
CMB (Compagnie Maritime Belge) werd opgericht in 1895 en is een gediversifieerde redersgroep uit Antwerpen, België. CMB is eigenaar van meer dan 90 zeeschepen in droge bulk (Bocimar), containertransport (Delphis) en chemicaliëntankers (Bochem). Daarnaast is CMB ook actief in innovatie en ontwikkeling (CMB.TECH) en vastgoed (Reslea, Maritime Campus Antwerp). CMB heeft kantoren in Tokio, Singapore, Hong Kong, Hamburg en Brentwood.
www.cmb.be
ABC werd opgericht in 1912 en is hedendaags gevestigd in Gent, België. ABC is een leidinggevende Europese motorbouwer van middelsnellopende motoren tussen 600 en 10500 kW. Het bedrijf ontwikkelt en bouwt duurzame en innovatieve motoren voor de energie en transportindustrie. Vandaag investeert ABC in het onderzoek omtrent de nieuwste brandstoffen van de toekomst.
De joint venture tussen de twee bedrijven is uniek vanwege de hoge mate van betrokkenheid bij R&D op het gebied van waterstof. Deze bijdrage is van groot belang voor de nabije toekomst van de ontwikkeling rond waterstof voor zware toepassingen.
Wij zijn overtuigd van de kracht van waterstof als sleutel voor een duurzame scheepvaart, en bij uitbreiding voor de energietransitie
Alexander Saverys (VRT NWS).
CMB.TECH en Anglo Belgian Corporation (ABC) richtten ruim vier jaar geleden al een joint venture op onder de naam BeHydro die zich volledig richt op het ontwikkelen van waterstofmotoren voor zwaardere toepassingen. E. van Wingen richt zich met name op kleinere warmtekrachtkoppelingen en lokale energie-oplossingen.
Welke mogelijkheden bieden deze nieuwe varianten van een oude technologie? Waarin verschilt de toepassing van een verbrandingsmotor op waterstof van die van een brandstofcel? Wat is het verschil in werking en toepassing van een mono en een dual fuel motor? En welke ontwikkelingen gaan er in de toekomst nog op ons afkomen?
WaterstofNet sprak met alle drie deze bedrijven en gaat op zoek naar het hele verhaal over waterstofverbrandingsmotoren.
Beluister de podcast hier:
BeHydro
The hydrogen future is now
Over WaterstofNet
WaterstofNet is een kennis- en samenwerkingsplatform dat wil bijdragen aan een koolstofneutrale samenleving door het ondersteunen en realiseren van waterstofprojecten in Vlaanderen en Nederland. Samen met de industrie en overheden zorgen we voor concrete realisaties op het terrein en leggen we de basis voor verdere samenwerking. Zo laten we Vlaanderen en Nederland verder uitgroeien als vooraanstaande waterstofregio.
Voor meer informatie: https://www.waterstofnet.eu/
Op donderdag 27 oktober is de Hydrotug aangekomen in de haven van Oostende. Hier zal de eerste sleepboot op waterstof verder afgewerkt worden met het waterstofsysteem. Er is gekozen voor Oostende omdat de sleepboot daar gebruik kan maken van de waterstof bunkerfaciliteiten van CMB.TECH’s Hydrocat 48.
De Hydrotug bestaat uit twee BeHydro V12 dual fuel medium speed motoren die zowel op waterstof als op traditionele brandstof kunnen varen. Met deze innovatie streeft Port of Antwerp-Bruges naar de integratie van de meest milieuvriendelijke technologieën die beschikbaar zijn. De Hydrotug kan 415kg gecomprimeerde waterstof opslaan in 54 gasflessen geïnstalleerd op het dek en elimineert de uitstoot gelijk aan 350 auto’s.
De Hydrotug maakt deel uit van een integraal vergroeningsprogramma voor de vloot van Port of Antwerp-Bruges en wordt ingezet als een belangrijke stap in de transitie naar een klimaatneutrale haven tegen 2050. Met de Hydrotug bevestigt CMB.TECH haar internationale voortrekkersrol in de transitie naar schepen aangedreven door milieuvriendelijke brandstof.
De tewaterlating van de Hydrotug bij Armón Shipyards in Navia Spanje vond plaats op 16 mei. In de daaropvolgende maanden werd het schip verder afgewerkt. Op donderdag 27 oktober is de sleepboot aangekomen in de haven van Oostende, waar het waterstofsysteem verder zal geïnstalleerd en getest worden. Het doel is om de Hydrotug operationeel te hebben in Antwerpen in het eerste kwartaal van 2023.
We hebben twee type motoren ontwikkeld. Het eerste type (wat we vandaag zien) is de dual-fuel versie. Deze motor kan zowel op diesel als op een mengsel van waterstof en diesel draaien. Bij de waterstofmodus, wordt diesel gebruikt om de waterstof te doen ontbranden. Het tweede type motor kan enkel op waterstof werken en beschikt over een vonkontsteker (of bougie) om de verbranding van de waterstof te starten.
Tijdens het aanzuigen van de lucht in de motor wordt er waterstof onder lage druk geïnjecteerd aan de luchtingang van de cilinders. Er wordt enkel waterstof geïnjecteerd aan de cilinder die lucht aanzuigt. Op deze manier kan er zich nooit waterstof ophopen in de motor. Door het inspuiten van (piloot)diesel ontstaat er een vlam die alle waterstof die zich in de cilinder bevindt automatisch met zich mee verbrandt. Bij het verbranden van waterstof wordt er warmte en druk gegenereerd die de drijvende kracht is om de motor te laten draaien.
Het verbruik van diesel en waterstof hangt af van de belasting van de motor. Bij volledige belasting verbruikt de motor 61 kg waterstof en 45 kg diesel per uur. Ter vergelijking een nieuwe waterstofauto beschikt maar over 6 kg waterstof in totaal. Een bus heeft ongeveer 40 kg waterstof aan boord. De efficiëntie bij volledige belasting bedraagt ± 40%.
Waterstof kan je als gas en als vloeistof bewaren. Gas wordt in drukvaten opgeslagen onder hoge druk. Bij waterstofauto’s loopt deze druk op tot 700 bar. Voor opslag in vloeistofvorm heb je wel cryogene technologie nodig omdat je hierbij het gas moet afkoelen tot min 253°C.
Waterstofopslag onder hoge druk is de meest gebruikte vorm van opslag. Dit is ook de gebruikelijke manier om waterstof te vervoeren via vrachtwagens met flessentrailer of pijpleiding. Het nadeel van deze opslagvorm is de relatief lage energiedichtheid. In de vorm van vloeistof kan je per volume 3,5 x meer waterstof vervoeren dan in gecomprimeerde vorm. Echter, voor gekoelde opslag is het niet evident om de extreem lage temperatuur te behouden tijdens transport.
Grofweg kan je zeggen dat de opslag van waterstof 14x meer volume zal innemen dan diesel.
Zoals bij elke brandstof, moet je voorzichtig omspringen met het gebruik en de opslag ervan. Waterstof wordt in België al meer dan 50 jaar met succes gebruikt door de industrie. In de Haven van Antwerpen wordt er jaarlijks 380.000 ton waterstof geproduceerd.
Hierbij heeft waterstof zich kunnen bewijzen als een veilige brandstof.
De kost voor het waterstofinjectiesysteem is best te overzien in de totale motorkost. De grootste kost voor een waterstofmotor zit hem in de toevoer en opslag van waterstof. Door het gebrek aan productievolumes in die onderdelen zijn alle kleppen, leidingen, sensoren best nog prijzig. We verwachten dat dit de komende jaren sterk zal dalen.
Daarnaast zijn de aanpassingen aan de motor eerder beperkt. Je moet een motorexpert zijn om de aanpassingen te zien. De grote kost zit vooral in de gasstraat om de waterstof op een veilige en gecontroleerde manier naar de motor te brengen. We denken dat deze kost de komende jaren sterk zal dalen, van zodra het verbruiksvolume stijgt.
Een verbrandingsmotor produceert mechanische energie, terwijl een brandstofcel elektrische energie produceert. Sommige toepassingen hebben meer nood aan mechanische energie (om bv. een schroef aan te drijven) dan aan elektrische energie. Op vlak van levensduur, onderhoudskosten en de verhouding vermogen versus aanschafprijs overtreft een verbrandingsmotor de brandstofcel. Voor een transporttoepassing zal een dual fuel motor wellicht de nodige mogelijkheden bieden. Een schip met een dual fuel motor mag met lege tanks aankomen in de haven. En als je weet dat de kost van het opslagsysteem doorslaggevend is op de kostprijs van een groen schip, dan valt hier nog de grootste kostenbesparing te halen. Mocht je een schip met brandstofcellen willen laten varen dan spreek je al gauw over een verdubbeling/verdrievoudiging van de hoeveelheid waterstofopslag (en hiermee ook de kost). Terwijl je deze extra opslag in de praktijk wellicht niet zal aanspreken omdat deze puur voor reductievoorschriften aanwezig is. De BeHydro motor haalt een efficiëntie van ± 40 % bij volledige belasting, een brandstofcel haalt wel een hogere efficiëntie (60%) maar dat is bij een laag belasting profiel. Van zodra een brandstofcel zwaar wordt belast, daalt daar de efficiëntie aanzienlijk. Bij het vermogen dat voor scheepvaart van toepassing is (lange tijd op hoog vermogen), is de efficiëntie van beide technologieën vergelijkbaar.