Large scale leakage of liquid hydrogen (LH2) – tests related to bunkering and maritime use of liquid hydrogen

Hydrogen er en lovende energibærer som i seg selv ikke bidrar til klimagassutslipp. Flytende hydrogen (LH2) er en effektiv løsning for transport og lagring av hydrogen. Spesielt for store fartøy er flytende hydrogen mer praktisk enn komprimert hydrogen på grunn av enklere lagring, bunkring og håndtering av drivstoffet. For å introdusere LH2 som et maritimt drivstoff er det behov for mer kunnskap om LH2s oppførsel. For å innhente mer informasjon, spesielt med tanke på maritim bruk, ble det utført lekkasjetester med store mengder LH2. LH2 ble sluppet ut i et testoppsett utendørs for å simulere utslipp fra en bunkring. Formålet med testene var å gi informasjon om:  dannelse av et væskebasseng forårsaket av lekkasje av LH2 og/eller utfrysing av komponenter i luft  hydrogenkonsentrasjon i gass-skyen fra lekkasjen  konsekvenser i forbindelse med antenning av gasskyen. For å simulere lekkasje av LH2 i det tekniske rommet som er koblet til LH2-tanken (Tank Connection Space, TCS), ble LH2 sluppet ut i et lukket rom koblet til en ventilasjonsmast. Formålet med testene var å gi informasjon om:  konsentrasjon av H2 i TCS som følge av lekkasje av LH2  strømningshastighet av H2 ut av, og spredning av H2 ned fra, ventilasjonsmasten  tetting av ventilasjonsmasten grunnet frysing av fuktighet i lufta  konsekvenser av eksplosjon i TCS. Utslipp av LH2 resulterte i dannelse av en væskedam på bakken, men bare i tilfellene der utslippet var rettet vertikalt ned mot bakken. Dammen var begrenset til 0,5 til 1,0 m fra utslippspunktet, og forsvant da utslippet ble stanset. H2-skyen med brennbare konsentrasjoner spredte seg langs bakken med nøytral oppdrift, i en smal passasje foran utslippspunktet. For testene med horisontal utslippsretning, ble det målt brennbare konsentrasjoner av H2 i en avstand på 50 m, men ikke 100 m, fra utslippspunktet. Det ble ikke observert brennbare konsentrasjoner av H2 utenfor en 45° vinkel, relativt til vindretningen. Kondensering og frysing av komponenter i lufta ble observert på bakken rundt utslippspunktet i tilfellene der utslippet var rettet vertikalt ned mot bakken, men ikke fra skyen generelt. Antenning av gasskyen forårsaket en brann. Rask deflagrasjon eller detonasjon skjedde ikke på noe sted eller tidspunkt under testene. Utslipp av LH2 i lukket rom ga 100 %vol H2 i rommet løpet av 30 sekunder. Hydrogen spredte seg fra ventilasjonsmasten med en nøytral oppdrift. Ingen signifikante H2-nivåer ble målt på bakkenivå. Ingen tilstopping av ventilasjonsmasten ble observert. Testene hvor H2 ble antent på toppen av ventilasjonsmasten viste at oksygen som strømmer tilbake gjennom ventilasjonsmasten kan forårsake en eksplosjon med lav alvorlighetsgrad i TCS.