Lloyds Register spricht über die Integration von Wasserstoff in die Meereswelt
In den letzten Jahren wurden auf dem Markt überzeugende Argumente für eine Reihe potenzieller Quellen im Wettlauf um die Dekarbonisierung der Seefahrt vorgebracht, darunter Biodiesel, HVO, Ammoniak und grünes Methanol.
Immer mehr Stimmen in der Schifffahrtsbranche sprechen sich für die Vorteile von Wasserstoff aus. Einer der Spitzenreiter im Rennen um klimaneutrale Kreuzfahrten ist Wasserstoff. Wasserstoff wird bereits in verschiedenen Sektoren eingesetzt, darunter in der Landwirtschaft, im Automobilrennsport und in der Raumfahrtindustrie. Je nach Herstellungsverfahren zählt er zu den saubersten und umweltfreundlichsten Kraftstoffen überhaupt.
Engel-Jan de Boer (DB), Global Yacht Segment Director bei Lloyd's Register (LR), glaubt, dass der Yachtsektor an einem Wendepunkt steht, was die Integration von alternative Kraftstoffe und hat die Notwendigkeit umfassender Richtlinien betont, um eine sichere und wirksame Adoption zu gewährleisten.
Welche Hürden müssen überwunden werden, damit Wasserstoff ein brauchbarer Treibstoff für Superyachten wird?
DB: „Einer der wichtigsten regulatorischen Knackpunkte sind die Sicherheitsstandards für die Wasserstofflagerung und -handhabung an Bord. Dies ist aufgrund der hohen Entflammbarkeit und Explosionsgefahr von entscheidender Bedeutung. Wasserstoffspeichersysteme erfordern spezielle Vorschriften für Eindämmung und Isolierung. Die Materialverträglichkeit muss berücksichtigt werden, um der Wasserstoffversprödung entgegenzuwirken, die bestimmte Metalle und Legierungen in Lagertanks und Pipelines schwächen kann.
Auch die Infrastruktur und die Betankungsvorschriften stellen eine große Herausforderung dar. Standards für die sichere Wasserstoffbunkerung in Häfen, einschließlich Betankungsvorgängen, Notfallprotokollen und Überwachungssystemen, befinden sich noch in der Entwicklung. Lloyd's Register hat verschiedene Häfen bei der Entwicklung von Wasserstoffbunkerprotokollen unterstützt, die von Marinas übernommen werden könnten, obwohl sich dies noch in einem frühen Stadium befindet.
„Darüber hinaus müssen betriebliche Sicherheitsvorschriften sicherstellen, dass die Besatzungsteams, die mit Wasserstoff umgehen, gut ausgebildet und zertifiziert sind.
Die Integration von Wasserstoff-Brennstoffzellen in konventionelle Dieselsysteme muss durch Vorschriften geregelt werden, einschließlich Übergangsvorschriften. Auch für die Anbindung von Wasserstoff-Brennstoffzellen an bestehende Energiemanagementsysteme für Yachten sind Standards erforderlich.
Wie war das Feedback von Superyachtbesitzern und -betreibern?
DB: „Wir wissen, dass flüssiger Wasserstoff zu viel Platz einnimmt und mit erhöhten Risiken verbunden ist. Darüber hinaus ist die Verfügbarkeit von Wasserstoff in Jachthäfen mit entsprechenden Bunkerprotokollen begrenzt.
Daher ist die Branche noch nicht von der Nutzung von Wasserstoff als Antriebsquelle für Yachten überzeugt. Sie sieht jedoch Potenzial in der Bereitstellung von Hotelstrom in Kombination mit Methanol. Kleine Yachten mit begrenzter Reichweite könnten in diesem Segment von der Nutzung von komprimiertem Wasserstoff profitieren.
Wie können die mit Wasserstoff auf Booten verbundenen Risiken gemindert werden?
DB: „Der Einsatz moderner Materialien wie Verbund- oder Edelstahltanks verhindert die Wasserstoffversprödung. Mehrschichtige Isolierungen und Vakuummäntel für die kryogene Wasserstoffspeicherung sowie robuste, lecksichere Dichtungen und Armaturen sind ebenfalls unerlässlich.“
„Um die Ansammlung von Wasserstoff in geschlossenen Räumen zu verhindern, sollten hochempfindliche Wasserstoffdetektoren zum Einsatz kommen, die Lecks umgehend erkennen, Flammenmelder, die die unsichtbare Flamme von Wasserstoff erkennen können, und eine ausreichende Belüftung der Lager- und Motorräume.
Tanks können mit Überdruckventilen ausgestattet werden, um den Druckaufbau sicher zu steuern. Für die Speicherung von flüssigem Wasserstoff sind fortschrittliche Boil-Off-Management-Systeme erforderlich. Besatzungsmitglieder müssen im Umgang mit Wasserstoff, in Notfallmaßnahmen und in der Systemwartung geschult werden. Wichtig sind außerdem strenge Betankungsvorschriften, wie z. B. Erdung zur Vermeidung statischer Entladungen, und der Einsatz automatisierter und überwachter Bunkersysteme zur Reduzierung menschlicher Fehler.
Wie beurteilt Lloyd's Register die Skalierbarkeit der Wasserstoffproduktion in der Schifffahrtsindustrie?
DB: „Der weltweite Mangel an Wasserstofftankstellen schränkt die betriebliche Flexibilität von Superyachten ein. Eine frühzeitige Einführung hängt vom Aufbau einer Betankungsinfrastruktur in wichtigen Zentren des Luxusyachtmarkts ab.
Aufgrund der geringen Energiedichte von Wasserstoff benötigen Speichertanks mehr Platz als Diesel. Dies stellt eine Herausforderung für Luxus-Superyachten dar, bei denen Platz ein kostbares Gut ist. Daher sind die Auswirkungen auf Volumen, Sicherheit und Verfügbarkeit weiterhin ein Problem, das die Branche daran hindert, die Wasserstoffnutzung zu beschleunigen.
Welche Innovationen im Bereich der Wasserstoffspeicherung sind in den nächsten fünf Jahren am vielversprechendsten?
DB: „Die Feststoffspeicherung von Wasserstoff, bei der Wasserstoff in festen Materialien wie Metallhydriden oder porösen Materialien wie metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs) gespeichert wird, ist eine der vielversprechendsten Innovationen für maritime Anwendungen in den nächsten fünf Jahren. Diese Methode bietet mehrere Vorteile, darunter die Entwicklung leichter, hochleistungsfähiger Hybridmaterialien und verbesserte Absorptions-/Desorptionsraten für eine effiziente Wasserstofffreisetzung.“
„Die Vorteile der Wasserstoffspeicherung in fester Form sind erheblich: Sie ist sicherer und kompakter als die Speicherung von gasförmigem oder flüssigem Wasserstoff und erfordert keine Hochdruck- oder kryogenen Systeme.
„Eine weitere Entwicklung, die man genau beobachten sollte, ist die Einführung von Wasserstoff-(Dual-)Fuel-Verbrennungsmotoren, die die Rentabilität von Wasserstoff als alternativer Kraftstoff für die Schifffahrtsindustrie weiter verbessern könnten.“
Was unternimmt Lloyd's Register, um die Einführung von Wasserstoff zu unterstützen?
DB: „Indem LR als Brücke zwischen Flaggenstaaten, der IMO und der Schifffahrtsindustrie fungiert, spielt es eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Regulierungslandschaft für Wasserstoffkraftstoff in maritimen Anwendungen.
LR beteiligt sich gemeinsam mit Interessengruppen an verschiedenen bahnbrechenden Projekten, um Wasserstoffsysteme zu testen und zu demonstrieren, Risiken zu identifizieren und den Flaggenstaaten und der IMO regulatorische Rahmenbedingungen vorzuschlagen. Wir ermutigen die Flaggenstaaten außerdem, proaktive Maßnahmen zur Förderung der Wasserstoffnutzung zu ergreifen, einschließlich Anreizen für grünen Wasserstoff.
„LRs Fuel for Thought ist eine umfassende Reihe von Berichten und Webinaren zu alternativen Kraftstoffquellen für Schiffe, einschließlich Wasserstoff.“
Gibt es Klassenregeln für wasserstoffbetriebene Schiffe?
DB: „Im Juni 2023 hat LR die weltweit ersten maritimen Vorschriften für Wasserstoffkraftstoff erlassen, auch für Superyachten. Sie sind in der digitalen Compliance-Lösung Regs4ships verfügbar, die von OneOcean, einem Teil der LR-Gruppe, betrieben wird.
Die Vorschriften enthalten sowohl allgemeine als auch spezifische Richtlinien für Schiffe, die Wasserstoff als Kraftstoff verwenden. Ziel dieser Vorschriften ist es, die Lücke im Internationalen Sicherheitscode der IMO für Schiffe, die Gase oder andere Kraftstoffe mit niedrigem Flammpunkt verwenden (IFG-Code), zu schließen, der bisher keine Richtlinien für die sichere Nutzung von Wasserstoff enthält.
Die Wasserstoff-Kraftstoffvorschriften von LR bauen auf bestehenden Standards für Kraftstoffe mit niedrigem Flammpunkt auf, sind aber speziell auf die Eigenschaften von Wasserstoff zugeschnitten. Sie umfassen Richtlinien für Wasserstoff-Bunkerstationen, risikobasierte Explosionsanalysen und Anforderungen an gasförmige und flüssige Wasserstoffsysteme und bieten einen umfassenden Rahmen für wasserstoffbetriebene Schiffe.
Ich begrüße die ehrliche Einschätzung von Lloyds Register zur Wasserstoffproblematik. Zwar ist es lobenswert, dass so große Anstrengungen in die Herstellung „grünerer“ Kraftstoffe gesteckt werden, aber verfehlen wir nicht den Kern der Sache? Der allgegenwärtige Verbrennungsmotor ist im Grunde eine moderne Technologie des 19. Jahrhunderts. Ist es nicht an der Zeit, dass wir alle weitermachen? Das Tempo der technologischen Entwicklung ist so hoch, dass einige der unzähligen visionären Forscher weltweit schon bald alternative Antriebssysteme perfektionieren werden. Die horrenden Kosten und offensichtlichen Risiken von Wasserstoff werden dann verschwinden und zu einer Fußnote in der Geschichte menschlicher Torheit werden.