Το λιμάνι της Αμβέρσας – Μπριζ υποδέχεται το πρώτο ρυμουλκό στον κόσμο που κινείται με υδρογόνο

Τον Μάιο, το λιμάνι της Αμβέρσας-Μπριζ ανακοίνωσε ότι είχε παραγγείλει την κατασκευή του πρώτου υδρογόνου ρυμουλκού στον κόσμο. Το Hydrotug , το οποίο καίει υδρογόνο και ντίζελ μαζί, έχει περιγραφεί ως σκάφος «πολύ χαμηλών εκπομπών». Τώρα πια έρχεται στο πλαίσιο μιας ευρύτερης προσπάθειας για πράσινες λειτουργίες στο λιμάνι.

Κατασκευασμένο από τον Βέλγο εφοπλιστή Compagnie Maritime Belge (CMB), το σκάφος αναμένεται να λειτουργήσει εντός δύο ετών. Με πλάτος 12 μέτρα και μήκος 30 μέτρα, μπορεί να αποθηκεύσει 415 κιλά συμπιεσμένου υδρογόνου. Λειτουργεί με δύο κινητήρες διπλού καυσίμου 2.000 kW, με την ακριβή αναλογία ντίζελ προς υδρογόνο να εξαρτάται από την ισχύ και την ταχύτητα του κινητήρα.

Όπως εξηγεί η Annelies Oeyen, σύμβουλος του Διευθύνοντος Συμβούλου στο Port of Antwerp-Bruges, ο στόχος είναι μια αναλογία 20:80 ή καλύτερη, με σκοπό να περιοριστούν όσο το δυνατόν περισσότερο οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

«Η χρήση πράσινου υδρογόνου στο ρυμουλκό μειώνει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου στην ίδια αναλογία με την αναλογία αερίου-πετρελαίου/υδρογόνου – έως και 80%,» λέει. «Περιμένουμε επίσης θετικό αντίκτυπο στην ποιότητα του αέρα. Οι εκπομπές ρύπων – NOx, ειδική ύλη, μαύρος άνθρακας και SOx – θα μειωθούν επίσης».

Γιατί ρυμουλκό υδρογόνου;

Όπως έχουν τα πράγματα, η ναυτιλιακή βιομηχανία είναι ένας σημαντικός ρυπαντής, υπεύθυνος για περίπου το 3% των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Σύμφωνα με τους στόχους του ΙΜΟ, η ναυτιλιακή βιομηχανία πρέπει να μειώσει τις συνολικές εκπομπές της στο 40% κάτω από τα επίπεδα του 2008 έως το 2030. Μεσοπρόθεσμα, αυτό θα σημαίνει σταδιακή κατάργηση των ορυκτών καυσίμων – και επένδυση σε εναλλακτικές λύσεις που θα μπορούσαν να τα αντικαταστήσουν.

Μεταξύ των επιλογών που διαφημίζονται (LNG, αμμωνία και βιοκαύσιμα για να αναφέρουμε μερικές), το υδρογόνο έχει αναδειχθεί ως ο κύριος υποψήφιος. Είναι εξαιρετικά καθαρό, παράγει μόνο νερό ως απόβλητο προϊόν και έχει σχετικά υψηλή ενεργειακή πυκνότητα.
Η μετάβαση στο υδρογόνο δεν είναι χωρίς προκλήσεις. Υπάρχει μικρή κατάλληλη υποδομή επί του παρόντος και οι συμβατικές μέθοδοι παραγωγής υδρογόνου δεν είναι φιλικές προς το περιβάλλον. Ωστόσο, αρκετοί σχεδιαστές σκαφών στοιχηματίζουν στην ιδέα ότι αυτές οι προκλήσεις μπορούν να ξεπεραστούν.

Το πρώτο σκάφος με υδρογόνο, ένα καταμαράν που κατασκευάστηκε από την Cheetah Marine με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο, δοκιμάστηκε με επιτυχία το 2016. Ένα χρόνο αργότερα, ένα μικρό πορθμείο γνωστό ως Hydroville – επίσης που αναπτύχθηκε από την CMB – έγινε το πρώτο επιβατηγό πλοίο στον κόσμο με υδρογόνο.

Από τότε, υπάρχει μια σταθερή ροή νέων εκτοξεύσεων σκαφών, συμπεριλαμβανομένου ενός πορθμείου που κινείται με υγρό υδρογόνο και ενός σκάφους με το όνομα Energy Observer που χρησιμοποιεί υδρογόνο, ηλιακή ενέργεια, μπαταρίες και άνεμο για να ταξιδέψει στον κόσμο.

Η CMB.TECH, ο βραχίονας Ε&Α της CMB, είναι ένας από τους ηγέτες σε αυτόν τον τομέα, με πλήρη στόλο πλοίων που τροφοδοτούνται από πράσινη αμμωνία ή πράσινο υδρογόνο. Η εταιρεία έχει επίσης κατασκευάσει τη δική της υποδομή ανεφοδιασμού με υδρογόνο στο λιμάνι της Αμβέρσας-Μπριζ. Αυτός είναι ο πρώτος σταθμός ανεφοδιασμού στον κόσμο που παράγει το δικό του πράσινο υδρογόνο μέσω ηλεκτρόλυσης.

Πώς θα λειτουργήσει το Hydrotug

Στο νέο Hydrotug της CMB, το υδρογόνο αποθηκεύεται στο κατάστρωμα σε 54 κυλίνδρους υψηλής πίεσης στα 350 bar (το τρέχον όριο στη θάλασσα). Η πίεση αποθήκευσης μειώνεται σταδιακά, φτάνοντας σε σταθερή παροχή χαμηλής πίεσης προς τους κινητήρες. Εδώ, μια μικρή ποσότητα καυσίμου ντίζελ πιλότου χρησιμοποιείται για την έναρξη της διαδικασίας καύσης.

«Οι κινητήρες είναι εξελιγμένοι κινητήρες βενζίνης, όπου ένα μεγάλο μέρος του καυσίμου αντικαθίσταται από υδρογόνο, αλλά δεν προστίθενται μπουζί», λέει ο Oeyen. «Κάθε κύλινδρος έχει μια επιπλέον βαλβίδα εισαγωγής αερίου στη θύρα, έτσι το υδρογόνο αναρροφάται με τον αέρα πλήρωσης μέσω της βαλβίδας εισαγωγής στον θάλαμο καύσης. Λαμβάνονται πολλά προστατευτικά μέτρα για την αντιμετώπιση των κινδύνων υδρογόνου».

Δεδομένου ότι τα πλοία που κινούνται με υδρογόνο είναι στα σπάργανα, η CMB αντιμετώπισε ορισμένες προκλήσεις στη διαδικασία σχεδιασμού. Πρώτον, το Hydrotug δεν είναι μεγάλο σκάφος, που σημαίνει ότι ήταν δύσκολο να χωρέσει όλα τα επιπλέον μηχανήματα στο σκάφος. Οι κινητήρες, το σύστημα μετεπεξεργασίας και το σύστημα υδρογόνου καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο από ό,τι θα απαιτούνταν σε ένα συμβατικό ρυμουλκό.

Χωρίς τα υπάρχοντα πρότυπα, ήταν μια πρωτοποριακή προσπάθεια να κατασκευαστεί και να εγκριθεί αυτό το ρυμουλκό. “

Παρά αυτούς τους περιορισμούς και τους περιορισμούς στο πόση ποσότητα υδρογόνου μπορεί να αποθηκευτεί, το σκάφος θα μπορεί να λειτουργεί αυτόνομα για 24 ώρες. Η βέλτιστη λειτουργία του σκάφους θα απαιτήσει ένα κατόρθωμα σχεδιασμού – εκτέλεσης εργασιών και, στη συνέχεια, ανεφοδιασμού του ρυμουλκού, στους καταλληλότερους χρόνους.

«Μια άλλη πρόκληση είναι ότι το σύστημα υδρογόνου CMB.TECH και οι κινητήρες BeHydro ήταν σε εξέλιξη κατά τη διάρκεια της κατασκευής», λέει ο Oeyen. «Χωρίς τα υπάρχοντα πρότυπα, ήταν μια πρωτοποριακή προσπάθεια να κατασκευαστεί και να εγκριθεί αυτό το ρυμουλκό».

Ο Oeyen προσθέτει ότι η απόλυτη ισχύς του ρυμουλκού ξεπερνά όλους τους προκατόχους του. Με συνολική ισχύ 4.000 kW, έχει έλξη κολόνας 65 τόνων.

«Με τη μεγάλη δύναμη έρχεται μεγάλη ευθύνη», λέει. «Το ρυμουλκό θα τραβάει μεγάλα ναυτικά πλοία μέσα από κλειδαριές και αποβάθρες, επομένως πρέπει να είναι αξιόπιστο».

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η προσέγγιση διπλού καυσίμου ταιριάζει τόσο καλά με την εφαρμογή. Εάν η νέα τεχνολογία αποτύχει για οποιονδήποτε λόγο ή η αλυσίδα εφοδιασμού υδρογόνου δεν μπορεί να παράσχει το καύσιμο, το ρυμουλκό μπορεί να επιστρέψει στην υπάρχουσα τεχνολογία και να συνεχίσει να εκτελεί το καθήκον του.

Πρασίνοντας το λιμάνι της Αμβέρσας-Μπριζ

Το Hydrotug είναι μόνο ένας από τους τρόπους με τους οποίους το λιμάνι της Αμβέρσας-Μπρυζ καθαρίζει τον στόλο του. Ως το πέμπτο μεγαλύτερο λιμάνι ανεφοδιασμού στον κόσμο, το λιμάνι στοχεύει να γίνει κλιματικά ουδέτερο έως το 2050 και να γίνει ένα πλήρες λιμάνι πολλαπλών καυσίμων έως το 2025. Αυτό σημαίνει ότι τα πλοία θα μπορούν να ανεφοδιάζουν όχι μόνο συμβατικά καύσιμα, αλλά και εναλλακτικές λύσεις χαμηλών εκπομπών άνθρακα, όπως μεθανόλη, αμμωνία.

«Δεν πιστεύουμε πραγματικά ότι ένα μόνο καύσιμο θα είναι ο τελικός νικητής – η ποικιλία των καυσίμων θα είναι το κλειδί», λέει ο Oeyeres.

«Πάρτε μπαταρίες ή συμπιεσμένο υδρογόνο. Θα είναι εξαιρετικές και ευέλικτες λύσεις για θαλάσσιες μεταφορές εσωτερικών ή μικρών αποστάσεων, αλλά λόγω της μικρής ογκομετρικής τους πυκνότητας ενέργειας, θα χρειαστείτε ακραίους όγκους αν θέλετε να ταξιδέψετε στη Σιγκαπούρη. Για τέτοιου είδους ταξίδια, το LNG, η μεθανόλη, η αμμωνία ή το υγροποιημένο υδρογόνο θα εξυπηρετούσαν καλύτερα τις ανάγκες σας».

Τα τελευταία χρόνια, το λιμάνι έχει επεκτείνει τον στόλο του με τρία νέα ρυμουλκά, συμπεριλαμβανομένου ενός ρυμουλκού που κινείται με μεθανόλη. Εξοπλίζει επίσης νέες τεχνολογίες στα υπάρχοντα πλοία της (ένας στόλος 32 δυνάμεων ρυμουλκών, βυθοκόρων και σκαφών υποστήριξης) και χρησιμοποιεί δεδομένα για τη βελτίωση των διαδικασιών της.

«Στο Port of Antwerp-Bruges λειτουργούμε ως βάση δοκιμών για τεχνολογική και βιώσιμη καινοτομία», λέει ο Oeyen. «Θέλουμε να συνεχίσουμε την ομιλία, να δείξουμε το παράδειγμα, να δείξουμε στους άλλους ότι είναι εφικτό και να μας ακολουθήσει η υπόλοιπη ναυτιλιακή βιομηχανία».