Om det börjar brinna på ett vätgasdrivet fartyg är risken stor att tankarna exploderar. Därför måste vätgasen släppas ut på ett kontrollerat och säkert sätt.
En ny rapport från RISE, finansierad av Trafikverket, pekar på en tydlig lösning: en 9,5 meter hög ventmast som skickar vätgasen i en plym rakt upp i luften.

Komprimerad vätgas lagras under mycket högt tryck, i regel i komposittankar. Utsätts dessa för brand kan materialet försvagas och i värsta fall kan tanken explodera.

– På vägfordon används temperaturstyrda tryckavlastningsventiler, medan stationära vätgaslager har olika former av ventmaster för att leda bort gasen om så behövs, säger Jonatan Gehandler på RISE, en av författarna bakom rapporten Hydrogen ship vent mast design – H2Vent.

Så vad funkar bäst på ett fartyg? Det är här det blir komplicerat. När vätgasen släpps ut för att förhindra en allvarligare olycka uppstår samtidigt nya risker. Gasen kan spridas över fartyget, antändas direkt och bilda en jetflamma eller antända senare och orsaka en gasmolnsexplosion.

I projektet har därför sex olika ventmastkoncept utvärderats med höghastighetskatamaranen Beluga24 som referensfall. Färjan är kolfiberbyggd, rymmer 150 passagerare och designad för utsläppsfri pendeltrafik.

– Gasen får inte utsätta människor för några av riskerna, men det är framför allt om vätgasen antänds direkt och bildar en stor jetflamma som det blir besvärligt. Värmestrålningen från jetflamman ställer hårdare krav på hur ventmasten måste utformas än risken för en explosion.

Den till synes självklara lösningen, att dela upp gasen på flera mindre utlopp, visade sig göra saken värre. Fartyget exponeras då för en större del av flamman och därmed mer värmestrålning. Det bästa visade sig helt enkelt vara att skicka vätgasen genom ett rör rakt upp i luften i en lång och smal jetflamma.

– Då blir strålningen så låg som möjligt. Det finns dock en viss osäkerhet i våra modelleringar. Vätgasflammans strålning kommer framför allt från het vattenånga, och strålningen absorberas delvis av vattenångan i luften. Hur stor den effekten är skulle jag vilja undersöka vidare framöver.

Men inte ens den enkla lösningen är särskilt enkel i praktiken. För Beluga24 visade moddeleringarna att en enkel ventmast behöver vara omkring 9,5 meter hög om människor ska kunna vistas på väderdäck utan att gränsvärdet för värmestrålning överskrids. Enligt rapporten innebär det en rejäl konstruktionsutmaning på ett mindre passagerarfartyg.

– Risken är förstås att den är i vägen. Beluga 24 ska ju till exempel gå i stadstrafik och under broar. Den kan också påverka stabiliteten på fartyget, säger Jonatan Gehandler.

Rapporten Hydrogen ship vent mast design – H2Vent har författas av: Jonatan Gehandler, Sixten Dahlbom, Chen Huang och Paul Adams (RISE), Marcus Runefors och Thushadh Wijesekere (Lunds tekniska högskola) samt Niclas Kling (Poseidon Konsult AB).