8.1. Is het wel echt veilig?

Ontvlamming in een waterstofopslagplaats is onmogelijk als er enkel waterstof wordt opgeslagen, want er is een oxidator nodig zoals zuurstof, met minstens 10 of 41 procent lucht. Waterstof kan worden gedetecteerd vanaf 25 ppm en kan pas exploderen vanaf 40.000 ppm. Waterstofvlammen hebben een laag uitstralende vlam vergeleken met een vlam ontstaan door petroleum of natuurlijk gas. De vlammen zelf zijn even warm, maar doordat het uitstralings­niveau veel lager ligt, is de kans op vlammen die vlakbij ontstaan klein. Een grote of kleine tank is geen bom, omdat een waterstofbom lithium-6 (6LiD) nodig heeft als brandstof. Waterstof is 14 keer lichter dan lucht en stijgt met een snelheid van bijna 20 meter per seconde (6 keer sneller dan aardgas), wat betekent dat met ventilatie het snel kan worden vrijgelaten en verspreid. Dat is een belangrijk voordeel ten opzichte van conventionele brandstoffen, zoals diesel, maar ook batterijen, aangezien die bij brand niet vrijgegeven of verwijderd kunnen worden.

Vergelijking van brandstoflek en ontbranding bij waterstof (links) en bij benzine (rechts). (Michael R Swain. Fuel Leak Simulation)

8.2. vorige accidenten: Hindenburg

In 1937, na tien succesvolle transatlantische vluchten van Duitsland naar de Verenigde Staten, viel de Hindenburg, een zeppelin gevuld met waterstofgas, neer tijdens de landing in Lakewood, New Jersey. Het mysterie van de crash is in 1997 opgelost. Uit een studie werd geconcludeerd dat de ontploffing niet te wijten was aan het waterstofgas, maar eerder aan een weergerelateerde statische elektrische ontlading, die de zilverkleurige buitenbekleding van de zeppelin ontstak.

 

8.3. Redenen van vorige accidenten

In de afgelopen decennia zijn er belangrijke ongevallen geweest met betrekking tot waterstoftoepassingen.
De oorzaken kunnen in zeven typen worden ingedeeld:

  • Mechanisch of materieel falen
  • Corrosie
  • Te hoge druk
  • Embrittlement van opslagtanks
  • Kookvloeistof met een dampontploffing
  • Ruptuur als gevolg van schokgolven en raketten
  • Menselijke fout

Uit deze fouten is geleerd en zijn testen uit ontwikkeld zoals de hydraulische druktest en de vuurtesten.

Tankdikte vergelijking 650bar vs 700bar. De juiste tank bij de gebruikelijke drukken gebruiken voorkomt overdruk problemen. (Powertech)

Voorbeeld van hydraulische druk en vuurtesten (Powertech)

8.4. Veiligheid in de Hydroville

  • Het verbrandingsproces in de motor verloopt zoals bij de verbranding van diesel. Dus op het vlak van motorontwerp zijn er slechts weinig wijzigingen, waardoor we ons kunnen beroepen op de jarenlange ervaring van de auto-industrie. Uiteindelijk reageren de waterstofmoleculen met zuurstof.
  • De shuttle is een catamaran waarbij alles dubbel is uitgevoerd. Mocht het waterstofsysteem falen, dan varen we verder op pure diesel. Zelfs op 1 motor kunnen we nog 18 knopen varen.
  • CMB heeft expliciet gekozen om voor het zware parcours te gaan: een shuttle met klassenotatie, zeewaardigheid en > 12 mensen, waardoor er extra maatregelen van toepassing zijn om de veiligheid te waarborgen.
  • Er zijn reddingsvesten en reddingsvlotten aanwezig voor 24 personen, terwijl er maar plaats is voor 18 mensen.
  • Alle radio-, navigatie- en veiligheidsapparatuur is gekeurd voor de professionele zeevaart (MED – wheel mark).
  • Het complete waterstofsysteem en ontwerp zijn getoetst door een classificatiebureau (Lloyds Register) op alle mogelijk gevaren (HAZID). Alle geïdentificeerde risico’s zijn vervolgens verwerkt in ontwerpaanpassing (HAZOP) zodat elk voorval op een mogelijk gevaar wordt vermeden.
  • Componenten worden goed onderhouden en belangrijke onderdelen worden op een standaardinterval vervangen.
  • De opslagtanks voldoen aan de strengste standaard die in de autowereld van toepassing is voor waterstofauto’s. Elke batch wordt getest op vuurbestendigheid, impact van een steenslag, overdruk en crashbestendigheid.
  • Alle geldende standaarden die van toepassing zijn bij waterstofauto’s zijn (al dan niet strenger) overgenomen bij het ontwerp van de shuttle.
  • De tanks kunnen een druk weerstaan die 1,5 x hoger ligt dan het maximum dat we kunnen tanken.
  • Het waterstofopslagcompartiment is luchtdicht afgesloten van de passagiersruimte. Er zijn 6 ventilatieschachten voorzien. Daardoor kan waterstof zich nooit opstapelen en al zeker niet in de passagiersruimte. De schachten zitten op het hoogste punt van de opslagruimte en zitten verdeeld over het gehele opslagcompartiment.
  • Zowel in de onderdekse opslagruimten als in de accommodatie zijn er waterstofsensoren aangebracht die elk mogelijk lek direct opsporen en alle tanks meteen afsluiten mocht er een lek worden gemeten.
  • Continu worden de druk en temperatuur in elke tank gemeten. Bij de kleinste afwijking die de computer meet, worden alle tanks afgesloten.
  • Standaard zijn de tanks afgesloten. Er is spanning nodig om de tankkleppen te openen.
  • Er is een dubbele drukregelaar voorzien die in serie is geplaatst. Als er één zou stukgaan, zorgt de andere ervoor dat de druk binnen de veilige limieten zit.
  • Elke waterstofopslagtank is aan beide kanten uitgerust met een brandzekering. Zodra die 120 °C warm wordt, zullen de tanks veilig hun waterstof lozen via afvoerbuizen naar het dak, waardoor de waterstof spontaan zal ontbranden.
  • Alle waterstofleidingen zijn vanaf het opslagcompartiment tot aan de motor dubbelwandig uitgevoerd. Waterstof afkomstig van een eventueel lek wordt dan meteen veilig afgevoerd.
  • De motoren zijn gedurende 5 weken uitvoerig getest op een testbank. Daarbij zijn elk toerental en de belasting van de motor met waterstof getest.
  • Er rijden al 70 trucks/bestelbusjes rond met dezelfde technologie zonder enig specifiek incident gerelateerd aan waterstof.
  • De romp is gebouwd met brandwerende polyester.
  • Er geldt een algemeen rookverbod aan boord.
  • Om eventuele corrosie tegen te gaan, is alles van het waterstofsysteem opgebouwd uit het hoogwaardigste roestvaste staal 316L.
  • Het waterstofsysteem is eerst uitvoerig getest met een inert gas, alvorens waterstof in het leidingnetwerk werd gepompt.
  • Alleen professionele mensen met een degelijke opleiding mogen de shuttle bedienen.
  • Er is een GPS-tracker met alarmfunctie voorzien. Mocht er brand uitbreken, of mocht de shuttle losbreken van de afmeerlijnen, dan worden de nodige instanties verwittigd.
vorig deel: waterstof en scheepvaart volgend deel: geschiedenis en toekomst

Deurmat

CONTACT

CMB nv
De Gerlachekaai 20
2000 Antwerpen
België
E: contact@hydroville.be

T: +32 3 247 59 11