Målsättningar

Huvudmålet med WECHULL+ är att demonstrera (TRL4-6) ett nytt, hållbart, cirkulärt och pålitligt betongmaterial lämpligt för flytande konstruktioner till havs för havsbaserad energi (vågkraft och flytande solkraft) genom att modellera, testa och validera det i relevant havsmiljö. WECHULL+ mål och aktiviteter är baserat på resultaten och proof-of-concept av en ny hållbar betongblandning med hög prestanda för marina applikationer inom det nationella WECHULL-projektet (TRL4). WECHULL+ tar dessa resultat vidare till en europeisk nivå, där experter inom materialvetenskap, prediktiv modellering, fälttester, bedömning av kritiska belastningar, bio-fouling, teknikutveckling, analys av extrema belastningar, och påverkan på samhället och den marina miljön, sammanförs för att validera och verifiera WECHULL+ betongmaterial och dess tillämpning genom prov- och prototyptestning (labb och hav)

Utmaningar 

Det traditionellt använda stålet är dyrt och utsatt för korrosion i den tuffa marina miljön. Priset på kompositer är till och med högre än stål, är baserad på fossila bränslen, deras tillverkning kännetecknas av hög miljöpåverkan och de saknar fortfarande data om långtidsprestanda i havsvatten. Därför undersöker den blå energisektorn för närvarande betong. Betong är billig (i storleksordningen 100 EUR/ton – 30 gånger lägre än stål och 50 gånger lägre än kolfiberförstärkta kompositer), motståndskraftig mot marina miljöer, och enkel och snabb att tillverka på plats (gjutning) jämfört med de traditionella alternativen till tillverkningsmaterial. Betong, det mest använda materialet i världen efter vatten, är också ett material med en mogen värdekedja som möjliggör lokal produktion över hela världen. Detta är en särskild fördel för Offshore Renewable Energy (ORE) installationer, ofta planerade på specifika platser på grund av gynnsamma havsförhållanden, långt från de huvudsakliga leveranskedjorna, eller nära öar utan anslutningar till det kontinentala energinätet.

Trots sin långa historia är betongteknologi fortfarande ett aktivt och växande forsknings- och industriområde. Den kontinuerliga framstegen skapas genom att designa nya blandningar, ersätta bindemedel och aggregat med alternativa ingredienser och/eller lägga till dedikerade kemiska modifierare. Dessutom står betong för 6% av hela världens CO₂-avtryck. Den främsta bidragsgivaren till CO₂ från betong är cement. Genom att använda klimatanpassat betongmaterial (inklusive avfall och återvunna material samt alternativa biobindemedel) kan betongens CO₂-avtryck på materialnivå reduceras avsevärt.

Resultat och förväntade effekter

Det förväntade resultatet av WECHULL+ materialutveckling är att designa en uppsättning av blandningar baserat på lokala råmaterial, förbättra materialens cirkularitet och bekräfta dess pålitlighet i olika klimatzoner i Europa. WECHULL+ materialet och modelleringslösningarna kommer att kunna tillämpas på alla typer av flytande konstruktioner inom havsbaserade förnybar energi men också för andra användare som akvakultur. Den höghållfasta betongen uppnår 70 % av sin slutliga styrka efter 24 timmar, vilket möjliggör avformning och bogsering till installationsplatsen nästan omedelbart efter tillverkning. Underhåll av WEC bidrar till upp till 30 % av OPEX och är därför en av de största faktorerna för att minska LCOE. WECHULL+ projektet stöder övergången till havsbaserad förnybar energi genom att tillhandahålla industrin med:

• Nya robusta (>100 MPa i tryckhållfasthet, självdämpande, icke-korrosiva och anti-fouling egenskaper) och
• Hållbara material med 70 % mindre koldioxidavtryck än stål
• Sänka tillverkningstiden till under 5 dagar
• Stödja lokal tillverkning och lokala leveranskedjor
• Sänka den totala LCOE med 25 %

Projekt websidan

www.wechull.se

Grön vätgas anses av många vara en avgörande pusselbit i sjöfartens omställning till en hållbar framdrift. Dock innebär vätgasens egenskaper en del utmaningar för att kunna användas som ett effektivt och säkert bränsle. Dess höga energitäthet per viktenhet och låga energitäthet per volymenhet innebär utmaningar för operativ räckvidd, bunkring och lagring ombord. Dessa begränsningar utgör ett problem när det gäller storskaliga maritima tillämpningar. Speciellt sett till bunkringen för större fartyg som både har krav på stora bränslevolymer och snabba fyllningstider (till exempel en passagerarfärja med fast tidtabell). Om vätgas bunkras vid för höga flöden, ökar temperaturen inne i lagringstankarna ombord i en utsträckning som hotar att äventyra cylindermaterialet och orsaka läckage.

För att komma till rätta med detta har ett koncept utvecklats av KTH i ett tidigare projekt där man med hjälp av kylning med havsvatten i ett värmeväxlande system inuti cylindern/lagringstanken förhindrar temperaturhöjningar över den tillåtna gränsen. I dagsläget är detta koncept enbart en teoretisk modell men om den visar sig vara genomförbar kan denna unika cylinderdesign revolutionera maritima vätgastillämpningar genom att möjliggöra snabb bunkring av stora volymer. Något som är en nödvändighet om bränslet ska vara gångbart för den större sjöfarten.

Projektet syftar till att validera och analysera denna nya cylinderdesign genom att tillverka prototyper utrustade med värmeväxlare och genomföra prestandatester. Målet är att nå en mognadsnivå på TRL 4 vid projektets slut, vilket visar teknikens förmåga att tillåta önskade fyllningsflöden utan kritiska temperaturnivåer och explosionsrisker. Detta projekt har potential att avsevärt bidra till en säker och effektiv storskalig vätgasanvädning i den maritima industrin.

Projektet finansieras via Trafikverket. 

Detta projekt bygger på ett samarbete mellan RISE och den finska partnern AB Yrkeshögskola vid Åbo Akademi/Novia University of Applied Sciences och Aboa Mare för att undersöka möjligheten att samsimulera och överlämna kontrollen av ett Maritime Autonomous Surface Ship (MASS) längs en rutt över gränsen mellan Sverige och Finland, mellan samordnade Remote Control Centres (ROCs) i båda länderna. Studien fokuserar på tekniska och operativa krav, genomförbarhet och säkerhetsargumentation. Systemdesignkrav och operatörsbehov, roller och teamwork utforskas för att ge rekommendationer för design, drift, kompetens och utbildning, särskilt för inter-ROC-överlämningsprocedurer. Detta projekt utgör ett användningsfall för Norden/Östersjön i relation till IMO:s MASS Code-utveckling, som syftar till att möjliggöra utbildning, forskning och försök med MASS-koncept.

Projektet ECSOW (Environmental Consequences of Ship allisions with Offshore Wind towers) syftar till att analysera risker för allisioner mellan fartyg och havsbaserade vindkraftverk, ytterst med tanke på miljöpåverkan. Detta är viktigt eftersom det saknas erfarenheter av sådana händelser i svenska vatten, där storskaliga vindkraftparker nu planeras. Projektets mål är att granska tidigare incidenter, vidareutveckla metoder för att beräkna sannolikheten för allisioner, och att utvärdera både primära och sekundära effekter av en allision. 

Det kommer även att kartläggas vilka aktörer som involveras vid en olycka och deras ansvar, samt ge förslag på riskreducerande åtgärder samt nödåtgärder vid en faktisk allision. Forskarna kommer att använda data från fartygens automatiska identifieringssystem (AIS) för att bedöma sannolikheten för allisioner och modellera potentiella konsekvenser.

Slutresultatet av projektet kommer att ge viktig information för att hantera risker, förbättra miljöskydd och vägleda framtida forskning inom området.

DREAMIT 2.0 kommer att undersöka hur effektiv accesshantering kan minska turnaround-tiderna för lastbilar och tåg i hamnterminaler genom ett automatiserat utbyte av relevant information. Projektet kommer även att vidareutveckla automatisk informationsdelning, ta fram affärsmodeller, samt mäta och utvärdera de ramverks som har implementerats i det tidigare projektet DREAMIT men som ännu inte blivit mätta och utvärderade.

Dåligt informationsutbyte i dagens intermodala transportsystem innebär höga kostnader, långa köer och väntetider och negativ miljöpåverkan vid lossning och lastning av containrar i hamnterminaler. När lastbilar och tåg anländer till hamnterminaler har de inte tillgång till rätt containrar vid rätt tidpunkter. Detta beror på att lastbilar anländer oanmälda till hamnterminaler vilket medför att terminaloperatörerna inte kan förbereda deras ankomster. Tågen följer förbestämda tidsscheman men kan inte vid förseningar informera hamnterminalerna om ny ankomsttid. Syftet med DREAMIT 2.0 är att undersöka hur effektiv accesshantering kan minska turnaround-tiderna för lastbilar och tåg i hamnterminaler genom ett automatiserat utbyte av relevant information.

Forskningsfrågor

1. Utveckling: Hur kan relevant information utbytas automatiskt mellan fordon och terminal, så den inte upplevs som stressande för chaufförer?
a. Hur ser en sådan design av en tjänst ut och hur kan den implementeras?
b. Hur kan man skala upp en sådan lösning till en molnbaserad tjänst?

2.  Affärsmodeller: Hur ser affärsmodellerna ut vid effektiv accesshantering?

3. Mätning och effekter:
a. Vilka effekter har accesshanteringstjänsten ”automated gate services” på turnaround-tiden för lastbilar?
b. Vilka effekter har utbytet av relevant information (en vecka före, en dag före och två timmar före ankomst av lastbilar och tåg) på turnaround-tiderna för lastbilar och tåg?

Skagerrakregionen har med sin utpräglade fritidsbåtskultur, många hamnar, marina besöksmål och en tradition av båttillverkning goda förutsättningar för snabb omställning. Här finns också relevanta teknikleverantörer och kunskaper inom fordonselektrifiering. go:LEIF står för grön omställning med laddning, elektrifiering och infrastruktur för fritidsbåtar och genom projektets parter finns styrka och vilja att stötta omställning inom elbåtsladdning och intilliggande tjänster.

Under projektets gång var arbetsområdena:

• Öka intresse och kompetens kring eldrivna båtar och elbåtsladdning hos hamnar, kommuner och båtintresserade.
• Tillhandahålla testbäddar inom laddinfrastruktur för test och demo och företagssamverkan.
• Stärka teknikutveckling och regionens näringsliv inom berörda områden.
• Forskningsstudier kring fritidsbåtanvändning för kunskapsuppbyggnad viktig för utvecklingen av elbåtar och laddinfrastruktur.
• Affärsmodeller för laddning, effekt på elnät och potential att kombinera båtladdning med förnybar energiproduktion.

I projektet, som startade i mars 2023 och avslutades 2026, medverkade svenska och norska fritidsbåtshamnar, kommunalförbund/fylkeskommuner, näringslivskontor, teknikexperter och forskare.

Projektet avsåg att möjliggöra laddpunkter längs kusten från Göteborg till Agder i Norge, samt skapa en digital hemvist för konsumentinfo och tillhörande laddkarta. Projektet har även hållit kunskapshöjande workshops, bildat ett regionalt näringslivsnätverk och genomfört två nordiska konferenser.

Specifikt kommer detta projekt att undersöka om traditionella lågtryckssystem för brandsläckning med koldioxid är lämpliga för att kontrollera eller släcka batteribränder i lastutrymmen på rorofartyg.

För att uppnå detta mål kommer projektet att involvera tillvägagångssätt som innehåller (i) litteraturstudie, (ii) experiment på battericellnivå (iii) små- och storskaliga experiment med koldioxidbrandsläckning, (iv) multifysiska simuleringar och (v) referensgruppsmöten och öppet webbinar som involverar relevanta intressenter. På kort sikt kommer detta projekt att leda till ökad kunskap om litiumjonbatteribränder och begränsningsstrategier ombord rorofartyg med koldioxidsläcksystem vilket är till nytta för sjömännens säkerhet. På lång sikt kommer detta projekt att leda till ökad säkerhet för besättning och last på rorofartyg som transporterar elfordon.

Projektet kommer att ledas och genomföras av RISE med stöd från industripartnerna i form av battericeller, batterimoduler och fordon för tester, arbetstimmar för deltagande i projektmöten, samt för granskning av rapport och artiklar. Dessutom kommer en bilateral dialog med intressenter att föras i detta projekt i form av regelbundna referensgruppsmöten, öppet webbinar och medförfattande av referensgranskade artiklar.

Projektresultatet kommer att ge bidrag till International Maritime Organization (IMO) agendapunkt avseende brandskydd för fartyg som transporterar fordon med alternativa bränslen. 

Publikationer inom projektet: Literature study: The performance of carbon dioxide systems on ro-ro vehicle carriers som också presenterades på konferensen FIVE: Proceedings from the Eight International Conference on Fires in Vehicles. Konferensbidrag till EVS38: Simulation of Thermal Propagation in a Large Battery Module 

Analysen utgår från en konkret, bemannad verksamhet i Stockholm och kommer positionera erfarenheterna i relation till det internationella policy-arbete som pågår inom FNs organisation för maritima frågor (IMO) och EUs myndighet för maritim säkerhet (EMSA). Resultatet kommer därmed skapa nya förutsättningar för hållbara mobilitetstjänster samt stärka Sveriges position i både en kommersiell och regulatorisk riktning i ett internationellt perspektiv.