضايق النرويجية المحددة ، قد تكون سفالبارد ، الجزيرة القطبية الشمالية القاسية الواقعة شمال البر الرئيسي النرويجي ، سوقًا ناشئة للهيدروجين المسال. في محاولة من الحكومة النرويجية للانتقال من الفحم ، تدرس السلطات خلايا الهيدروجين وخلايا الوقود لتزويد الجزيرة بالطاقة. صرح السيد برينشمان ، "أحد الخيارات هو شحن الهيدروجين من Tjeldbergodden ، [موقع بالقرب من تروندهايم حيث يوجد في Equinor مصنع للميثانول ومحطة استقبال الغاز] ، إلى سفالبارد. تم تصميم هذه السفينة للتعامل مع نقل الهيدروجين لتزويد سفالبارد. استندت منحتنا من Innovation Norway أساسًا إلى قضية سفالبارد ".

بير أ. برينشمان ، نائب رئيس المشروعات الخاصة في ويله فيلهلمسن القابضة آسا. الصورة الائتمان: فيلهلمسن.
الابتكار والتحديات الهندسية
Moss Maritime ، المصممون الأصليون لشركات الغاز الطبيعي المسال الموسعة (LNG) ، كانت بمثابة الريادة التقنية لدراسة الجدوى الخاصة بحامل الهيدروجين السائل المسال. من خلال الاستفادة من أكثر من 50 عامًا من تصميم الأنظمة المبردة لناقلات الغاز الطبيعي المسال ومحطات الغاز الطبيعي المسال العائمة ، بدأت الشركة في تطوير تصميم لحامل هيدروجين سائل سائل مساحته 9000 متر مكعب مع إمكانية إمداد السفن بالوقود.

"هناك العديد من أوجه التشابه بين الغاز الطبيعي المسال والهيدروجين المسال" ، أوضح السيد سكوجان. "كان من بين النقاط المهمة [أثناء دراسة الجدوى] تحديد أوضاع التشغيل المختلفة للسفينة ومن ثم تحديد المعدات اللازمة للسفينة".
"عند الاقتراب من البائعين المعنيين في السوق ، خلصنا إلى أن معظم ، إن لم يكن جميع المعدات ، اللازمة على مثل هذه السفينة جاهزة إلى حد ما لاقتراحها من قبل المورد. لقد رأينا بعض الثغرات الصغيرة حيث سيواصل بعض الموردين العمل لجعل منتجاتهم جاهزة للعرض. أود أن أقول أنها قريبة جدا ". ومضى السيد سكوجان للإشارة إلى أن الدراسة لم تكشف عن أي "معارض".

غطت دراسة الجدوى أيضًا اعتبارات التعامل مع الغاز المغلي (BOG) ، والذي يحدث بشكل طبيعي من دخول الحرارة من خارج صهاريج التخزين. قال السيد سكوغان: "لقد توصلنا إلى أنه باستخدام العزل الفراغي ، ينتهي بنا الأمر بمعدل BOG منخفض للغاية بحيث يمكننا إدارة [BOG] دون وجود محطة لإعادة التأهيل على متن السفينة ، وهو أمر مفيد لـ CAPEX و OPEX". يعمل مصنع إعادة التعرُّف ، الموجود في معظم ناقلات غاز البترول المسال وبعض ناقلات الغاز الطبيعي المسال ، على تبريد BOG وتحويله مرة أخرى إلى سائل. "هذا يعني أنه بعد عملية التحميل في المحطة ، يمكن أن تبحر السفينة إلى وجهات متعددة مع إغلاق الخزانات. سيزداد ضغط الخزان نتيجة لدخول الحرارة الطبيعية وعمليات التفريغ ولكن سيكون ضمن ضغط تصميم معقول للخزانات ". وأوضح السيد سكوجان أنه تم اختيار هذا التصميم لتقليل تكلفة وتعقيد التصميم. دون الخوض في معلومات الملكية المتعلقة ببناء الخزانات ، أوضح السيد سكوجان أن مساحة الفراغ ومواد العزل الخاصة مطلوبة لتحقيق معدلات BOG المنخفضة لخزانين تبلغ مساحته 4500 متر مكعب مقترحة للسفينة.

الخطوات التالية
مع وجود عدد من مشاريع الهيدروجين المسال في جميع أنحاء العالم في مراحل مختلفة من التنفيذ ، أعلن السيد سكوجان والسيد برينشمان أنهما مستعدان للخطوة التالية. "في مثل هذا المستوى من الجدوى ، لسنا بعيدين عن إنتاج الوثائق التي يمكن أن تكون الأساس لموافقة في المبدأ وهي خطوة تقنية أولى يتم استخدامها غالبًا لإثبات إمكانية إدخال التكنولوجيا في السوق" صرح السيد سكوجان.

وكخطوة تالية مباشرة ، أشار السيد سكوجان إلى أن الفريق "سيعمل بمزيد من التفصيل [مع] عمليات السفن المختلفة بما في ذلك تلك المتعلقة بتكليف وإلغاء تشغيل نظام خزان التخزين ، وأيضًا التركيز أكثر على مواصفات المعدات ذات الصلة والمواد ".

لتوضيح هذا المستوى من التفاصيل ، دعا السيد سكوجان إلى "مشروع محدد حيث يمكننا تصميم التصميم من أجل تلبية متطلبات المشروع المحددة" بناءً على احتياجات العملاء المحددة.

كان من الواضح من النقاش مع السيد سكوجان والسيد برينشمان أن الاهتمام بالهيدروجين السائب البحري سيستمر في النمو حيث تدعو الهيئات التنظيمية في جميع أنحاء العالم إلى انبعاثات أكثر صرامة في جميع قطاعات النقل. علاوة على ذلك ، من الواضح أن النرويج ستظل واحدة من المراكز العالمية الملحمية للبحث في الهيدروجين البحري.