Wordt varen op waterstof en methanol binnenkort mainstream?

Het CHyPS project richtte zich op waterstof en methanol, twee hernieuwbare brandstoffen die het mogelijk maken de scheepvaart fossielvrij te maken. 

Waterstof kan uit groene elektriciteit gemaakt worden, en laat toe om meer energie op te slaan dan mogelijk is in batterijen. Dat is vooral zo met waterstof in vloeibare vorm, maar dit vereist heel speciale tanks om waterstof op -253°C te stockeren. 

Wanneer de energiedichtheid van (vloeibaar) waterstof onvoldoende is, is methanol een alternatief. Methanol is de eenvoudigste waterstofdrager die vloeibaar is bij atmosfeercondities. Dat komt zowel de energiedichtheid ten goede als het gemak om tanks in schepen te integreren, of een retrofit te voorzien.

Beide brandstoffen verschillen heel sterk van diesel en haar verwanten, zowel in opslag als in het gebruik in motoren. Grote motoren zoals gebruikt in de scheepvaart, zijn vandaag grotendeels dieselmotoren en nieuwe technologie is nodig om dergelijke motoren op waterstof of methanol te bedrijven. 

Voor dergelijk grote motoren en grote tanks vloeibaar waterstof, zijn numerieke modellen een must in het ontwikkelingsproces, gezien de enorme kosten om daar metingen op te verrichten.

De onderzoeksgroep Sustainable Thermo-Fluid Energy Systems (STFES) aan de Universiteit Gent en het von Karman Institute for Fluid Dynamics (VKI) hebben in het CHyPS project de krachten gebundeld om op de bovenstaande uitdagingen een antwoord op te bieden. 

• De UGent-STFES groep is gespecialiseerd in verbrandingsmotoren en hernieuwbare brandstoffen, en heeft modellen ontwikkeld die de verbranding van waterstof en methanol in scheepsmotoren kunnen doorrekenen.
• VKI heeft veel expertise in het omgaan met vloeibaar waterstof, uit haar activiteiten in de ruimtevaart, en heeft modellen opgesteld om het gedrag van vloeibaar waterstof in tanks te kunnen voorspellen. 

De types motoren en tanks en de testgegevens werden bekomen bij de leden van de industriële adviesraad. Die omhelsde scheepseigenaars (Herbosch-Kiere, DEME, Jan De Nul, GEOxyz, Victrol), motorfabrikanten en ingenieursbedrijven (Anglo Belgian Corporation, Van Wingen, Multi Engineering), en overheidsinstellingen en onderzoeksinstituten (Vlaamse Waterweg, WaterstofNet, ILVO Marien).

Naast testcases, werden ook vele gesprekken gevoerd met de adviesraad en brainstorms georganiseerd rond mogelijke valorisatie van de simulatietools. Zowel UGent-STFES als VKI verrichtten hoogstaand wetenschappelijk onderzoek en konden hun ontwikkelingen van deze tools publiceren in internationaal toonaangevende tijdschriften, en presenteren op internationale conferenties. 

Om de tools te valoriseren zijn er echter weinig mogelijkheden in Vlaanderen momenteel: behalve Anglo Belgian Corporation (met wie de UGent groep reeds lopende projecten heeft) zijn er geen scheepsmotorenfabrikanten, en er is geen fabricage van tanks voor vloeibaar waterstof. 

De scheepseigenaren, die er wel in grote getale zijn in Vlaanderen, zijn daardoor afhankelijk van het aanbod van internationale bedrijven rond hernieuwbare brandstoffen. Dat is momenteel nog erg beperkt, en er is nog steeds grote onduidelijkheid over welke brandstoffen de markt zullen penetreren. 

De grootste opportuniteit lijkt dus te liggen in het gebruik van de tools om data te genereren die kan helpen bij de keuze van de brandstof en investeringsbeslissingen.