Volgens de Federale Dienst voor Waterwegen en Scheepvaart (WSV) wordt er elk jaar ongeveer 172 miljoen ton vracht per schip vervoerd, waardoor de verkeersopstoppingen op de weg en het spoor worden verlicht. Vanwege hun hoge tonnages zouden schepen daarom kunnen fungeren als een relatief milieuvriendelijk transportmiddel, aangezien één enkel schip 150 vrachtwagens kan vervangen. Waterstof biedt veelbelovende potentiële toepassingsscenario's voor scheepsvoortstuwing. Een elektrische motor in de aandrijflijn, die van energie wordt voorzien door een brandstofcelsysteem, zou alleen een continue toevoer van zuurstof en waterstof nodig hebben. Opgeslagen in tanks onder druk of gekoeld, kan dit bijvoorbeeld aan boord van een schip worden geïmplementeerd. Met andere woorden, een project op maat voor
Het potentieel naar de wateren brengen
De Nederlandse rederij Acta Marine, die vastbesloten is om de impact van de scheepvaart op het milieu tot een minimum te beperken, heeft gekozen voor groene waterstof als belangrijkste energiebron. Met het Mittelplate bevoorradingsschip Coastal Liberty, dat wordt ingezet in de Waddenzee, probeert het bedrijf nu een baanbrekend voorbeeld te stellen in de richting van duurzaamheid en emissievrije energievoorziening aan boord. ECap Marine kreeg de opdracht om het emissievrije elektrische aandrijfsysteem om te bouwen naar een systeem op waterstof. Over een periode van twee jaar ontwikkelde het bedrijf een waterstof-elektrisch energiesysteem in containers dat emissievrije scheepsexploitatie mogelijk maakt. Het zogenaamde tankcontainersysteem met twee Ballard FCwave brandstofcellen (2 x 200 kW), een maritiem accusysteem, een brandblussysteem, tankunits, een energiebeheersysteem op maat en alle benodigde koel- en veiligheidsapparatuur kan "plug-and-play" worden verwisseld via een havenkraan en in havens worden bijgevuld met behulp van een elektrolysesysteem. Zoals Lars Ravens, Managing Director bij eCap Marine, uitlegt: "Tot op heden is dit een unieke installatie aan boord van een zeeschip. Dankzij modulaire en individueel configureerbare componenten zijn deze ook schaalbaar voor grotere koopvaardijschepen en kleinere binnenschepen." Begin 2024 kreeg het omgebouwde bevoorradingsschip voor het tanksysteem ook een klassecertificering van DNV (de Duitse classificatieorganisatie voor de scheepvaartindustrie).
Het bevoorradingsschip Coastal Liberty voorziet het Mittelplate olie- en productieplatform van materialen en brengt afval terug. Een brandstofcelsysteem zet de waterstof om in elektriciteit en maakt zo de werking met elektromotoren mogelijk door het gebruik van hybride transmissies.
Arne Küddelsmann, Project Engineer bij eCap Marine, legt trots uit dat het verwisselen, loskoppelen en opnieuw aansluiten van de waterstoftanks erg handig en veilig is dankzij een aansluitconcept zonder gereedschap en de standaardaansluitingen voor kranen en vrachtwagens. Dit wordt onder andere gegarandeerd door connectiviteitsoplossingen die voldoen aan de hoogste DNV-eisen op het gebied van veiligheid, duurzaamheid en betrouwbaarheid. Samen met eCap Marine ontwikkelde HARTING de innovatieve oplossing die een efficiënt netwerk van componenten en systemen garandeert.
Overal waar bewakings- en controlefuncties nodig zijn bij de productie (elektrolyse), opslag, distributie en het vullen van waterstof, zijn modulaire en individueel configureerbare componenten en op maat gemaakte systeemoplossingen van HARTING de juiste keuze.
Er was een speciale interface nodig voor de communicatie tussen de PowerPac en deH2-tank. "We bedachten een doos die de signalen van de zenders en de klepstandindicatoren van de tank zou oppikken. Het moet dan mogelijk zijn om deze aan de andere kant van de behuizing aan te sluiten met behulp van een steekkoppeling," aldus Arne Küddelsmann, die het probleem uitlegt. De selectiekleppen van de tank moeten worden bewaakt via de interfaces van de box. De systeemtemperatuur en -druk moeten ook worden doorgegeven. Enerzijds is dit relevant voor de veiligheid, anderzijds kan het ook gebruikt worden om het vulniveau in de tank te bepalen. De hoge IP-klasse die vereist was voor de behuizing van de elektrische en elektronische componenten vormde een andere uitdaging. Dit is essentieel voor de lange levensduur van een schip dat op de Noordzee vaart. Bovendien moesten alle elektrische onderdelen van het tankcontainersysteem voldoen aan ATEX. Deze beschermingsklasse is vereist voor een potentieel explosieve atmosfeer, zoals wordt gegeven vanwege de lage ontstekingsenergie van waterstof.
Een bijzondere gezamenlijke prestatie voor mij was het verkrijgen van ATEX-certificering voor een product met zulke complexe vereisten in de kortst mogelijke tijd door het gebruik van water.
Arne Küddelsmann
Projectingenieur bij eCap Marine
Expertise in technologie en methoden
Om de ontwikkelaars van e Cap Marine in staat te stellen zich te concentreren op de elektrolyse- en opslagtechnologie en serieproductie, neemt HARTING de verantwoordelijkheid op zich voor de specificatie, selectie en ontwikkeling van de juiste elektrische verbindingstechnologie. Het geaccrediteerde HARTING Kwaliteits- en Technologiecentrum (HQT) begeleidt de kwalificatie, validatie en, indien nodig, de goedkeuring van de ontwikkelde oplossing. Guido Steenbock vat het als volgt samen: "Onze toewijding aan maatwerk en ruimteoptimalisatie wordt geïllustreerd door de klemmenkasten in dit project. Deze boxen zijn ontworpen om robuuste en ruimtebesparende aansluitopties te bieden die naadloos geïntegreerd kunnen worden in bestaande infrastructuren. Onze klanten profiteren van plug & play-oplossingen die baanbrekend zijn voor de waterstofindustrie."
Wij zijn ons er terdege van bewust hoe belangrijk veiligheid is bij het werken met waterstof en daarom leveren wij intrinsiek veilige Ex-i oplossingen die geschikt zijn voor alle soorten signalen.
Guido Steenbock
HARTING Customised Solutions
