FAQ over de technologie

Waterstof wordt uit de opslagtanks vrijgelaten en op lage druk gehouden, waarna het op het juiste moment en in de juiste dosering in de luchtinlaat van de motor wordt geïnjecteerd. Door de waterstof aan te zuigen wordt een deel van de dieselbrandstof verplaatst om dezelfde hoeveelheid energie uit de verbranding te halen.

Tijdens de waterstofinjectie corrigeert de motor zijn injectie van traditionele brandstof. Minder diesel betekent minder CO₂, dus het toevoegen van waterstof staat gelijk aan een CO₂-reductie van 1:1. In deze eerste generatie zijn het motorrendement en de NOx -uitstoot gelijk aan of beter dan bij de oorspronkelijke dieselmotor. Het systeem is ontworpen om te werken bovenop de bestaande hardware en elektronica van de motor en machine. Het kan dus nooit de betrouwbaarheid of de prestaties van de machine beïnvloeden.

Bij een storing of schade aan het systeem stopt het mengen van waterstof en sluiten de opslagflessen automatisch in een veilige modus. Er kan dus geen significante hoeveelheid waterstof lekken of exploderen. Als de veilige modus wordt ingeschakeld, schakelt de motor automatisch terug naar 100% traditionele brandstof, zonder dat de operator dit voelt. Hij krijgt alleen een melding op de display! De omschakeling tussen diesel en dual fuel kan ook plaatsvinden als er niet kan worden getankt of als gevolg van eisen of contracten van de klant.

De voordelen van verbrandingsmotoren:

• Verbrandingsmotoren zijn robuust, betrouwbaar en hebben een jarenlange operationele staat van dienst.
• Je verkrijgt een optimaal evenwicht van maximale emissiebesparingen en tegelijkertijd is de extra vereiste CAPEX (kapitaaluitgaven) minimaal.
• ICE (Internal Combustion Engine) mono fuel motoren verminderen de uitstoot van broeikasgassen tot nul, ICE (Internal Combustion Engine) dual fuel motoren verminderen de uitstoot met 60 tot 90%, afhankelijk van de belasting en het motortype.
• Grote maritieme en industriële toepassingen kunnen vandaag worden omgebouwd naar Waterstof ICE (Internal Combustion Engine).
• Een extra opleiding is alleen nodig voor het waterstofopslagsysteem, aangezien de verbrandingsmotor hetzelfde blijft. Er is geen hoogspanningstraining nodig.

• Waterstof is 14 keer lichter dan lucht en is daarmee het lichtste atoom op aarde.
• Waterstof is het meest voorkomende element in het heelal.
• Onzichtbaar en reukloos zijn twee belangrijke eigenschappen van waterstof.
• Waterstof stoot bij verbranding geen CO₂ uit, het kan 100% met groene stroom worden geproduceerd.
• Waterstof kan worden opgeslagen als gas onder druk (meestal 350 of 700 bar) of als vloeistof (afgekoeld tot -253°C).

Waterstof heeft geen kleur. De kleur van waterstof verwijst naar het productieproces.

• Grijze waterstof verwijst naar de oorsprong van aardgas dat typisch wordt gekraakt in een stoommethaanreformer. Tijdens dit reformeringsproces wordt CO₂ geproduceerd als bijproduct.
• Blauwe waterstof wordt geproduceerd op dezelfde manier als grijze waterstof (met aardgas), maar hierbij wordt de geproduceerde CO₂ opgeslagen onder de grond in plaats van in de lucht.
• Als de waterstof wordt geproduceerd door groene elektriciteit via een elektrolyseproces, wordt de waterstof aangeduid als 'groen'.

Momenteel is groene waterstof nog steeds duurder dan traditionele fossiele brandstoffen. Wij verwachten wel een aanzienlijke prijsdaling naarmate de productie toeneemt en de technologie groeit.

Energieopslag in de vorm van gecomprimeerde waterstof is veel goedkoper in vergelijking met batterijen.

We geven je graag een voorbeeld van wat de kost is om met een waterstofauto te rijden: een waterstofauto kan 500-600 km rijden met tankkosten van €60, wat vergelijkbaar is met benzine bij de pomp.

Waterstof creëert geen CO₂-deeltjes of zwaveloxiden tijdens het gebruik ervan door brandstofcellen of verbrandingsmotoren. Waterstof reageert alleen met de zuurstofin de lucht om energie en waterdamp als bijproduct te creëren.

Bij de verbranding van waterstof kunnen stikstofoxiden worden gevormd onder de juiste druk en temperatuur. Met de juiste nabehandeling technologie kunnen stikstofoxiden echter gemakkelijk worden afgebroken met een katalysator.

CMB.TECH’s mono fuel verbrandingsmotoren zijn emissievrij, dit omdat de NOx-emissie zo laag is dat de verbrandingsmotoren onder de drempelwaarde liggen en zo als nul-emissie worden gemarkeerd.

Ammoniak is een waterstofdrager, net als diesel, en het molecuul wordt gevormd door 1x een stikstofatoom en 3x een waterstofatoom. Groene ammoniak wordt geproduceerd door het Haber-Bosch proces waarbij stikstof uit de lucht wordt gecombineerd met groene waterstof.

Waarom groene ammoniak?

Omdat waterstof de kleinste en lichtste molecule in het universum is, kan het niet gemakkelijk in grote hoeveelheden worden opgeslagen. Er zijn hogedrukvaten of cryogene tanks nodig, waardoor het alleen rendabel is voor kleinere opslagvolumes. ammoniak is in dit opzicht een goede oplossing als drager voor waterstof omdat het gemakkelijker op te slaan is, wat betekent dat ammoniak kan worden gebruikt als een compactere energiedrager.

De dual fuel-technologie van CMB.TECH gebruikt waterstof voor toepassingen aan land en kleinere kustschepen die de mogelijkheid hebben om de waterstof om de twee tot drie dagen bij te tanken. Grote zeeschepen hebben deze mogelijkheid echter niet en daarom wordt groene ammoniak gebruikt, wat resulteert in een langere autonomie met hetzelfde opslagvolume.

Groene stroom wordt opgewekt door windmolens en zonnepanelen. Die elektronen kun je echter maar beperkt opslaan in batterijen en ze zijn ook moeilijk te transporteren. Opslag in waterstofmoleculen is veel gemakkelijker en goedkoper en de energie-inhoud blijft in de loop der jaren hetzelfde. Ook kun je veel sneller tanken.

Waterstof is het meest elementaire molecuul dat je met groene energie kunt produceren, waardoor het de meest energie-efficiënte omzetting is, en de eerste stap voor elk ander alternatief zoals ammoniak of zelfs methanol.

Waterstof is zowel op aarde als in de ruimte in overvloed beschikbaar, maar kan de facto voornamelijk uit water worden onttrokken. Waterstof wordt weer omgezet in water zodra het met zuurstof heeft gereageerd. Het proces van splitsing (in een elektrolytische tank) en oxidatie (door verbranding of door een elektrochemische reactie in een brandstofcel) kan oneindig doorgaan. Zelfs het water uit de oceaan kan worden gebruikt om waterstof te maken. Er is dus een overvloed aan water beschikbaar. En na de reactie valt het water gewoon als regen uit de lucht, waarna het via een elektrolyser met groene stroom weer in waterstof kan worden omgezet. Dat maakt waterstof tot een duurzaam en schaalbaar molecuul voor energiegebruik waar geen CO₂ bij nodig is.

Ja, waterstofgas wordt steeds meer gebruikt als brandstof voor passagiersvoertuigen en andere transportsystemen.

Het kan worden gebruikt in brandstofcellen om elektriciteit te maken die elektromotoren kan aandrijven, en in combinatie met een batterij kan het een hybride brandstofcel-batterij-elektrisch voertuig vormen. Het kan ook worden verbrand in verbrandingsmotoren (ICE's) zoals die in onze toepassingen worden gebruikt.

Groene waterstof is een milieuvriendelijke brandstof zonder geassocieerde CO₂-uitstoot op de plaats van gebruik, omdat het zonder uitstoot wordt geproduceerd (elektrolyser uit hernieuwbare elektriciteit).

Als zodanig heeft waterstof het potentieel om onze afhankelijkheid van geïmporteerde olie drastisch te verminderen en de gevolgen van emissies te beperken.

CMB.TECH heeft gestandaardiseerde waterstofopslagsystemen ontwikkeld die gecertificeerd zijn voor de toepassing waarin ze worden gebruikt. Een set gecomprimeerde waterstoftanks wordt gecombineerd tot een opslagsysteem met een eigen controle-eenheid. Elke tank heeft een druk- en temperatuursensor die door de regeleenheid wordt gebruikt om de hoeveelheid waterstof te bepalen. De tanks zijn onderling verwisselbaar, dus in geval van onderhoud kunnen ze eenvoudig worden vervangen door een reserveset, waardoor de service kan worden gegarandeerd.

Waterstof is net als alle andere brandstoffen brandbaar, zoals aardgas en benzine. Daarom moet er veilig mee worden omgegaan. De concrete eigenschappen van waterstof zijn:

• Lage ontstekingsenergie;
• Brandbaar in een groot bereik: 4-75% (vergeleken met benzine: 1,3% - 7,1%);
• Zeer licht, 14x lichter dan lucht, waardoor het gas gemakkelijk kan worden afgevoerd;
• Zeer lage energiedichtheid bij atmosferische druk.

De belangrijkste veiligheidsmaatregelen voor waterstofapparatuur zijn voor hoge druk. Alle onderdelen worden getest en gecertificeerd met een zeer hoge veiligheidsmarge. Bij atmosferische druk en temperatuur is de brandstof veel veiliger dan andere brandstoffen zoals benzine, LPG (Liquefied Petroleum Gas) of aardgas.

Waterstof, in gasvorm, wordt op grote schaal opgeslagen in hogedrukcilinders, buizen of buizentrailers. Waterstofcilinders worden zwaar getest (brandtest, barsttest, enz.). De TPRD (Thermal Pressure Relief Device) ondergaat druktests om goedkeuring te verkrijgen voor de Europese norm voor waterstofvoertuigen (EC79), waardoor hij veel veiliger is dan ADR-goedgekeurde onderdelen.

In vloeibare vorm wordt waterstof hoofdzakelijk bij de consument opgeslagen in cryogene tanks of cilinders. Deze tanks voor vloeibare waterstof zijn sterk geïsoleerd en speciaal ontworpen om de verdamping van het waterstofgas te beperken.

Moderne waterstofbewakingssystemen helpen de kans op verkeerd gebruik en lekkage van waterstofopslagsystemen te verminderen. Het waterstofbewakingssysteem controleert de waterstofconcentratie in de lucht en als de ingestelde drempelwaarde wordt bereikt, wordt het systeem veilig uitgeschakeld.

Ja, net als andere brandstofsystemen moeten waterstoftankstations worden ontworpen en gebouwd volgens alle relevante veiligheidsnormen.

Waterstofbewakingssystemen zorgen ervoor dat het systeem werkt zoals verwacht, anders wordt het systeem volledig stilgelegd.

Er zijn al meer dan 200 waterstoftankstations in heel Europa geïnstalleerd, die volgens de relevante codes en normen worden geëxploiteerd en onderhouden. Gecomprimeerde waterstof wordt al meer dan 50 jaar in de industrie gebruikt en de veiligheid ervan wordt hoger geacht dan die van LNG (Liquid Natural Gas) of zelfs zuurstof. Vloeibare waterstof wordt sinds 1958 door de NASA gebruikt als raketbrandstof.

Waterstof is 14 keer lichter dan lucht. Wanneer het vrijkomt, verspreidt het zich snel en stijgt het de atmosfeer in met een snelheid van 20 meter per seconde. Waterstof is niet giftig als het vrijkomt of gemorst wordt. Benzine in de lucht is ontvlambaar bij een lagere concentratiegrens van 1,4%, vergeleken met 4% van waterstof. De vlammen geven veel minder stralingsenergie af in vergelijking met andere brandstoffen.

Bovendien zijn moderne waterstofsystemen zo ontworpen dat ze een maximale veiligheid garanderen. Dit wordt bereikt door meerdere veiligheidssystemen zoals:

• Lekdetectie;
• Ventilatiesystemen om te voorkomen dat lekken brandbare niveaus bereiken;
• Branddetectie via infrarood detectoren;
• Drukontlastingssystemen die de waterstof ontluchten wanneer een veiligheidsdrempel wordt overschreden.

Het CMB.TECH waterstoftankstation in Antwerpen produceert haar eigen groene waterstof. CMB.TECH heeft niet alleen dit station gebouwd, maar ontwikkelde ook waterstofapplicaties die gebruik maken van dit tankstation. Deze combinatie maakt CMB.TECH uniek en de eerste binnen de industrie.

Ammoniak (NH₃) is een verbinding bestaande uit stikstof en waterstof. Het is een kleurloos gas met een doordringende geur.

Ammoniak is een van de meest geproduceerde chemicaliën. Het lost gemakkelijk op in water om een ammoniumhydroxide-oplossing te vormen. Ongeveer 85% van de ammoniak die in de industrie wordt geproduceerd, wordt gebruikt in de landbouw als meststof. Ammoniak wordt ook gebruikt als koelmiddel, om watervoorzieningen te zuiveren, en bij de productie van kunststoffen, stoffen, pesticiden, kleurstoffen en andere chemicaliën. Het wordt aangetroffen in veel huishoudelijke en industriële reinigingsoplossingen.

Ammoniak is een veelbelovende alternatieve brandstof voor de maritieme industrie omdat het aanzienlijke de uitstoot van broeikasgassen vermindert wanneer het wordt geproduceerd met behulp van hernieuwbare energie.

Ammoniak wordt industrieel geproduceerd via de katalytische reactie van stikstof en waterstof bij hoge temperaturen en druk. Het proces werd in 1909 ontwikkeld door de Duitse chemici Fritz Haber en Carl Bosch.

De productie van ammoniak verloopt als volgt:

1. Stikstofextractie: stikstof wordt door afscheiding uit de lucht gescheiden. De lucht wordt samengeperst, gekoeld en door een moleculaire zeef of cryogeen proces geleid.
2. Waterstofproductie: waterstof wordt gehaald uit biomassa, steenkool, aardgas, zonne-energie, windenergie, geothermische energie, waterkracht en kernenergie. Methoden zoals steam methane reformer (SMR), gedeeltelijke oxidatie of elektrolyse worden gebruikt om waterstof te produceren.
3. Ammoniaksynthese: stikstof en waterstof worden in een reactor onder hoge druk en temperatuur gemengd, waarbij een katalysator zoals ijzer of ruthenium de reactie vergemakkelijkt, wat ammoniak oplevert.
4. Productzuivering: het gasmengsel wordt gezuiverd om eventuele verontreinigingen te verwijderen in meerdere stappen, waaronder condensatie, koeling en scheiding.
5. Opslag en distributie: de gezuiverde ammoniak wordt opgeslagen in gespecialiseerde tanks of containers die ontworpen zijn om veilig met ammoniak om te gaan. Ammoniak kan worden vervoerd als vloeistof, onder druk of in de vorm van een waterige oplossing.

Om koolstofneutraliteit of een koolstofvrije status gedurende de hele levenscyclus te bereiken, moet de productie van ammoniak overschakelen op groene of blauwe methoden. Groene ammoniak maakt gebruik van hernieuwbare energiebronnen, terwijl blauwe ammoniak fossiele brandstoffen gebruikt met technologie voor koolstofopslag, wat resulteert in een aanzienlijk kleinere koolstofvoetafdruk dan conventionele productiemethoden.

• Hernieuwbare energiebronnen: groene ammoniak maakt gebruik van hernieuwbare bronnen zoals zonne-, wind- of waterkracht om het syntheseproces aan te drijven. Deze aanpak vermindert de koolstofvoetafdruk van het productieproces aanzienlijk.
• Electrolyse: een veelgebruikte methode voor de productie van groene ammoniak is elektrolyse. Hernieuwbare elektriciteit splitst water (H₂O) in waterstof (H₂) en zuurstof (O₂), die vervolgens worden gecombineerd met stikstof (N₂) om ammoniak (NH₃) te maken via het Haber-Bosch proces.
• Carbon Capture & Utilization (CCU): groene ammoniakproductie kan ook koolstofemissies van fossiele processen afvangen. CCU vermindert niet alleen de koolstofuitstoot, maar biedt ook een manier om koolstof te recyclen.
• De marktontwikkelingen bij de introductie van groene en blauwe ammoniak sluiten aan bij de wereldwijde inspanningen voor een koolstofarme economie. Lopend onderzoek, proefprojecten en investeringen zijn gericht op het opschalen van de productie. Bijvoorbeeld het Cleanergy Solutions Namibia Project dat samen met CMB.TECH is ontwikkeld.

Hoewel ammoniak met zorg moet worden behandeld, kan het veilig en effectief worden gebruikt als de juiste voorzorgsmaatregelen worden genomen in goed geventileerde ruimtes. Onze technologie wordt verbeterd door het gebruik van sensoren en andere veiligheidsmaatregelen, zodat het veilig kan worden gebruikt in verschillende toepassingen. Met de juiste ventilatie en naleving van veiligheidsprotocollen blijkt ammoniak een waardevolle bron zonder grote risico's te zijn.

Als er een lekkage optreedt, kunnen mensen gemakkelijk verhoogde ammoniakconcentraties in de lucht detecteren, lang voordat deze stijgen tot niveaus die een groot gevaar vormen voor de gezondheid, zodat ze actie kunnen ondernemen om de ruimte te verlaten, te verdunnen met frisse lucht en/of de bron van het lek aan te pakken.

Hoewel ammoniak over het algemeen niet gemakkelijk ontvlamt, kan het onder bepaalde omstandigheden ontvlambaar worden, vooral binnen bepaalde concentratiebereiken in lucht. Het is verstandig om rekening te houden met deze factor bij het werken met ammoniak en de nodige voorzorgsmaatregelen te nemen om potentiële risico's op ontvlambaarheid te minimaliseren.

Ammoniak is een interessante potentiële brandstof omdat het kan worden geproduceerd met behulp van hernieuwbare energiebronnen, geen CO₂ uitstoot bij verbranding en een hoge energiedichtheid heeft.

Nu de industrie op zoek is naar duurzame brandstofopties, komt ammoniak naar voren als een veelbelovend alternatief. Ammoniak (NH₃) als brandstof verbrandt net als waterstof zonder CO₂ uit te stoten, omdat deze brandstof geen koolstofmolecuul bevat. Ammoniak vermindert SOₓ en bijkomende deeltjes aanzienlijk. Vergeleken met waterstof heeft ammoniak een hogere energiedichtheid en is het gemakkelijker op te slaan. Ammoniak kan worden geproduceerd met behulp van hernieuwbare energiebronnen, waardoor het een brandstof van de toekomst is.

Een van de meest overtuigende voordelen ligt in het potentieel van groene ammoniak om een revolutie teweeg te brengen in de scheepvaartindustrie en een levensvatbaar alternatief te bieden voor fossiele brandstoffen. Het gebruik ervan houdt een enorme belofte in voor een aanzienlijke vermindering van de uitstoot van broeikasgassen en betekent een cruciale stap voorwaarts in onze collectieve inspanningen voor een duurzaam milieu.

Ammoniak kan aan boord van schepen worden opgeslagen in gespecialiseerde koeltanks met een temperatuur van -34 graden die zijn ontworpen om de eigenschappen van ammoniak te kunnen verwerken. Ammoniak is een van de meest vervoerde chemicaliën ter wereld in de afgelopen decennia.

De opslag en het gebruik van ammoniak als brandstof voor schepen vereist gespecialiseerde apparatuur en veiligheidsmaatregelen om de juiste ammoniakstroom naar de machinekamer te garanderen.

Veiligheidsprotocollen en training zijn essentieel voor het veilig omgaan met ammoniak op schepen. Bemanningsleden moeten goed getraind zijn in de omgang met ammoniak.

Veiligheidsmaatregelen omvatten goede ventilatiesystemen, lekdetectiesystemen, noodplannen, persoonlijke beschermingsmiddelen en naleving van de strenge regelgeving voor het werken met ammoniak.

Het gebruik van groene ammoniak als maritieme brandstof kan de uitstoot van broeikasgassen aanzienlijk verminderen, omdat het bij verbranding geen CO₂ produceert en zo bijdraagt aan het koolstofvrij maken van de maritieme industrie.

Bij de productie van groene ammoniak wordt bovendien groene waterstof gebruikt. Dit elimineert niet alleen de CO₂-uitstoot van het productieproces, maar vermindert ook de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en bevordert zo de toepassing van hernieuwbare energie.

Grote schepen met tweetakt dual fuel-motoren kunnen varen op ammoniak als brandstof, die ongeveer 95% van het mengsel uitmaakt. De resterende 5% bestaat uit pilootbrandstof, die wordt gebruikt voor de ontsteking. Deze configuratie maakt deze schepen bijna tot mono-fuel, wat het groeiende belang aantoont van groene ammoniak voor het koolstofvrij maken van de scheepvaart.

Het gebruik van ammoniak als scheepsbrandstof moet nog worden opgenomen in de uitbreiding van de IGF-code van de Internationale Maritieme Organisatie. Ondertussen moeten schepen die ammoniak als brandstof gebruiken voldoen aan alternatieve ontwerpeisen onder SOLAS en aanverwante risicogebaseerde criteria van verschillende classificatiebureaus. Sommige bureaus hebben al regels uitgevaardigd voor de classificatie van dergelijke schepen.

De IGC-code bevat eisen voor het vervoer van ammoniak die van toepassing zijn op de behandeling en opslag op schepen die ammoniak als brandstof gebruiken. Het gebruik van ammoniak als brandstof op gastankers wordt echter bemoeilijkt door de beperkingen in de IGC-code voor giftige lading als brandstof. Een amendement dat het gebruik van ammoniak op gastankers toestaat, is in voorbereiding.

Momenteel zijn er geen voorschriften of normen voor ammoniak als scheepsbrandstof. Er zijn verschillende ISO-normen die betrekking hebben op de kwaliteit van ammoniak voor gebruik in industriële toepassingen aan land, die als richtlijn kunnen dienen totdat er een specifieke bunkernorm voor de scheepvaart is ontwikkeld.