Energy Observer

Nya Gotlandsfärjan gör 35 knop på vätgas!

av
Gotland-Hydrocat-vatgas

Gotland-Hydrocat-vatgasGotlandsbolagets nya Gotland Hydrocat ska inte bara minska utsläppen radikalt utan också korta restiderna markant.

Gotlandsbolaget lanserar konceptfartyget Gotland Hydrocat som sägs vara världens första storskaliga, snabbgående katamaran med vätgasdrift. Målet är att sätta Hydrocat i trafik från 2030.

– Tillsammans med Gotland Horizon kommer vi kunna erbjuda ännu snabbare, flexiblare och mer hållbara resor till Gotland under årets alla månader. Gotland Hydrocat kan komplettera Gotlandstrafiken under högsäsong när resandet är som störst.  Gotland Hydrocat kommer ha en toppfart om 35 knop – vilket innebär en överfartstid mellan Gotland och fastlandet på under tre timmar.

Överfartstiden ska sänkas till under tre timmar

 

Horizonserien bygger på snabbgående passagerar- och fraktfartyg och lanserades som konceptmodell under 2021 med Gotland Horizon i spetsen. Både Gotland Hydrocat och Gotland Horizon utvecklas för att minimera utsläppen från sjöfarten. De två fartygsmodellerna ska kunna erbjuda ännu snabbare, flexiblare och mer hållbara resor till och från Gotland.

Se också:
Hamnen går ombord på båten som kört jorden runt på egenproducerad vätgas
Med vätgas runt jorden – så funkar det
Norge först ut med fritidsbåt som går på vätgas

Gotlandsbolaget satsar på två nya typer av fartyg. Till vänster ser ni Horizon som rymmer många personer och stor last. Det heter Gotland Horizon. Till höger är snabbfärjan Gotland Hydrocat som har katamaranskrov och optimerats för att vara lättdriven. Båda kan drivas av vätgas.

– Vi tycker inte Gotland ska behöva välja mellan överfartstid och klimatnytta. Därför utvecklar vi nu nästa generations fartyg – Horizonserien – som genom ny teknik kommer möjliggöra en ännu bättre service och kapacitet samtidigt som utsläppen minskar markant, säger Håkan Johansson, vd Gotlandsbolaget.

Gotland Hydrocat är 130 meter lång, klarar hela 35 knop och korta restiden markant. Bränslet är primärt vätgas och drivlinan är vattenjet. Överfarten mellan Gotland och fastlandet ska betas av på 2 timmar och 50 minuter.

Gotlandsbolaget har som mål att Gotlandstrafiken ska vara klimatneutral senast 2045. Ett av de viktigaste initiativen för att nå målet om en klimatneutral Gotlandstrafik – Destination Zero – är utvecklingen av nästa generations fartyg.

– Horizonserien är vårt enskilt viktigaste initiativ för att minska avtrycket från sjöfarten. Vi har en lång tradition av att utnyttja den senaste tekniken och ständigt modernisera vår fartygsflotta.

Fakta om Gotland Hydrocat

• Lastkapacitet: 450 bilar
• Passagerarkapacitet: 1650 passagerare
• Hastighet: 35 knop
• Överfartstid: 2 timmar 50 minuter

Jonas Moberg är tekniskt ansvarig för utvecklingen av nya fartyg på Gotlandsbolaget. Här svarar han på hur viktigt det är med en hög verkningsgrad för att klara skiftet till en fossilfri överfart:

– För att minimera energibehovet krävs en energieffektiv design och hög verkningsgrad. Därför utvecklar vi energisnålt skrov, minimerar vikt, ser över energiförbrukare och effektiviserar drift och flöden i hela fartyget.

Gotland Horizon kan precis som Hydrocat köras på flera olika bränslen men tanken är att vätgasen ska vara det primära valet. Räckvidden är optimerad för omkring 100 sjömil. Fartyget kan bära 1 900 passagerare, 600 bilar eller 100 lastbilar. Toppfarten är 28 knop.

Kommer fartyget drivas med 100% vätgas?

– Gasturbinerna ska kunna gå på 100 procent vätgas. Där ligger utvecklingen långt fram och vi ser nya framsteg hela tiden. Ambitionen är såklart att Gotland Horizon ska gå på bara vätgas, men det är avhängigt av att det också finns en stor tillgång.

Hur ser arbetet med infrastruktur kring vätgas ut?

– Vi jobbar på infrastruktur för vätgas. Vi har flera projekt igång, bland annat tillsammans med Uppsala universitet. Målet är att säkra tillgången på vätgas till sjötrafiken senast 2030.

Och om det inte finns vätgas att tillgå?

– Vi kan köra på olika gaser och andra bränsletyper. Till exempel skulle biogas och vätgas vara en bra kombination.

Gotlandsbolagets nya Hydrocat ska klara att gå på olika typer av bränslen. Ambitionen är att skapa tillräcklig tillgång på vätgas och bara köra på det.

Vilka olika framdriftsekniker har ni diskuterat?

– För olika transportslag och transportbehov ser valet av teknik väldigt olika ut. Elmotorer i kombination med bränsleceller, traditionella kolvmotorer eller turbiner för gas och flytande bränsle är några olika exempel som ofta diskuteras.

Vilka plus och minus ser du för de olika teknikerna?

– För korta sträckor med lågt energibehov kan batterier vara lämpligt om elproduktionen är ren, för områden utan infrastruktur med flytande gas kan bränslen i vätskeform vara att föredra. Vätgas kräver stora volymer eller extrem kyla och är svårt att transportera och kommer vara lämpligt om det finns att tillgå nära förbrukaren.

Gotland Horizons teknik i korthet:
1. Gasturbinen drivs av vätgas och har en mekanisk drivlina till fartygets växel.
2. Den varma gasen från gasturbinen leds genom en ångpanna för att skapa vattenånga i skorstenen.
3. Vattenångan driver i sin tur en ångturbin som kopplas till en generator för att generera elektricitet.
4. Elektriciteten driver en elmotor som också kopplas in i samma växelsystem som gasturbinen driver.
5. Kombinationen blir en elektrisk och mekanisk drivlina som blir både flexibel och effektiv.

Är turbinen verkligen ett effektivt alternativ?

– Gasturbinen uppfattas ofta som energikrävande, men i kombination med en ångturbin når vi en verkningsgrad som är likvärdig, eller till och med högre än en dieselmotor. Det gör att gasturbinen i samverkan med ångturbinen i en så kallad ’combined cycle’ har flera fördelar för Gotlandstrafiken och liknande sjöfartsbehov. Vi kan med detta upprätthålla samma hastighet som idag, samtidigt som vi kan köra på 100% “fossilfri” gas. Den egenskapen saknar de flesta andra teknikvalen.

Vad menas med combined cycle?

– Combined cycle innebär att vi kombinerar gasturbinerna med en ångturbin. Ångturbinen tar tillvara på restenergin från gasturbinen och genererar elektricitet för att hjälpa till att driva fartyget framåt. Tillsammans skapar vi ett kraftverk på fartyget som ökar verkningsgraden från omkring 30 procent (enbart gasturbin) till 50 procent.

Vätgasfartyg i drift 2030

Arbetet med att utveckla all nödvändig teknik pågår och ambitionen är att Gotland Hydrocat ska kunna beställas senast 2025 för att tas i trafik senast 2030. Modellen och designen för Gotland Hydrocat är framtagen av Gotlandsbolaget i samarbete med Austal, ett av världens ledande varv för konstruktion och byggande av katamaraner.

Energy Observer runt jorden med egen vätgas – så funkar det

av

Energy Observer oceanVärldens första båt som drivs av egentillverkad vätgas – Energy Observer – är på plats i Stockholm inför sin stora resa. Hamnen.se har fått en rejäl genomgång om hur tekniken fungerar.

Energy Observer ska bli världens första fartyg att köra jorden runt helt tyst, fossilfritt och utan att släppa ut skadliga partiklar. Hur är det egentligen möjligt? Här dyker vi tillsammans med expeditionsledaren Jérôme Delafosse djupare ner i såväl kemins som Energy Observers inre.

Energy Observer är en ombyggd maxikatamaran med ett tidigare förflutet som framgångsrik kappseglare, bland annat under namn som Formule TAG, Tag Heuer, Enza New Zealand, Royal & SunAlliance, Team Legato och Daedalus. Idag är fartyet helt ombyggt för att kunna producera vätgas av havsvatten genom förnybar energi och härmed kunna färdas jorden runt helt självförsörjande och utan negativ miljöpåverkan.

Men Energy Observer är mer än ett oceangående fartyg. Det handlar snarare om en plattform och modell för framtidens energinätverk.

Energy Observer i hamnVarje komponent testas och optimeras under extrema förhållanden. Målet är att utveckla tekniken för att nå en helt egen energiförsörjning som framöver ska kunna appliceras även till en markbunden miljö, som exempelvis hotell eller bostäder.

Vätgas som drivmedel
Först och främst kan Hamnen.se konstatera att det inte råder någon brist på vätgas. Det är det vanligaste och lättaste grundämnet.

Se också:
Nya Gotlandsfärjan gör 35 knop på vätgas
Norge först ut med fritidsbåt som går på vätgas

Vätgas består av två väteatomer och har den kemiska beteckningen H2. Vid rumstemperatur och normalt tryck är väte gasformig och övergår till vätskeform vid -253°C. Vätgasen är giftfri, färg- och smaklös och luktfri. Däremot är vätgas ingen primär drivkälla, men den kan användas för att lagra, transportera och tillhandahålla energi.

Hur produceras vätgas
Vätgas går att utvinna från vatten, gödsel och växter och det finns olika sätt att producera vätgas, bland annat genom ångreformering av kolväten, förgasning och elektrolys. Energy Observer använder sig av elektrolys. Det innebär att vätgasen produceras genom att vatten separeras i dess två huvudsakliga beståndsdelar – alltså väte och syre. I elektrolysprocessen passerar elektrisk ström genom vattnet för att utvinna vätgasen. Elektriciteten kommer ombord på Energy Observer bara genom de förnybara källorna vind- och solkraft. De enda restprodukterna blir vattenånga och syre.

Energy Observer solcellerEnergy Observer drivs av elmotorer som i sin tur drivs av batterier som i sin tur laddas av solcellerna och vindsnurrorna som finns ombord. Överskottet blir till vätgas som används som bränsle när solen inte lyser tillräckligt eller när vinden inte blåser.

Under Energy Observers olika stopp laddas batterierna genom de många solpanelerna och de två mjuka vingseglen på däck. Här används två olika solcellstekniker: Dels BiFacial-moduler, som är tillverkade med dubbelsidigt aktiva solceller. Det innebär att solcellerna kan producera energi både från ovan och underifrån tack vare reflektionen. Dels solcellsmoduler som är böjda/formade för att maximera ljusintaget och för att effektivt följa katamaranens skrovformer.

Mycket batterikraft

Energy Observer har två litium-jon batteripack på 112 KWh. När batterierna är fulladdade fås ny energi genom elektrolys av havsvatten – som ger vätgas. När vädervillkoren är sämre, och sol och vindkraft inte räcker till, försörjer bränslecellen båten med energi genom att omvandla energin från vätgasen till elektricitet.

Vi kikar in i det snudd på kliniskt rena maskinrummet och finner den elektriska framdrivningsmotorn, samt utrustningen för att avsalta havsvattnet. Avsaltningscentralens produktionskapacitet ligger på 105 liter i timmen.

Energy Observer i hamn 3För att lagra vätet finns åtta tankar tillverkade i aluminium och kolfiber. De åtta tankarna kan lagra upp till 62 kilo vätgas.

Båtens kompressionssystem har två olika nivåer som gör det möjligt att komprimera väte i tankar vid 350 bar. Här används alltså bränslecellen för att konvertera väte till elektricitet (22 kW) och värme (80°C). Vätgasen har ett mycket bra vikt/effekt-förhållande. Räknat på vad Energy Observer får ut av sin batteriinstallation kontra vätgas så ger batterierna 1 kWh per 12,5 kg och vätgasen 1 kWh på 1,7 kg. Det ska dock nämnas att det finns batterier som väger hälften så mycket per kWh.

Energy Observer i hamn 2Under färd är målet att använda energin direkt när den skapas och balansera energiåtgången mellan propellerdriften och övriga förbrukare som krävs för komforten ombord.

– Vi är som ni svenskar ett kaffeälskande folk och om vi i besättningen slår på kaffebryggaren under gång så märks det direkt genom att båtens fart saktar ner något. Det gäller helt enkelt att lära sig att prioritera, skrattar Jérôme Delafosse.

Så tankar man vätgas
Att tanka vätgas tar några minuter, vilket är en rätt stor skillnad i jämförelse med de timmar det tar att ladda upp ett batteri. Problemet är att det än så länge inte finns så många tankställen, inte ens för bilar. Men enligt ledande aktörer i branschen, bland annat Toyota som med sin Mirai lanserat världens första serietillverkade vätgasdrivna bränslecellsbil, är det på gång, även om Sverige ligger långt efter både Tyskland och Frankrike.

Hamnen.se väntar med spänning på när tekniken appliceras på fritidsbåtar.

Vätgas jämfört med…
1 kilo vätgas ger:
4,1 x mer energi än 1 kg kol.
2,8 x mer energi än 1 kg bensin.
2,4 x mer energi än 1 kg naturgas.

Foto: Anna Sandgren och Energy Observer.

Läs mer på: www.energy-observer.org.

Världens första vätgasfartyg – Hamnen.se kliver ombord!

av
Energy Observer hydrogenship

Visst går det att propellera sig jorden runt utan att släppa ut avgaser. Franska Energy Observer är beviset. Hamnen.se var på plats när hon la till i Stockholm – och fick en spännande rundtur.

Energy Observer är både ett flytande laboratorium och världens första vätgasdrivna fartyg. Uppdraget är att testa avancerad teknik i extrema förhållanden, med målet att bidra till en snabbare utveckling och ökad användning av gröna energisystem inom sjöfarten.

71715 energy observer arrival in stockholm r 1200 900Energy Observer är en ombyggd maxikatamaran, 30,5 meter lång och 12,80 meter bred och anpassad för att fungera som laboratorium.

– Vi vill främja och utveckla framtida förnybara energikällor inom sjöfarten. Fartyget är först i världen att omvandla havsvatten till vätgas och kan dessutom lagra energi. Vi färdas över världens hav med noll avtryck på miljön, säger kaptenen Victorien Erussard när Hamnen.se möter honom ombord på den gigantiska katamaranen.

Båten får sin framdrift framförallt av vätgas som produceras genom elektrolys av havsvatten. Den kombinerar tre olika källor av förnybar energi bestående av sol, vind och vatten och har två olika former av lagring, dels  genom batterier, dels vätgas (avkarboniserad).

71718 energy observer arrival in stockholm r 1200 900Energy Observer visar upp sig i Stockholm under åtta dagar.

Sedan 2017 har båten färdats över 11 000 sjömil. Stockholm är fartygets 38e anhalt och målet är att under sex år (2017-2022) besöka 50 länder och 101 hamnar. I Stockholm stannar Energy Observer under åtta dagar. Den medföljande utställningen är öppen för allmänheten och ska få oss att upptäcka de olika energilösningarna och lära oss mer om den sex år långa världsturnén.

Efter att ha besökt hamnar runt om i Medelhavet ifjol står Norra Europa på programmet i år.

Mot Svalbard med vätgas

– Vårt sikte är inställt på att som första icke fossildrivna båt utan vanliga segel ta oss till Svalbard i augusti. För att klara energiförsörjningen även i mer solfattiga farvatten har vi nu utrustat katamaranen med Ocean Wings, två vingmaster på däck. De har visat sig optimera energiproduktionen ombord så pass mycket att vi numera till och med lyckas skapa och lagra energi, berättar expeditionsledaren Jérôme Delafosse.

71713 energy observer arrival in stockholm r 1200 900Marschfarten är måttlig men billig – och miljövänlig!

De nya vingmasterna har också bidragit till ökad fart. Men marschfarten ligger fortfarande på måttliga 5 knop, även om Energy Observer kan komma upp i drygt tio knop under en kortare period.

Sjöfart står för 90 procent av världens transporter

– Vi vill uppmuntra till en storskalig användning av systemen inom internationell sjöfart, som idag står för 90 procent av världens transporter. Härmed vill vi på ett avgörande sätt minska miljöbelastningen på världshaven, fortsätter Jérôme Delafosse.

På sikt är tanken att tekniken ska kunna appliceras på mindre båtar och även på fritidsbåtar. En av sponsorerna är Toyota, som redan har lanserat vätgasbilar, och som nu inväntar fler tankstationer med vätgas. Något som alltså relativt enkelt skulle kunna bli verklighet även skärgårdens mackar framöver.

71717 energy observer arrival in stockholm r 1200 900Energy Observer byggdes för att segla runt jorden. Nu drivs hon primärt av propellrar.

Ambassadör för båten är Frankrikes före detta miljöminister, Nicolas Hulot och president Emmanuel Macron har gett projektet sitt officiella stöd. Energy Observer är Frankrikes första ambassadör för FNs 17 hållbarhetsmål och har även officiellt stöd av Europeiska kommissionen, UNESCO och IRENA.

Stockholm i framkant

En av anledningarna till att Energy Observer stannar i Stockholm är att uppmärksamma Sveriges initiativ för en grön energiomställning, samt att Stockholm utsågs år 2010 till Europas första miljöhuvudstad, men också att Sveriges mål är att nettoutsläppen av växthusgaser ska vara noll år 2045. Därför står även möten med pionjärer och beslutsfattare för ett grönare samhälle på besättningens agenda.

Energy Observer ligger förtöjd nedanför Kungliga Slottet på Skeppsbron 2. Den medföljande utställningen är öppen för allmänheten 24 maj – 2 juni, klockan 10:00-18:00.

Läs mer på www.energy-observer.org.