De vill producera ammoniak ute till havs – med el direkt från vindkraft

Norska H2 Carrier bygger flytande plattformar för produktion och lagring av grön ammoniak till havs. Tanken är att förankra plattformen vid en havsvindpark med god tillgång till förnybar el.

Ammoniak kan användas som energilager för överskottsenergi och förse både fartyg och industri med förnybar energi.

Flytande anläggningar på fartyg för produktion och lagring av olja och gas har funnits i många årtionden redan. Norska företaget H2 Carrier har vidareutvecklat idén och vill framställa och lagra grön ammoniak i en flytande anläggning som kallas P2X Floater. Norska statliga energibolaget Statkraft har beställt en studie av bolaget.

En sådan flytande anläggning med lagringskapacitet kan ge en vindpark högre flexibilitet och göra den mindre beroende av elnät och elkablar. Anläggningen fungerar helt enkelt som ett energilager. Andra fartyg kan lägga till för att bunkra, det vill säga fylla på med drivmedel, eller transportera ammoniaken vidare till stora kunder.

Konceptfartyget P2X Floater har nyligen fått principgodkännande (Approval in Principle) från klassningssällskapet DNV.

Läs mer: Flygstartup: Ammoniak är ett bättre val än flytande väte i planet

I ett första skede planerar H2 Carrier att bygga om ett befintligt gasfartyg med tankar för lagring av flytande gas och förtöja det vid en hamn eller en fast förtöjning närmare land. Det betyder att fartyget ska ligga relativt skyddat från vågor och hårt väder.

Studien som görs för Statkraft kommer att visa om det är möjligt att utforma P2X Floater för tuffare förhållanden ute till havs. Studien genomförs i samarbete med det norska ingenjörskonsultföretaget Kanfa, som tillsammans med moderbolaget Technip Energies har lång och bred erfarenhet av produktion och installation offshore.

Nu ska de tillsammans reda ut hur förhållanden till havs påverkar elektrolysörer och ammoniakanläggningar samt hur variationen i energitillförsel från vindparken kan hanteras.

Stort behov av ammoniak

H2 Carrier grundades av sjökapten John Bruun Andersen och hans söner. De stod även bakom Windcarrier, som var pionjärer med fartyg för att installera havsvindturbiner. Windcarrier blev sedan uppköpt och heter numera Fred. Olsen Windcarrier. H2 Carrier hyr lokaler till sina fem anställda hos klusterorganisationen Energy Valley på Fornebu-området i Norge.

– Det passar bra för oss. Det är energi vi arbetar med, och den är förnybar, säger vd:n Mårten Lunde.

Mårten Lunde och Ove Tideman Rylandsholm, som är chef för den marina verksamheten, har båda en bakgrund från bland annat Fred. Olsen, både från vindparksinstallationer och flytande produktionsanläggningar offshore. De har fått med sig Sebastian Kihle som teknisk chef och Raymond Bjøntegård som driftchef.

H2 Carrier har fem anställda och grundades av kapten John Bruun Andersen och hans söner. Här är fyra nyckelpersoner samlade i lokalerna på Fornebu-området: Från vänster: Ove Tideman Rylandsholm (marin verksamhet), Mårten Lunde (vd), Sebastian Kihle (teknisk chef) och Raymond Bjøntegård (driftchef). Foto: Tore Stensvold

Statkraftstudien kommer efter flera andra projekt som visar att det finns ett stort intresse för flytande ammoniakanläggningar.

– Det finns behov av stora mängder ammoniak på många ställen, både inom energiproduktion och industrin. Vi pratar med många potentiella kunder på mottagarsidan. De vill ha stora volymer som måste transporteras på fartyg, säger Mårten Lunde.

Elva eller fyra år?

Om sjöfarten ska bli koldioxidfri med hjälp av grön ammoniak behövs det omkring 500–600 miljoner ton. Samtidigt befinner sig världen mitt i en energikris. Ammoniak är ingen ”quick fix”, men kan bidra på sikt.

H2 Carrier menar att de kan göra verklighet av ammoniakproduktion baserad på förnybar energi inom några år. Blant annat pekar de på både Skottland och Norge som har outnyttjade energiresurser.

– Den stora fördelen är att det tar kort tid från det att investeringsbeslutet fattas till det att leveranserna kan påbörjas, säger Ove Tideman Rylandsholm.

Lebesby kommun i norska Finnmark kan bli den första platsen för en flytande NH3-produktionsanläggning, baserad på en ombyggd VLGC. Foto: H2 Carrier

Normalt kan det ta runt 10–11 år att få igång en landbaserad produktionsanläggning. Bidragande orsaker är långa handläggningstider hos centrala och lokala myndigheter, politiska beslut och tidskrävande byggarbeten, i synnerhet för anslutning till elnätet och utbyggnad av högspänningsledningar.

En P2X Floater kan byggas på ett varv, bogseras på plats och kopplas upp inom loppet av tre till fyra år, enligt företaget. Som alternativ till att bygga ett nytt fartyg finns möjligheten att bygga om ett befintligt gasfartyg.

Stora gastanksfartyg, Very Large Gas Carriers eller VLGC, håller fortsatt god kvalitet efter många år i drift och lämpar sig bra för ombyggnad. Fartygen har redan stora, isolerade tankar och gott om plats på däck.

– Det är billigare, enklare och snabbare att bygga om ett fartyg på ett varv. All logistik och alla underleverantörer finns redan i närheten, säger Ove Tideman Rylandsholm.

Startklart i Finnmark

H2 Carrier har ett intentionsavtal med Lebesby kommun i norska Finnmark som har runt 1 250 invånare. Där planeras för fyra–fem vindparker, varav en ligger långt inåt land och är kontroversiell på grund av konflikt med renskötsel och andra samiska intressen. För H2 Carrier är flera av vindparkerna vid kusten väl lämpade med stabila vindförhållanden.

Skissen visar indelningen av fartyget efter olika funktioner, processer och typer av utrustning. Foto: H2 Carrier

– Förnybar energi är en viktig produktionsfaktor. Vi har stora ambitioner om att få till utveckling lokalt. Om vi både kan säkra industriutveckling och arbetstillfällen och bidra globalt med grön ammoniak är vi mycket positiva, sa Sigurd Kvammen Rafaelsen, kommunordförande i Lebesby för Arbeiderpartiet, på ett möte hos Norsk Klimastiftelse i augusti.

Ombyggnation

H2 Carrier har undersökt vilka VLGC-fartyg som är lämpliga och tillgängliga på marknaden. De måste ha tillräckligt stor däckareal för att rymma de olika processtegen och en tillräckligt stor produktionsanläggning.

De aktuella fartygen är upp till 240 meter långa och har en tankvolym på upp till 80 000 kubikmeter med nedkylda tankar.  Några av dem har trycktankar, andra är helkylda och några är halvkylda (en kombination av tryck och temperatur). Ammoniak blir flytande vid  minus 33 grader eller 15 bar (atmosfärstryck).

– Fartygens tankar är stora nog och vi kan anpassa transportfartygen om de använder tryck eller kyla. Det avgörande för oss är däckarealen, säger den tekniska chefen Sebastian Kihle.

En tänkbar storlek på produktionsanläggningen är 200 MW. Det motsvarar en produktion på drygt 150 000 ton ammoniak per år. En anläggning med en kapacitet på 230 000 ton om året kan också vara aktuell. I andra änden av skalan är det möjligt att bygga en P2X Floater med en anläggning på 1000 MW, placerad på ett 300 meter långt och 60 meter brett skrov.

Måste upp i storlek

Den största utmaningen rent tekniskt är elektrolysörerna, eller rättare sagt deras storlek. Grön ammoniak framställs genom att väte spjälkas från vatten genom elektrolys. Saltvatten måste avsaltas och centrifugeras för att bli helt rent innan det går in i elektrolysören. Vätgas blandas med kvävgas som utvinns från luften och omvandlas till ammoniak via Haber-Bosch-processen. Biprodukter är syre och värme

– De största elektrolysörerna på marknaden är på 2,5–5 MW och kopplas samman i ”tåg” och serier för att öka produktionsvolymen. Men arbete pågår med nya och större elektrolysörer som även är mindre beroende av ädelmetall, säger Ove Tideman Rylandsholm.

Nackdelar med ammoniak

Ammoniak har en stor nackdel – den är giftig. För att få DNV-godkännandet behövde H2 Carrier dokumentera att alla tänkbara säkerhetsaspekter har beaktats. Det omfattar hälsa för både människor och djur. Exponering av för höga koncentrationer kan döda människor och slå ut livet i havet.

– Säkerheten har högsta prioritet. Vi har genomfört en omfattande riskstudie och riskanalys. Här blir det rör-i-rör, dubbla skydd och omfattande brand- och räddningssystem, säger driftchefen Raymond Bjøntegård Bjøntegård.

Han påpekar att ammoniakteknologin som sådan är känd och redan en stor kommersiell produkt. I dag produceras 180–200 miljoner ton som går till industrin, inte minst till konstgödselproduktion.

Varje år fraktas cirka 20 miljoner ton på fartyg. Mycket av det transporteras av norska industrikoncernen Yara och används i deras konstgödselfabriker. Teknik och terminaler som kan hantera ammoniak finns redan på många platser.

 

Artikeln publicerades först i Teknisk Ukeblad.

Tore Stensvold / Teknisk Ukeblad

Mer om: Vindkraft

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt