Norges lengste fergesamband skal drives på hydrogen: – Et viktig startskudd

[oophus]

mrxx skrev (34 minutter siden):

Batteri prisene ser ut til å synke kraftig fremover, så det må tas hensyn til når det skal sammenlignes med Prisen på å bruke hydrogen.

Hydrogen-teknologien har ei mindre tur mot større fall i kostnader enn batteriene som allerede har vært igjennom store fall allerede. Hvis batterier til denne fergen ikke allerede er billig nok, så må en subsidiere dette segmentet i betydelig lengre tid, enn for hydrogen-fergene. Sånn om man skal måle tid mellom prosjekt #1 til prosjekt # hvor man kan konkurrere mot det man skal skifte ut. 

Et par av disse fergene tilsvarer omtrent hele markedet for brenselceller for kun knappe 5-6 år siden. 

Endret 2. november 2020 av oophus

[sverreb]

30 minutes ago, mrxx said:

Sjekket ut Batterifergen  Ampera som er på omtrent samme størrelse. Den bruker 130 - 200 kWh på den 6 km lange overfarten. Det går naturligvis mer strøm når den skal legge fra/ til kai og komme opp i marsjfart så jeg vil tro 180 kWh pr 6 km er maks, når en tilsvarende båt først er kommet opp i fart. Hvis hele rundturen er på 250 km vil det si at den trenger 7 500 kWh på turen.

Ampere er 1600 tonn med maksfart på 10 knop. Landegode er 5700 tonn og maksfart på 22 knop. Neppe veldig sammenlignbare båter.

[Simen1]

Marius Holm hevder at dette er et viktig startskudd på storskala hydrogenproduksjon i Norge. Dette strider jo mot enkelte debattanter her inne sine påstander om at hydrogen skal produseres med gratis overskuddskraft. Norge har som kjent praktisk talt ikke slik kraft. Ergo burde jo hydrogenet til fergene importeres.

[oophus]

Simen1 skrev (7 minutter siden):

Marius Holm hevder at dette er et viktig startskudd på storskala hydrogenproduksjon i Norge. Dette strider jo mot enkelte debattanter her inne sine påstander om at hydrogen skal produseres med gratis overskuddskraft. Norge har som kjent praktisk talt ikke slik kraft. Ergo burde jo hydrogenet til fergene importeres.

Hvordan definerer du isåfall overskuddskraft? Om du først definerer dette som kraft på minus-siden i pris, så har man nok ulike definisjoner for overskudd av kraft. 

Om prisen først havner på minus-siden så har man hatt overskudd lenge nok til å presse prisen ned dit. Generellt sett når prisen for strøm faller, så produserer man mer enn hva som eksisterer i forbruk. Det er fra dette tidspunktet (alts når prisen jevnes og starter å falle) at man har et overskudd av kraft, og det er ved et vist nivå av overskudd at man starter elektrolysørene for å stoppe prisfallet. Gjennom denne definisjonen så produserer man jo hydrogen fra overskuddskraft, og man kan anta at dette vil foregå betydelig oftere enn om du kun definerer overskudd gjennom minuspriser som i natt. 

Ingen kraftprodusenter ønsker jo minuspriser. Ikke 5øre/kWh heller, og heller ikke 10øre/kWh. Om man sikter etter å stoppe prisfallet ved f.eks 30øre/kWh så øker man jo forbruket herifra. Alt dette baseres jo på hvor man tjener penger på energiproduksjonen og ikke. Om man enkelte steder stopper å tjene ved 50øre/kWh, så starter man å lagre den i hydrogen istedenfor ved denne prisen på vei ned. 

Endret 2. november 2020 av oophus

[Simen1]

Med gratis overskuddskraft mener jeg gratis (eller minuspriser). Noe de opplever mye oftere i f.eks Tyskland enn i Norge. Derfor burde jo den logsike slutningen være at hydrogen bør produseres i Tyskland, ikke Norge, og fraktes hit.

Jeg kom på det fordi i natt var norgeshistoriens andre tilfelle av negative kraftpriser. Hvorfor kjente ikke hydrogenbransjen sin besøkelsestid og utnyttet denne situasjonen til sin fordel? De burde jo produsert tusenvis av tonn med hydrogen på den gratis kraften de kunne fått. Jeg vet svaret, men ønsker å høre det fra deg.

[oophus]

Simen1 skrev (14 minutter siden):

Med gratis overskuddskraft mener jeg gratis (eller minuspriser). Noe de opplever mye oftere i f.eks Tyskland enn i Norge. Derfor burde jo den logsike slutningen være at hydrogen bør produseres i Tyskland, ikke Norge, og fraktes hit.

Jeg kom på det fordi i natt var norgeshistoriens andre tilfelle av negative kraftpriser. Hvorfor kjente ikke hydrogenbransjen sin besøkelsestid og utnyttet denne situasjonen til sin fordel? De burde jo produsert tusenvis av tonn med hydrogen på den gratis kraften de kunne fått. Jeg vet svaret, men ønsker å høre det fra deg.

Ja, men da har du altså en annen definisjon enn det som brukes på generell basis. Overskuddskraft foregår betydelig tidligere enn når man havner på det punktet at prisene er i minus. Da har situasjonen med overskuddskraft foregått i lang tid på forhånd allerede, og det vil være mulig å stoppe fallet til minuspriser gjennom å øke forbruket. 

Svaret på spørsmålet ditt er jo at man ikke har nok kapasitet for å i det hele tatt skal kunne klare å stoppe prisen fra det man produserer. Det du må se på er jo produksjonsantallet og matche denne med elektrolysekapasitet for å kunne stoppe den. Når elektrolyse inntreffer, så må du forvente at vi allerede er godt igang med andre formål, som å utnytte pumpekraft. Fortsetter strømprisene å falle, så er altså ikke dette nok, og man starter å produsere hydrogen. Dette kan i mange tilfeller fremdeles ikke være nok, og prisen kan fortsette å falle hvis installert elektrolyse ikke er stort nok satt opp mot hva som produseres. 

[Simen1]

Hvor lav mener du kraftprisen må være for å starte opp et hydrogen elektrolyseanlegg som skal ta unna "overskuddskraft" i Norge?

Jeg spør fordi den prisen vil kunne brukes til å finne antall timer i året med lav nok pris, og dermed driftstida på elektrolyseverket og gjennomsnittspris. Desto høyere pris, jo lengre driftstid og høyere gjennomsnittspris.

[Sturle S]

Dei eksperimenterer med menneskeliv. Dette demonsterer til fulle kor kynisk hydrogenbrensjen er på si desperate jakt etter subsidiar, subsidiar og meir subsidiar for å øydelegge kloden med sin ekstremt energisløsande og farlege teknologi.

[Sturle S]

20 hours ago, Simen1 said:

Virkelig? Kan det måle seg med produksjonen på Tjeldbergodden og Herøya (180 000 tonn/år)? Det må være en ekstremt tørst ferge..

Du må hugse at hydrogen er eit ekstremt ineffektivt drivstoff.

[Sturle S]

14 hours ago, Trestein said:

Det er vel pga hastigheten disse båtene har. 5MW fremdriftsmotorer som går i 4timer i strekk. Dessuten skal de tilbake .

Returen løyser ein ved å lade på kvar stopp.  Dei kan òg velje å gå litt seinare.

14 hours ago, Trestein said:

Dessuten skal skipet varmes opp. Mye energi

Dersom dei har 5 MW framdriftsmotorar og kraftelektronikk med til saman 98% verknadsgrad, har dei 100 kW kontinuerleg varme.  Du kan varme opp mykje volum med 100 kW varme.  Dersom det vert får lite, kan dei supplere med ei varmepumpe som hentar varme frå sjøen.

[J-Å]

2 hours ago, sverreb said:

Ampere er 1600 tonn med maksfart på 10 knop. Landegode er 5700 tonn og maksfart på 22 knop. Neppe veldig sammenlignbare båter.

 Landegode har de siste dagene (i følge Marinetraffic) lagt på ca. 16.5 knop, Det er ganske lange pauser mellom turene, og lengste tur er 3.5 time. Da er vi ikke så langt unna batteridrift. Litt bedre skrog og litt lavere fart, så er vi der. Utfordingen er Røst, der må det gjerne til et bufferbatteri (eller et byttebatteri).  Og kanskje en vindmølle eller to. . 

Endret 2. november 2020 av J-Å

[Espen Hugaas Andersen]

Hvordan skal hydrogenet fraktes fra Glomfjord til Bodø? Håper det ikke skal gå skytteltrafikk med diesel-lastebiler. Ikke bare vil det bidra med en del forurensning, men i så fall bør også sikkerheten vurderes i Storvikskartunnelen.

Sier vi at det kreves 70 MWh tur-retur, og i snitt to ganger daglig, så kreves det rundt 7 tonn hydrogen per døgn, eller rundt 2500 tonn per år. Det blir noe sånt som to lastebiler med flytende hydrogen per dag.

Sikkerheten ved lagring av mange tonn hydrogen nært Bodø sentrum bør også vurderes. (Men er nok ikke fullstendig krise. Fergekaia er noe sånt som 200 meter unna tettbebyggelse.)

 

For øvrig er jeg helt enig med de som sier anbudet bør være teknologinøytralt. Akkurat i dette tilfellet kan det hende hydrogen vinner anbudet uansett, men det bør være mulig å legge inn anbud på batteriferge og kanskje til og med biodiesel.

Endret 2. november 2020 av Espen Hugaas Andersen

[sverreb]

7 minutes ago, J-Å said:

 Landegode har de siste dagene (i følge Marinetraffic) lagt på ca. 16.5 knop, Det er ganske lange pauser mellom turene, og lengste tur er 3.5 time. Da er vi ikke så langt unna batteridrift.

Hvordan kommer du frem til det? Vis gjerne utregningen din. Fra kurven later den til å ha vært i nesten kontinuerlig drift i 6-7 timer 1. nov, med noen timers pause før en ny 4 timers tur.

Endret 2. november 2020 av sverreb

[Sturle S]

3 hours ago, mrxx said:

Sjekket ut Batterifergen  Ampera som er på omtrent samme størrelse. Den bruker 130 - 200 kWh på den 6 km lange overfarten. Det går naturligvis mer strøm når den skal legge fra/ til kai og komme opp i marsjfart så jeg vil tro 180 kWh pr 6 km er maks, når en tilsvarende båt først er kommet opp i fart. Hvis hele rundturen er på 250 km vil det si at den trenger 7 500 kWh på turen.

Det er eit mykje meir realistisk reknestykkje, ja.  Tippar @sverreb har rekna med at ferja går på makseffekt heile tida.  Eg kan leggje til at Ampere går fortare enn dieselferjene på Lavik-Oppedal, for å få nok tid til å lade i kvar ende.  Med lågare marsjfart vert forbruket òg lågare.

 

Det gjev 37,5 tonn batteri om vi reknar heile rundturen med 200 Wh/kg.  Meir realistisk i 2024 for eit maritimt batteri i 2024 er 250 Wh/kg, som gjev 30 tonn.  20 tonn batteri skulle halde med margin dersom ferja kan lade på alle stoppa.  Alle nybygde ferjer i dag har ein ekstramotor som kan gå på biodiesel eller LBG i reserve i tilfelle problem med lading, so dei treng ikkje mykje ekstra reserve.

 

Det er litt dumt at vi skiftar ut so mange nesten nye og drivstoffeffektive ferjer med heilt ny teknologi.  Akkurat denne ferja ville eg heller bygd om til å gå på biogass til det uansett er på tide å skifte ho heilt ut.  Gassdrift av ferjer er velprøvd og biogass er veldig mykje sikrare enn hydrogen.

 

Men legg merke til at den einaste måten hydrogen kan verte konkurransedyktig på er at staten stiller eksplisitt krav om bruk av hydrogen.  Utan det kravet hadde det vorte ei anna løysing, uansett korleis staten hadde formulert seg.  Difor er dette heldigvis eit dyrt og livsfarleg unnataksstilfelle.

[J-Å]

3 minutes ago, sverreb said:

Hvordan kommer du frem til det? Vis gjerne utregningen din. Fra kurven later den til å ha vært i nesten kontinuerlig drift i 6-7 timer 1. nov, med noen timers pause før en ny 4 timers tur.

Motoreffekt: 5250 kW ved 22 knop-

Motoreffekt ved 14 knop: 5250*(14/22)^3= 1350kW

Skrogeffektivisering 25%: 1350*0.75= 1000 kW

Batteri for 8 timer seilingstid, 25% reserve: 1000 kW*8h*1.25=10MWh

Manglende oppladingstid kompenseres med roll-on batteritrailer. Lastekapasiteten går da litt ned. 

[The Avatar]

I akkurat dette tilfellet er eg så smått litt positiv til hydrogendrift. Hydrogen kan ha noko for seg i skipsfarten.
På ei så lang ferjestrekning at batteridrift er utfordrande (sjå berre kor vanskeleg det har vært å få til batteridrifta på ferjene på vestlandet som bruker 15 min på overfarta og som kan lade ved begge ferjekaiene), så då kan hydrogen være eit alternativ ettersom det er lettare å bunkre opp i Bodø med nok drivstoff til heile rundturen med sikkerheitsmargin.

Det sagt så er eg fortsatt skeptisk til hydrogendrift sett utifrå både sikkerheit mot brann/eksplosjon og ikkje minst miljøspørsmålet.
Ei klar forutsetning for å sette inn eit slikt ferjesamband med hydrogendrift må være at ein kan produsere hydrogen i fornuftig nærheit av ferjekaia. Hydrogen har den store fordelen at det kan produserast lokalt der det er tilgang på straum og vatn, så i motsetning til olje som blir raffinert til drivstoff og frakta ut der det trengs så må ein ikkje gå i fella å velge ein tilsvarande forsyningsstrategi på hydrogen.

Eg er også generelt skeptisk til å gå rett på hydrogendrift så raskt som i 2024 når vi har så lite erfaring frå tilsvarande ferjedrift. Det einaste fornuftig i dei neste 10 åra må være hydrogen-hybrid slik at ferja også kan driftast med ein uavhengig diesel motor som backupsystem.

Det andre store spørsmålet er kva dette eksperimentet vil bety for ferjeprisane. Ser på pristabellen at det kostar ein god 1000-lapp for ein bil på strekninga Bodø-Moskenes. Då er spørsmålet, blir kostnaden med ei heilt ny ferje med heilt ny teknologi fordelt på dei reisane? Blir det slik at staten finansierer heile gildet med berre ein symbolsk kostnad for ferjebilletten?

[Sturle S]

3 minutes ago, J-Å said:

Batteri for 8 timer seilingstid, 25% reserve: 1000 kW*8h*1.25=10MWh

Merk at det ikkje er ulovleg å justere ruta litt, dersom det er meir energieffektivt og dermed reduserer kostnadane.  Kan til dømes hende at det er betre å gå litt fortare frå Røst til Værøy og Værøy til Moskenes for å få betre tid til å lade på Værøy og Moskenes.  Lengste etappe no er Bodø-Røst på 3 timar og 45 minutt.  Med dei rette tilpassingane av ruta skulle det halde med 4 timar + litt reserve for motvind/sidevind.  I høge bølgjer pleier båtane her å setje ned farten.  Då vert dei forseinka, men dei brukar mindre diesel.

[sverreb]

1 minute ago, J-Å said:

Motoreffekt: 5250 kW ved 22 knop-

Motoreffekt ved 14 knop: 5250*(14/22)^3= 1350kW

Skrogeffektivisering 25%: 1350*0.75= 1000 kW

Hva er kildene dine på at disse effektiviseringsgevinstene er praktisk mulige?

Kilder jeg finner støtter ikke opp om din antagelse om at motoreffekten kan reduseres så dramatisk, og vi kan ikke bare anta at det er effektiviseringsgevinster på skroget, slikt må rettferdiggjøres.

Fra: https://joes.sjtu.edu.cn/ueditor/net/upload/2016-05-24/c4870989-3cb5-49e3-939f-278003e04a02.pdf

Merk at denne kurven er i tonn/dag, ikke tonn/km. Så når drivstofforbruket etter denne kurven faller med 33% pr. enhet tid ved en hastighetsredduksjon fra 19 til 16 knop, så har man jo også kommet bare 84% av avstanden, normaliserer du på energi pr. avstand er besparelsen redusert til 20%

Men kom gjerne med din egne kilder.

[J-Å]

1 hour ago, sverreb said:

Hva er kildene dine på at disse effektiviseringsgevinstene er praktisk mulige?

Kilder jeg finner støtter ikke opp om din antagelse om at motoreffekten kan reduseres så dramatisk, og vi kan ikke bare anta at det er effektiviseringsgevinster på skroget, slikt må rettferdiggjøres.

Men kom gjerne med din egne kilder.

Jeg brukte bare den enkle grunnformelen om at forbruket er proposjonalt med v^3 for et deplasementskrog. For distanse blir det da som du påpeker v^2, ettersom man jo bruker lengre tid. Men jeg la litt på tiden (og merk at full motoreffekt er ved maks fart på 22 knop, ikke ved rutefart på 16.5 knop).  Dine kurver vise en reduksjon fra 20 til 15 knop på ca 67 til 35 tonn. v^3 gir 28 tonn. Men jeg tror disse kurvene er for større skip, hvor friksjonskreftene har en større andel, siden de ved disse hastighetene ligger langt under "skrogfart". 

Jeg skal se litt nøyere på det med effektive skrog. I så værharde strøk som dette er det litt begrenset med brukbare skrogtyper, men det finnes trimaran løsninger som er ganske bra. Det er også gjort endel eksperimenter med vinger og seil:

https://wavefoil.com/

https://www.tu.no/artikler/rotorseil-sparer-inntil-20-prosent-drivstoff/275574. 

Endret 2. november 2020 av J-Å

[oophus]

Simen1 skrev (2 timer siden):

Hvor lav mener du kraftprisen må være for å starte opp et hydrogen elektrolyseanlegg som skal ta unna "overskuddskraft" i Norge?

Jeg spør fordi den prisen vil kunne brukes til å finne antall timer i året med lav nok pris, og dermed driftstida på elektrolyseverket og gjennomsnittspris. Desto høyere pris, jo lengre driftstid og høyere gjennomsnittspris.

Alle RE produsenter har sine min-nivåer før de starter å tape penger, så det spørs jo på hvilken produsent man kikker på. Dette vil jo være min-prisen hvor all energi går til hydrogen-produksjonen på dette nivået, mens maks-nivået bestemmes av segmentet man skal konkurrere imot. Altså starter man å produsere i en fallende trend fra maks-nivå til min-nivået. Hvordan min nivået ser ut vet jeg ikke, men maks-nivået bestemmes jo av f.eks diesel-prisen og er fra området hvor det er mulig å finne etterspørsel og salg for hydrogenet.