Publisering av rapporter og data fra Statens vegvesen hydrogentester

Materialet eies av Statens vegvesen, men kan fritt benyttes av alle.

Testene er gjennomført av DNV GL Spadeadam i Nord-England og ble anskaffet av Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) på vegne av Statens vegvesen. Testene er et ledd i Statens vegvesen satsning på hydrogen som maritim energibærer for å sikre nullutslipp i norsk ferjesektor, bidra til utslippskutt i skipsfarten og at norsk maritim næring fortsetter å være verdensledende på nullutslippsteknologi. Utvikling av maritimt regelverk for sikker bruk av hydrogen, samt veiledning for håndtering av hydrogen på land er en viktig del av denne satsningen.

Spesifikasjon av testene er basert på erfaringer norsk maritim næring, Statens vegvesen, Direktoratet for Samfunnssikkerhet og beredskap (DSB) og Sjøfartsdirektoratet har fått gjennom arbeidet med utvikling av maritim hydrogenteknologi. En referansegruppe bestående av norske og europeiske hydrogeneksperter har også bidratt til spesifikasjon av testene. Alle disse har bidratt for egen regning og vi er takknemlig og imponert over viljen til å bidra inn i dette arbeidet. Vi tror denne rapporten vil være nyttig for mange ulike hydrogeninteressenter, sier Camilla Røhme i Statens vegvesen, som håper at disse testene kan brukes som grunnlag for videre hydrogenrelatert testing. For å sikre en trygg og god utvikling av hydrogenteknologi er det viktig at det nå investeres i omfattende testing som fundament for den kommende og nødvendige utviklingen.

Sammendrag av testene

Hydrogen er en lovende energibærer som ikke bidrar til klimagassutslipp. Flytende hydrogen (LH2) er en effektiv løsning for transport og lagring av energi. Spesielt for store fartøy er flytende hydrogen mer praktisk enn komprimert hydrogen på grunn av enklere lagring, bunkring og håndtering av drivstoffet. For å introdusere LH2 som et marint drivstoff, trengs mer kunnskap om LH2s oppførsel. For å innhente mer informasjon, spesielt i forhold til maritim bruk, ble det utført lekkasjetester med store mengder LH2. Sikker bunkring av hydrogen krever god design av utstyr og en godt planlagt operasjon som gjennomføres av personell med riktig opplæring. For å simulere utslipp fra en bunkring ble det utført utendørs lekkasjetester med store hydrogenvolum.

Målet med utendørs lekkasjeprøver var å gi informasjon om:

• Dannelse, inkludert formering og varighet, av et væskebasseng forårsaket av lekkasje av LH2.
• Hydrogenkonsentrasjon i gassskyen fra lekkasjen.
• Konsekvenser av antenning av gasskyen.

Utslipp av LH2 resulterte i dannelse av et væskedam på bakken bare i tilfeller der utslippet var rettet nedover mot bakken. Dammen var begrenset til 0,5 til 1,0 m fra utslippspunktet, og forsvant da utslippet stanset. H2-skyen med brennbare konsentrasjoner spres langs bakken med nøytral oppdrift i en smal passasje foran utslippspunktet. For horisontale utslipp ble det oppdaget brennbare konsentrasjoner av H2 ved 50 m, men ikke 100 m, fra utslippspunktet. Det ble ikke observert brennbare konsentrasjoner i 45° vinkel fra utslippspunktet. Kondensering og frysing av komponenter i luft ble observert på bakken rundt utslippspunktet i tilfellene med vertikalt nedadgående frigjøring, men ikke fra skyen generelt. Tenning av gasskyen forårsaket en forbrenning, men ingen rask deflagrasjon eller detonasjon skjedde noe sted eller når som helst.

For å simulere lekkasje av LH2 i et lukket rom eks. Tank Connection Space (TCS) og spredning av kald hydrogengass fra en ventilasjonsmast, ble det utført lekkasjetester i et lukket rom koblet til en ventilasjonsmast. Målet med testene med lukket rom og ventilasjonsmast var å gi informasjon om:

• Konsentrasjon av H2 i TCS på grunn av lekkasje av LH2.
• Gjennomstrømning av hydrogen gjennom det lukkede rommet, og videre ut fra ventilasjonsmasten
• Tilstopping av ventilasjonsmast på grunn av kondensering og frysing av komponenter atmosfæren. 4) Konsekvenser av eksplosjon i TCS

Utslipp av LH2 i lukket rom gav 100% vol H2 i løpet av 30 sekunder. Hydrogen spredte seg fra ventilasjonsmasten med en nøytral oppdrift. Ingen signifikante H2-nivåer ble målt på bakkenivå. Ingen tilstopping av ventilasjonsmasten ble observert. Testene hvor hydrogen ble antent på toppen av masten indikerte at oksygen som strømmer tilbake gjennom ventilasjonsmasten kan forårsake en eksplosjon med lav alvorlighetsgrad i TCS

Hydrogen-ferjer kommer

Statens vegvesen har en utviklingskontrakt for en delvis hydrogendrevet ferje til sambandet rv. 13 Hjelmeland–Nesvik i Rogaland. Dette for å sørge for nullutslipp på riksvegferjesambandene innen 2030.

Norled AS vant kontrakten – og den hydrogen-elektriske ferjen er nå under bygging i Ølen.

I 2015 ble det beregnet at minst 2/3 av energien i ferjesektoren kan komme fra elektrisitet, da pekte norsk maritim næring ut hydrogen som det beste alternativet for å realisere nullutslipp for den resterende tredjedelen. Næringen har fortsatt og hevde dette. På Vegvesenets leverandørkonferanse om rv. 80- ferjesambandet mellom Bodø – Røst – Verøy – Moskenes høsten 2019 mente en nesten samlet bransje at teknologien var moden for hydrogenkrav på sambandet. Nå er Statens vegvesen i ferd med å lyse ut en kontrakt med krav om bruk av flytende hydrogen på sambandet.

Se også  Testrapporter og all bakgrunnsinfomrasjon

NB, Statens vegvesen belastes med ca. NOK 750 pr. nedlasting så bedrifter/grupper som kan dele informasjon seg imellom oppfordres til å dele internt.