Ponad rok od otrzymania nagrody Statek Roku, Hydra zabunkrowała w grudniu br. i ma wypłynąć na firody. Prom będzie przewoził ludzi i samochody na trasie między norweskimi portami Hjelmeland, Nesvik oraz  Skipavik niedaleko Stavanger – poinformował mnie Erlend Hovland, Chief Technology Officer,  Norled AS.

Norled do statków z napędem elektrycznym dołączył do swojej floty statek z napędem wodorowym i ogniwami wodorowymi. Norweski operator konsekwentnie dąży do zastosowania statków zeroemisyjnych w liczącej 80 statków flocie. Swój udział w procesie dekarbonizacji żeglugi w państwach skandynawskich mają również polscy inżynierowie, polskie biura projektowe i stocznie. 

Prom o długości 82,4 metry i szerokości  17,5 m napędzany jest  przez 2 pędniki elektryczne o mocy Schottel SRE 340 LFP. Statek może zabrać 292 pasażerów i 80 samochodów. Silniki Scania DI16 075M napędzające agregaty prądotwórcze zasilane mogą być wodorem i biopaliwem. Układ napędowy zapewnia prędkość 9 węzłów. Od chwili wprowadzenia promu do eksploatacji są to wciąż rejsy eksperymentalne mające sprawdzić ekonomikę eksploatacji tego typu jednostek w warunkach morskich. 

Źródło: Google Maps

Hydra – statek testowy

- To statek testowy – zauważyła na swoim blogu Victoria Coleman, redaktor „The Explorer”.  W czasie eksploatacji promu firmy norweskie sprawdzają rozwiązania zastosowane do zasilania i zarządzania energią, sprawdzają systemy napędowe w warunkach morskich oraz układy zasilania,  produkcji energii, a także technologię bunkrowania. 

Fot. Nordled
Zbudowany przez Westcon Yards według projektu opracowanego przez projektantów LMG Marin, klasy DNV Hydra działa obecnie na zasilaniu akumulatorowym, ale będzie działał wyłącznie na LH2, gdy nowe paliwo stanie się dostępne na późniejszym etapie rozwoju statku – zapowiadał operator. Projektant wyjaśnił, że prom jest obecnie po prostu „gotowy na wodór” i że napęd wodorowy zostanie oddzielnie dostarczony i zainstalowany przez jego właścicieli.

- Naszym celem jest stworzenie nowej ikony w ramach promów przyjaznych dla środowiska, które podążają za kultową wartością promu elektrycznego„ Ampere ” - mówił dyrektor techniczny Norled Sigvald Breivik po podpisaniu kontraktu przed trzema laty. Już zapowiadał on, że ten prom zmieni historię dotyczącą wykorzystania wodoru w przemyśle morskim, chcemy, aby projekt to odzwierciedlał. Dlatego cieszymy się, że ostateczny projekt wyraża moc, innowacyjność i bezpieczeństwo”.

Wodór - technologia czysta i przełomowa

- Wodór to produkt ekologiczny, który jest w 100% przyjazny dla środowiska. Będzie to pierwszy statek na świecie, który będzie pływał na ciekłym wodorze, więc chcieliśmy przekroczyć granice [w projektowaniu – MG]. Znajduje to odzwierciedlenie w projekcie – mówi Torbjørn Bringedal, dyrektor generalny LMG Marin po otrzymaniu zlecenia na projektant promu.

Zaznaczył on wówczas za pośrednictwem portalu Norled.no, że „technologia na tym promie powinna być czysta, przełomowa, klarowna, ponadczasowa, a jednocześnie mieć nowoczesny wyraz”.

Biuro projektowe zapowiedziało, że prom na napęd wodorowy będzie adoptowany do konstrukcji uniwersalnej z szerokimi i bezprogowymi wjazdami bez użycia windy. Ponadto w projekcie statku uwzględniono, że prom otrzyma układ jezdny ułatwiający logistykę pojazdów, duże przestrzenie ogólnodostępne dla pasażerów z dużymi oknami, które zapewnią dużo naturalnego światła w salonie oraz dobrze widoczną instalację wodorową. 

Układ hybrydowy

- Hydra bazuje na jednym z naszych istniejących projektów promów pasażersko-samochodowych  o stalowych kadłubach – informował przedstawiciel  LMG Marin portal „Baird Maritime” i wyjaśnił, że jest on wyposażony w układ hybrydowy wykorzystujące zestaw akumulatorowo-wodorowy, w którego skład wchodzą niskotemperaturowe ogniwa paliwowe typu PEM Ballard o mocy 400 kW oraz zbiornik kriogeniczny  80 m3  firmy Linde do magazynowania  LH2.

System zasilania zaprojektowano tak, że prom może działać pozyskując energię tylko z baterii lub alternatywnie z wodoru bez ładowania baterii na postoju. Może również korzystać z obu źródeł zasilania, co zdaniem projektantów zapewnia jednostce elastyczność operacyjną. To rozwiązanie okazało się perspektywicznie ponieważ do grudnia 2022 r. prom pływał wykorzystując układ bateryjny. Jeszcze w listopadzie układ napędowy przechodził gruntowny przegląd w stoczni. 

Konstruktorzy LMG Marin przy projektowaniu promu wykorzystali oprogramowanie CADMATIC Marine Design. Przedstawiciele LMG Marin podkreślają, że w czasie projektowania konstruktorzy  ściśle współpracowali z operatorem i kluczowymi dostawcami. Szczególne wyzwania powstały podczas opracowywania instalacji wodorowej i zaprojektowania na statku systemu do bunkrowania wodoru. 

Wodorowe ryzyka

Do projektowania tych złożonych układów wykorzystano procedurę  analizy ryzyka, która była podstawą zapewnienia bezpiecznej eksploatacji promu. Przedstawiciel LMG Marin powiedział „Baird Maritime”, że chociaż prom został zaprojektowany i zbudowany bez dostępnych przepisów morskich dotyczących zastosowań wodorowych, to musi spełniać wymagania władz dotyczące podobnych poziomów ryzyka, jak promy napędzane olejem napędowym.

- Hydra została zaprojektowana jako oferta w przetargu ogłoszonym przez Norweski Zarząd Dróg (NRA), który zaplanował przeznaczenie  statku napędzanego wodorem do obsługi połączenia promowego Hjelmeland w ramach projektu pilotażowego. To połączenie jest krótkie [około 1 godz. – MG] i może być łatwo obsługiwane przez prom zasilany wyłącznie bateriami, ale przetarg wymagał również, aby co najmniej 50% zapotrzebowania na energię było pokrywane przez wodór – informuje biuro projektowe. 

Przedstawiciel LMG Marin zaznaczył, że głównym powodem wyboru wodoru była weryfikacja technologii, którą można będzie później wykorzystać na bardziej wymagających połączeniach promowych.  NRA poszukuje rozwiązań pozwalających na osiągnięcie w Norwegii ostatecznego celu, jakim jest zapewnienie zerowa emisja substancji szkodliwych przez całą norweskiej floty promów obsługujących połączenia przybrzeżne.

Nacisk na bezpieczeństwo 

- Musieliśmy położyć nacisk na bezpieczeństwo, dlatego starannie wybraliśmy technologię i systemy użyte do opracowania promu, zamiast uciekać się do „automatycznego ”podejścia polegającego na korzystaniu z wcześniej ustalonej listy rozwiązań mające zastosowanie do statków napędzanych bardziej konwencjonalnymi paliwami, takimi jak olej napędowy – podkreśla przedstawiciel  LMG Marin portal „Baird Maritime”.

Firma projektowa podkreśliła, że głównym zagrożeń dla eksploatacji promu jest to, że  wodór jest łatwiej palny niż inne rodzaje paliw. A to wiąże się z większym ryzykiem wybuchu. Pożar wodoru na statku czy w czasie tankowania niesie ze sobą również inne zagrożenia.  

- Lokalizacja instalacji wodorowej na pokładzie zewnętrznym nie jest przypadkowa. Rozważaliśmy różne rozwiązania techniczne, ale doszliśmy do wniosku, że umieszczenie zbiornika wodoru wysoko było najlepszą alternatywą, zarówno ze względów bezpieczeństwa, jak i praktycznych – wyjaśniał,  Breivik dyrektor techniczny Norled na łamach portalu Norled.no.

Zgodnie z oczekiwaniami operatora, konstruktorzy promu postanowili wyeliminować ryzyko gromadzenia się wodoru i wysokich stężeń w przestrzeniach zamkniętych w czasie eksploatacji promu i jego bunkrowania.  

Zbiorniki na pokładzie, wodór z lądu

- Dlatego podjęto decyzję o umieszczeniu urządzeń do przechowywania i przetwarzania wodoru na otwartym górnym pokładzie statku zamiast na tym samym poziomie, co silniki pod pokładem  - wyjaśnia projektant „Hydry” i podkreślił, że niezwykłą trudność będzie sprawiało bunkrowanie płynnego wodoru w temperaturach bliskich zeru absolutnemu (-253°C), oraz przepompowywanie paliwa z jednego pojemnika do drugiego. 

Dodatkowym utrudnieniem jest fakt, że wodór dowożony jest lądem z Leuny (z Niemiec) do Viganeset w Norwegii. Cysternami samochodowymi wodór będzie transportowany do miejsca bunkrowania do 2025 r. Co 3 tygodnie do zbiorników lądowych w Norwegii dostarczany będzie płynny wodór będzie z instalacji Leuny. Wodór produkuje tu zakład Linde Engineering, który w 2022 r.  uruchomił elektrolizer o mocy 24 megawatów.  

 Te trudności zapewne sprawiły, że prom został  zabunkrowany wodorem dopiero pod koniec 2022 r. Uruchamiając prom napędzany wodorem Norled ostrożnie  przeciera szlak upowszechniania statków zeroemisyjnych w Europie, dołączając do kilku promów elektrycznych dołącza prom wodorowy. Norled AS jest jednym z największych norweskich operatorów promów i statków ekspresowych. Firma posiada 80 statków i obsługuje promy i połączenia ekspresowe od Oslofjordu do hrabstwa Troms. 

Polskie promy elektryczne na skandynawskich szlakach

Należy podkreślić, że polskie stocznie mają swój udział w działaniach na rzecz ochrony środowiska. W ramach kontraktu podpisanego w 2018 roku stocznia Remontowa Shipbuilding  zbudowała cztery, w pełni wyposażone promy dwustronne z napędem bateryjnym. Jednostki przeznaczone zostały do obsługi połączeń w rejonie fiordów.  Promy skierowano na  połączenia Festøya – Solavågen oraz Mannheller – Fodnes. Projekt wykonało biuro projektowe LMG Marin, zaś dokumentację roboczą biuro projektowe Remontowa Marine Design działające w ramach  Remontowa Holding. 

Wcześniej był prom z gdańskiej stoczni Aluship, który został zaprojektowany w biurze projektowym Nelton z Pruszcza Gdańskiego. Prom Ampere, zbudowany został na bazie modelu katamaranu ZeroCat. Prom  został uhonorowany tytułem Statku Roku podczas targów SMM Hamburg oraz uzyskał wyróżnienie Ship Efficiency Award.

Nowa jakość w rozwoju statków zeroemisyjnych 

Nową jakość w rozwoju statków elektrycznych tworzy biuro projektowe StoGda Ship Design & Engineering wraz ze stocznią CRIST. Dwustronny  prom hybrydowy Elektra zdobył międzynarodową nagrodę "Ship of the Year Award" w konkursie Marine Propulsion Awards 2018 organizowanego przez czasopismo "Marine Propulsion & Auxiliary Machinery". Nagrodę wręczono na onferencji branży morskiej "Sulphur Cap 2020". 

Seria promów elektrycznych dla FinFerries jest kontynuowana. Latem przekazano, a w październiku zwodowano kolejny prom dwustronny o długości 70 m.  Prom ma przestrzeń ładunkową dla  52 aut osobowych lub mniejszej ilości pojazdów ciężarowych albo autokarów. Na promie jest miejsce i środki ratunkowe dla 200 osób. Wyposażany w Gdyni prom to trzecia hybrydowa jednostka, jaką FinFerries zamówił w stoczni CRIST. Pierwszą z nich była 96-metrowa Elektra. Należy dodać, że CRIST buduje również ekologiczne statki do obsługi offshore. 

Polska przygotowana jest do kompleksowego wprowadzania na rynek statków zeroemisyjnych wraz z systemami ich zasilania lub bunkrowania. Działające w Bałtyckim Klastrze Morskim i Kosmicznym (BSSC) huby produkcji statków zeroemisyjnych oraz GreenTech hub są w stanie zapewnić dostawę innowacyjnych jednostek  na potrzeby operatorów statków elektrycznych, wodorowych lub zasilanych innymi paliwami niskoemisyjnymi. 

CRIST  jest koordynatorem hubu statków zeroemisyjnych BSSC. Stocznia posiada kompetencje do produkcji i potencjał do pozycjonowania takich jednostek na rynku międzynarodowym. Grupa Technologiczna ASE jest koordynatorem GreenTech hub BSSC. Grupa ASE ma kompetencje do budowania stacji paliw tankowania wodorem oraz magazynów energii wraz systemem integracji i zarządzania energią pozyskiwaną z ekologicznych źródeł, w tym fotowoltaniki, farm wiatrowych, biogazu i innych (np. fal morskich, wodoru). 

Norweski Zarząd Dróg oraz Norled należą do czołowych inwestorów w nowe typy jednostek pływających i technologię przyjazną dla środowiska. Norled zatrudnia ponad 1000 pracowników, a roczne obroty operatora  wynoszą 2 miliardy NOK. Główna siedziba firmy znajduje się w Stavanger, a oddziały w Bergen i Oslo. Właścicielem Norled jest  kanadyjski fundusz CBRE Caledon Capital Management.