Lloyds Register обсуждает интеграцию водорода в морскую среду
В последние годы на рынке появились убедительные аргументы в пользу ряда потенциальных источников в гонке за декарбонизацию морских перевозок, включая биодизель, HVO, аммиак и зеленый метанол.
С ростом числа голосов в морской индустрии, отстаивающих ее преимущества, одним из лидеров в гонке за углеродно-нейтральный круиз является водород. Водород, уже принятый в нескольких секторах, включая сельское хозяйство, автогонки и космическую промышленность, является одним из самых чистых и экологичных видов топлива (в зависимости от процесса его производства).
Энгель-Ян де Бур (DB), директор глобального сегмента яхт Lloyd's Register (LR), считает, что яхтенный сектор находится на «переломном этапе» в отношении интеграции альтернативные виды топлива и подчеркнул необходимость всеобъемлющих рекомендаций для обеспечения безопасного и эффективного усыновления.
Что необходимо преодолеть, чтобы водород стал приемлемым топливом для суперяхт?
DB: «Одним из основных нормативных камней преткновения являются стандарты безопасности для хранения и обращения с водородом на борту, что имеет решающее значение из-за его высокой воспламеняемости и риска взрыва. Системы хранения водорода требуют особых правил локализации и изоляции. Совместимость материалов должна учитываться для решения проблемы водородной хрупкости, которая может ослабить некоторые металлы и сплавы, используемые в резервуарах для хранения и трубопроводах.
«Инфраструктура и правила заправки также являются серьезной проблемой. Стандарты безопасной водородной бункеровки в портах, включая процессы заправки, аварийные протоколы и системы мониторинга, все еще развиваются. LR помогла различным портам разработать протоколы водородной бункеровки, которые могли бы быть адаптированы маринами, хотя это все еще находится на ранних стадиях.
«Кроме того, правила техники безопасности при эксплуатации должны гарантировать, что бригады, работающие с водородом, хорошо обучены и сертифицированы.
«Нормативные акты должны охватывать интеграцию водородных топливных элементов с обычными дизельными системами, включая переходные рамки соответствия. Также необходимы стандарты для взаимодействия водородных топливных элементов с существующими системами управления питанием яхт».
Каковы отзывы владельцев и операторов суперяхт?
DB: «Мы знаем, что водород в жидкой форме занимает слишком много места и несет повышенные риски. Кроме того, доступность водорода в маринах с соответствующими протоколами бункеровки ограничена.
«Поэтому отрасль пока не убеждена в целесообразности использования водорода для питания яхт в качестве движущей силы. Однако она видит потенциал в обеспечении гостиничной нагрузки в сочетании с метанолом. Небольшие яхты с ограниченным запасом хода могли бы увидеть внедрение сжатого водорода в этом сегменте».
Как можно снизить риски, связанные с использованием водорода на судах?
DB: «Использование современных материалов, таких как композитные или нержавеющие стальные резервуары, для сопротивления водородному охрупчиванию. Многослойная изоляция и вакуумные оболочки для криогенного хранения водорода, а также прочные герметичные уплотнения и фитинги также имеют важное значение.
«Необходимо использовать высокочувствительные детекторы водорода для оперативного обнаружения утечек, детекторы пламени, способные распознавать невидимое пламя водорода, а также обеспечить надлежащую вентиляцию в хранилищах и моторных отсеках, чтобы предотвратить накопление водорода в закрытых помещениях.
«Клапаны сброса давления могут быть установлены в баках для безопасного управления повышением давления, а для хранения жидкого водорода необходимы усовершенствованные системы управления испарением. Члены экипажа должны пройти обучение по обращению с водородом, реагированию на чрезвычайные ситуации и обслуживанию систем. Также важно соблюдать строгие процедуры заправки, такие как заземление для предотвращения статического разряда, и использовать автоматизированные и контролируемые системы бункеровки для снижения человеческого фактора».
Как Lloyd's Register оценивает масштабируемость производства водорода в морской отрасли?
DB: «Глобальный дефицит водородных бункеровочных мощностей ограничивает эксплуатационную гибкость суперяхт. Раннее внедрение будет зависеть от создания заправочной инфраструктуры в ключевых центрах яхтинга класса люкс.
«Низкая плотность энергии водорода означает, что резервуары для хранения занимают больше места, чем дизельное топливо, что создает проблемы для проектов роскошных суперяхт, где пространство имеет решающее значение. Поэтому влияние на объем, безопасность и доступность по-прежнему является проблемой, которая не позволяет отрасли быстрее внедрять водород».
Какие инновации в области хранения водорода наиболее перспективны в ближайшие пять лет?
DB: «Твердотельное хранение водорода, которое подразумевает хранение водорода в твердых материалах, таких как гидриды металлов или пористые материалы, такие как металлоорганические каркасы (MOF), является одной из самых многообещающих инноваций для морских применений в ближайшие пять лет. Этот метод предлагает несколько достижений, включая разработку легких, высокоемких гибридных материалов и улучшенных скоростей абсорбции/десорбции для эффективного высвобождения водорода.
«Преимущества твердотельного хранения водорода значительны: оно безопаснее и компактнее, чем хранение газообразного или жидкого водорода, и не требует систем высокого давления или криогенных систем.
«Еще одна разработка, за которой следует внимательно следить, — это внедрение двигателей внутреннего сгорания, работающих на водороде (двух) видах топлива, что может еще больше повысить жизнеспособность водорода как альтернативного топлива для морской промышленности».
Что делает Lloyd's Register для содействия внедрению водорода?
ДБ: «Выступая в качестве моста между государствами флага, ИМО и морской отраслью, LR играет важную роль в формировании нормативной базы для водородного топлива в морских применениях.
«LR участвует в различных новаторских проектах с заинтересованными сторонами для тестирования и демонстрации водородных систем, выявления рисков и предложения нормативных рамок для государств флага и ИМО. Мы также призываем государства флага принимать проактивные политики, которые поддерживают внедрение водорода, включая стимулы для зеленого водорода.
«LR’s Fuel for Thought — это комплексная серия докладов и вебинаров по альтернативным источникам топлива для судов, включая водород».
Существуют ли правила классификации судов, работающих на водороде?
DB: «В июне 2023 года LR выпустила первые в мире морские правила для водородного топлива, в том числе для суперяхт. Они доступны в цифровом решении по обеспечению соответствия Regs4ships, разработанном OneOcean, частью LR Group.
«Правила содержат как общие, так и конкретные рекомендации для судов, использующих водородное топливо. Целью этих правил является устранение пробела в Международном кодексе безопасности судов, использующих газы или другие виды топлива с низкой температурой вспышки (IFG Code), который пока не содержит рекомендаций по безопасному использованию водорода.
«Правила LR по водородному топливу основаны на существующих стандартах топлива с низкой температурой вспышки, но специально адаптированы к свойствам водорода. Они включают в себя руководящие принципы для станций заправки водородом, анализы взрывов на основе рисков и требования как для газообразных, так и для жидких водородных систем, предлагая всеобъемлющую структуру для судов, работающих на водороде».
Я приветствую Lloyds Register за их честную оценку проблемы водорода, и хотя похвально, что так много усилий вложено в производство «более экологичного» топлива, не упускаем ли мы суть? Вездесущий двигатель внутреннего сгорания — это, по сути, обновленная технология 19 века, не пора ли нам всем двигаться дальше? Таков темп технологической эволюции, что очень скоро некоторые из бесчисленных дальновидных мировых исследователей доведут до совершенства альтернативные энергетические системы. Ошеломляющие затраты и очевидные риски водорода будут тогда устранены, чтобы стать сноской в истории человеческой глупости.