FELMAR

‘Marinisering’ en integratie van waterstoftechniek voor binnenvaart en short-sea toepassingen

Publieke samenvatting

Aanleiding
Nederland is een maritiem land bij uitstek. Wij lopen al eeuwen voorop in innovatieve scheepsbouw en hebben een wereldwijd unieke maritieme kennispositie ontwikkelt. Deze industrie ontwikkelt zich echter continue en speelt met dezelfde zero-emissie transitievraagstukken als andere mobiele domeinen.

Waterstof als duurzame energiedrager in combinatie met brandstofcellen en elektrische voorstuwing is een kansrijke toepassing voor regionale kust- en binnenvaart.

De toepassing van deze systemen in de maritieme omgeving vraagt om een nieuwe systeemintegratie en marinisering van sommige brandstofcelcomponenten. De maritieme industrie heeft bovendien haar eigen eisen. Bestaande demo’s in deze markt zijn nog niet geoptimaliseerd voor gebruik in een maritiem toepassingsgebied in termen van veiligheidsconcept, normconformiteit, omgevingscondities en gebruikerseisen.

De sociaaleconomische acceptatie in deze industrie vraagt eveneens om een tastbare en aantoonbare demonstatie van de haalbaarheid, betrouwbaarheid en flexibiliteit van een dergelijke toepassing.

Doelstelling
Het ontwikkelen en mariniseren van een op waterstof-brandstofcel gebaseerde voortstuwings-configuratie voor de regionale scheepvaart geschikt voor klasse- typegoedkeuring:
• Het definiëren van alle ter zake kritische gebruikerseisen;
• Het certificeringklaar maken van systeem(componenten) voor toepassing in een maritieme omgeving.
• Het komen tot een generiek waterstof scheepsvoortstuwingsysteem ontwerp op basis van ‘systems engineering approach’, waarbij de brandstofcel een integrale rol speelt in een scheepsaandrijfsysteem
• Het beproeven en onderzoeken van het geïntegreerde systeem voor toepassing in de scheepvaart.
• Het fysiek demonstreren en daarmee introduceren van een 40 kW systeem voor de direct betrokkenen binnen de beproevingsomgeving;

Korte omschrijving
• Definiëren van een marktwaardig en integratie- opschalingsklaar voortstuwingsysteem voor scheepstoepassingen op basis van brandstofcellen (inclusief batterijen voor ‘’peak shaving’’).)
• Het ontwerpen van een generiek waterstof-brandstofcel gebaseerd schip en scheepsvoortstuwingsysteem op basis van ‘systems engineering approach’.
• De ingezette ontwerpmethodiek (generalisatie) vraagt om de ontwikkeling van een Integratiemodel.
• Testen, modificeren en certificeringklaar maken van de relevante brandstofcel -systeem componenten voor in de maritieme omgeving.
• Mariniseren van relevante componenten dmv modificaties en daarna testen van bewegingsrespons gedrag van deze componenten op een bewegingssimulator. De tests vormen de basis van de certificeringmethodiek.
• Inbouw van een 40 kW maritiem brandstofcel-batterijsysteem in een hydrosystems testbed.
• Integreren en testen met een hydro systems test-bed voor de beproeving van het geïntegreerde systeem tbv de kritieke mariniseringaspecten.
• Opzetten van een overall certificeringmethodiek van het systeem ism een klassebureau;
• Fysiek demonstreren in een workshop van 40kW systeem op een hydrosystems testbed voor betro

Resultaat
Een betrouwbaar, getest, opschaalbaar en geoptimaliseerd brandstofcel-batterij voorstuwingssysteem voorzien van de ter zake relevante certificaten en aantoonbaar geschikt voor toepassing in binnenvaart en kustvaart toepassingen. De systeemopzet en de achterliggende generieke ontwerpmethodiek wordt actief gedeeld met de industrie door het beschikbaar stellen van de op de system engineering benadering gebaseerd resultaten, die op basis van verregaande standaardisering en certificering voor de gehele industrie te gebruiken zijn.

Het ontwikkelde testbed en testmethodiek is inzetbaar voor verdere ontwikkelingen indien zich nieuwe componenten of hybride oplossingen aandienen. De inzet op standaardisering en certificeringklaar maken heeft een belangrijke kostenreductie en betrouwbaarheidspotentie.