Hydrogen as an alternative fuel in ship power systems

Regulatorni okvir postavljen od Međunarodne pomorske organizacije s ciljem smanjenja ukupnih emisija stakleničkih plinova, izazvanih pomorskim prometom, potiče na istraživanja alternativnih rješenja brodskih energetskih sustava. Brodovi u priobalnoj plovidbi zahtijevaju posebnu pozornost jer prometuju u blizini naseljenih mjesta, čime je njihov relativni utjecaj na ljudsko zdravlje potencijalno veći od prekooceanskih brodova. U ovom diplomskom radu analizirane su mogućnosti upotrebe vodika kao energenta u priobalnom brodskom prometu prema ekološkim i ekonomskim kriterijima. Analiziran je cjeloživotni ugljični otisak različitih konfiguracija energetskog sustava (za dizelsko gorivo i vodik) putničkog broda Prizna koji plovi na relaciji Prizna-Žigljen u Republici Hrvatskoj. Analiza je provedena u programskom paketu GREET 2020. U obzir su uzeti svi važniji procesi uključujući proizvodnju i distribuciju pogonskog goriva, proizvodnju osnovnih komponenata brodskog energetskog sustava te samu eksploataciju plovila. Za svaku energetsku konfiguraciju izračunat je cjeloživotni ugljični otisak te je napravljena analiza i usporedba ukupnih cjeloživotnih troškova. Šira uporaba vodika u pomorskom prometu zahtijeva smanjenje troškova njegovog dobivanja, kao i potvrdu od strane nadležnih klasifikacijskih društava da je sigurnost takvih energetskih sustava barem na razini postojećih. Pri tome valja istaknuti da su pravila klasifikacijskih društava koja bi prepoznala vodik kao gorivo budućnosti još uvijek u fazi razvoja.Regulatory framework set by the International Maritime Organization, with an aim to reduce emissions caused by marine transportation, motivates research into ship alternative powering options. This is particularly important for coastal vessels due to their operation in inhabited areas and potentially higher effect on human health, compared to long-distance shipping. In this master thesis, viability of hydrogen as an alternative fuel has been analysed from the environmental and economic viewpoint. Life cycle carbon footprint of a passenger vessel Prizna, operating at Prizna – Žigljen ferry route in Croatia has been calculated, for a diesel engine-powered vessel and its alternative powered by hydrogen. The analysis has been performed by means of GREET 2020 software. All important processes like fuel recovery and distribution, manufacturing of power system components, fuel combustion, etc. were taken into account. For each of the power system configurations, besides lifetime emissions, lifetime costs have also been determined and analysed. Wider applicability of hydrogen as a marine fuel requires decrease of its production costs as well as safety approval of relevant classification societies which will guarantee at least the same safety level as in case of existing energy systems. It should be noted that the rules of classification societies, that would recognize hydrogen as a key fuel in the future, are still undevelopted