Kennis, Nieuws

(Bunkeren van) LNG als brandstof voor de binnenvaart

1(Bunkeren van) LNG als brandstof voor de binnenvaart
2Reglementering
3MSDS
4Aggegratietoestanden
5Van vloeibaar naar gas ( Zeer snel)
6Begrippen( Kookpunt, smeltpunt, vlampunt etc)
7Persoonlijke beschermingsmiddelen
8Veiligheidsplan/ Noodplan
9Normen voor slangen
10Bunkerzone
11Inertiseren van het LNG systeem
12Eerste vulling van de LNG-opslagtank ( afkoelen/ cooling down)
13Methaangetal
14Controlelijst
15Controlelijst Nederlands en Engels

1-(Bunkeren van) LNG als brandstof voor de binnenvaart

LNG ( Liquefied Natural gas) kan op 2 manieren gebruikt worden als brandstof, namelijk als 100%
brandstof of i.c.m diesel, het zogenaamde dual fuel principe.
Bij dual fuel wordt een verhouding gehanteerd van 80% LNG en 20% diesel.
Hierbij fungeert de diesel als “vonk”. Het is mogelijk om bestaande dieselmotoren geschikt
te maken voor het dual fuel principe.
Een 100% LNG motor heeft bougies als ontstekingsbron.

Het MTS Argonon was in 2012 het eerste binnenvaartschip met een dual fuel motor die
daadwerkelijk LNG als brandstof gebruikt.

De eerste LNG aangedreven schepen hadden met inachtneming van de wetgeving van voor
1 december 2016 niet gebouwd kunnen worden.
Speciaal hiervoor heeft de CCR (Centrale Commissie Rijnvaart) destijds een vergunning opgesteld
om deze schepen wel te kunnen bouwen.

Verschillende reglementen zijn aangepast sinds de invoering van LNG als brandstof in de
binnenvaart door het CCR, zoals het RSP( Reglement betreffende het scheepvaart personeel op
de Rijn), RPR ( Rijnvaart Politie Reglement) en ADN ( Accord européen relatif au transport
international des marchandises Dangereuses par voies de Navigation intérieures).
Volgens artikel 8.01 van van het ROSR ( Reglement Onderzoek Schepen op de Rijn) was LNG
verboden om als brandstof te gebruiken aangezien het vlampunt lager ligt dan 55 ⁰C.
Het vlampunt van LNG is -187⁰ C.
LNG valt dan ook in de categorie ‘zeer licht ontvlambaar’.
Diesel valt in de categorie brandbaar.

Een drietal consortia hebben destijds de procedure van art. 1.5.3.2 van het ADN formeel
ingediend. Op grond van deze artikelen is het dus mogelijk om schepen te bouwen die afwijken
van de huidige wet- en regelgeving. Voor het tankschip type c-tanker als bedoeld in het ADN,
wordt bij deze de vergunning afgegeven voor het gebruik van LNG als brandstof voor de
voortstuwingsinstallatie.

2-Reglementering

Binnen de scheepvaartreglementering is het gebruik van LNG opgenomen in het R.P.R
(Rijnvaart Politie Reglement).
Naast de artikelen zijn ook de definities in Artikel 1.01 aangepast aan de LNG bunkersituatie.

Schepen die LNG als brandstof gebruiken moeten een kenteken voeren:
• Een rood bord met een witte rand van tenminste 5 cm.
• De afmeting van de lange zijde van de rechthoek moet minimaal 60 cm zijn.
• De letters moeten een hoogte hebben van tenminste 20 cm.
• De breedte van de letters en de stamdikte moeten in goede verhouding staan tot de hoogte,
• Het kenteken moet op een geschikte en goed zichtbare plaats staan.
• Het kenteken moet zonodig worden verlicht om ‘s nachts duidelijk zichtbaar te zijn.

Tijdens het bunkeren van LNG:
• Moet het schip dat moet bunkeren een voor andere schepen goed zichtbaar bord voeren, dat aangeeft dat
geen ligplaats genomen mag worden op een afstand van minder dan 10 meter. De lengte en breedte van
het vierkante bord moet tenminste 60 cm bedragen.

• En een bord op een plaats die voor andere schepen goed zichtbaar is, dat aangeeft dat het verboden is
hinderlijke waterbeweging te veroorzaken. De afmeting van de langste zijde moet minimaal 60 cm
bedragen.

Binnen het ES-TRIN (Europese standaard tot vaststelling van de technische voorschriften voor
binnenschepen) is hoofdstuk 30 speciaal voor LNG aangedreven schepen.

Hoofdstuk 30; Bijzondere bepalingen voor vaartuigen uitgerust met voortstuwings- of hulpsystemen die
brandstoffen gebruiken met een vlampunt van 55 ⁰C of minder.

In dit hoofdstuk wordt verstaan onder ‘voortstuwings- en hulpsystemen’ elk systeem dat brandstof gebruikt,
met inbegrip van:

• brandstoftanks en tankaansluitingen,
• gasverwerkingsystemen,
• leidingen en afsluiters,
• motoren en turbines,
• besturings-, bewakings- en veiligheidssystemen.

Deuren van ruimten waar LNG wordt gebruikt, moeten aan de buitenkant zijn voorzien van een
teken “waarschuwing voor LNG” met een hoogte van ten minste 10 cm:

Het LNG bunkersysteem moet zo worden ingericht dat er bij het vullen van de LNG brandstoftanks
geen gas in de atmosfeer vrijkomt.

Het LNG niveau in de brandstoftanks mag niet hoger komen dan 95% bij de referentietemperatuur.
De referentietemperatuur is de temperatuur die overeenkomt met de dampdruk van de brandstof
bij de openingsdruk van de overdrukventielen.

De hoofdbrandstofafsluiter moet bediend kunnen worden:
a) van zowel binnen als buiten de machinekamer;
b) vanuit het stuurhuis.

Voor de koeling en brandpreventie van onbeschermde delen van de LNG brandstoftanks op open
dek moet er een watersproeisysteem aanwezig zijn.
Het watersproeisysteem moet vanuit het stuurhuis en een plaats aan dek in werking kunnen
worden gezet.

Het bunkeren moet vanaf een veilige, op enige afstand van het bunkerstation gelegen plaats
bediend kunnen worden. Vanaf die bedieningslocatie moet de druk en het vulniveau in de
LNG-brandstoftank bewaakt worden. De alarminstallaties voor overloop, hoge- en lagedruk en de
automatische uitschakeling moeten vanaf de bedieningslocatie afgelezen kunnen worden.


3-MSDS

MSDS; Material Safety Data Sheet, oftewel het veiligheidsinformatieblad, is een document dat
informatie bevat over de potentiële gezondheidsrisico’s die het gevolg zijn van de blootstelling aan
chemicaliën of andere potentieel giftige of gevaarlijke substanties.

Welke informatie staat er in de MSDS:

  1. Identificatie van de stof of het preparaat en van de vennootschap/onderneming (incl. een telefoonnummer
    voor noodgevallen)
  2. Identificatie van de gevaren ( hier worden de risico’s voor mens en milieu, en eventuele bijzondere
    gevaren, beschreven)
  3. Samenstelling en informatie over de bestanddelen ( dit om de ontvanger toe te laten de gevaren van de
    bestanddelen van het preparaat te kunnen identificeren. De gevaren van het preparaat zelf moeten onder
    rubriek 2 worden vermeld.)
  4. Eerstehulpmaatregelen ( is onmiddellijke medische verzorging nodig; welke zijn de symptomen en nodige
    maatregelen bij blootstelling – inademing; contact met de huid; contact met de ogen; inslikken)
  5. Brandbestrijdingsmaatregelen ( geschikte/ongeschikte blusmiddelen; gevaarlijke ontledingsproducten;
    beschermingsmiddelen)
  6. Maatregelen bij accidenteel vrijkomen van de stof of het preparaat( reinigingsmethoden; milieu
    voorzorgen; persoonlijke voorzorgen)
  7. Hanteren en opslag ( wat te doen of juist niet te doen om het product veilig te hanteren en op te slaan)
  8. Maatregelen ter beheersing van blootstelling/persoonlijke bescherming ( technische beheersmaatregelen;
    persoonlijke bescherming – algemeen/ademhalingswegen/handen/ogen/huid)
  9. Fysische en chemische eigenschappen ( vorm, geur, kleur; belangrijke gegevens zoals relatieve
    dichtheid; viscositeit ; kookpunt ; smeltpunt ; vlampunt ; ontvlambaarheid; zelfontbrandingstemperatuur;
    explosiegrenzen; relatieve dampdichtheid; dampspanning ; oplosbaarheid in water …)
  10. Stabiliteit en reactiviteit ( gevaarlijke ontledingsproducten; te vermijden omstandigheden; te vermijden
    stoffen)
  11. Toxicologische informatie ( acute en chronische toxiciteit ; symptomen verbonden aan het gebruik)
  12. Ecologische informatie ( gedrag en effecten van de stof in lucht, water of bodem; persistentie en afbraak,
    bioaccumulatie …)
  13. Instructies voor verwijdering ( incl. afvalverwerking)
  14. Informatie met betrekking tot het vervoer ( land/zee/lucht/spoor)
  15. Wettelijk verplichte informatie ( Etikettering in overeenstemming met EG-richtlijnen, met vermelding van
    gevaren en de betrokken H- en P-zinnen , eventuele bijzondere nationale verplichtingen)
  16. Overige informatie ( lijst van alle in de VIB genoemde H- en P-zinnen; opleidingsadviezen; bronnen van
    de informatie.

Een paar voorbeelden wat er zoal in de MSDS kan staan, deze voorbeelden zijn uiteraard voor
LNG:

Voorkomen: Vloeibaar
Kleur: Kleurloos
Geur: Geurloos
Smelt-/vriespunt: -182 ℃
Kookpunt/kooktraject: -162 ℃
Vlampunt: -187 ℃
Bovenste explosiegrens: 15%
Onderste explosiegrens 5%
Relatieve dampdichtheid: 0,614 (lucht = 1, bij 20 ℃ en 1 atmosfeer )
Dichtheid: 450 kg/m3 (15 ℃)
Zelfontbrandingstemperatuur: 537 ℃
UN nummer: 1972
Gevarenklasse: 2
Verpakkingsgroep: Niet toegewezen
Classificatiecode: 3F
Etiketten: 2.1
Milieugevaarlijk: Nee

4-Aggegratietoestanden

Iedere stof, afhankelijk van de temperatuur en druk, kan in drie vormen voorkomen:
Gasvormig, vloeibaar of vast.

Water als voorbeeld bij normale luchtdruk :
Boven de 100 ℃ : gasvormig ( stoom)
Tussen de 0℃ : vloeibaar ( water)
Onder de 0℃ : vast ( ijs)

LNG bij normale luchtdruk :
Boven de -162℃ : gasvorming
Tussen de -162℃ en – 182℃ : vloeibaar
Onder de -182℃ : vast

We noemen de drie vormen vast, vloeibaar en gasvormig de drie fasen of aggregratietoetanden van een
stof.
Door te verwarmen of af te koelen kan een stof van fase veranderen. Bij het toevoeren van warmte aan een
stof neemt de snelheid van de moleculen toe en daarmee ook hun kinetische energie.

De faseovergangen hebben ieder voor zich een naam;
• van vast naar vloeibaar noemen we smelten;
• van vloeibaar naar vast noemen stollen;
• van vloeibaar naar gas noemen we verdampen;
• van gas naar vloeibaar noemen we condenseren;
• van vast naar gas noemen we vervluchtigen;
• van gas naar vast noemen we sublimeren.

5-Van vloeibaar naar gas ( Zeer snel)

Als door een calamiteit LNG in aanraking komt met water dan wordt het volume direct 600 x
vergroot, je hebt dan een zeer snelle faseovergang of RPT( Rapid Phase Transition).
Een RPT houd in dat LNG met veel geweld verdampt bij het in aanraking komen met water, dit is
ook wel bekend als een fysische explosie of koude explosie.
Tijdens deze explosies is er geen verbranding maar wordt een grote hoeveelheid energie
overgedragen in de vorm van temperatuurverschil van het water en de temperatuur van LNG.Dit
gaat gepaard met veel geluid en dampvorming.
Doordat er een enorme hoeveelheid vrijkomt zijn deze explosies wel gevaarlijk voor constructies
en mensen die dicht in de buurt zijn.

6-Begrippen

Kookpunt:

Het kookpunt is de temperatuur waarbij de dampspanning van een vloeistof gelijk is aan de druk
boven de vloeistof.Als de druk boven de vloeistof stijgt, stijgt het kookpunt mee.

Smeltpunt:
Het smeltpunt is de temperatuur waarbij een vaste vorm in een vloeibare vorm overgaat.

Vlampunt:

Het vlampunt is de laagste temperatuur waarbij een bepaalde stof tot ontbranding kan komen als
deze stof in contact is geweest met een ontstekingsbron.

Stoffen kunnen worden ingedeeld in verschillende klassen als het gaat om het vlampunt. De
volgende groepen zijn mogelijk:
● K0 : Dit zijn zeer licht ontvlambare stoffen. Het vlampunt van deze stoffen is lager dan 0 ℃ en kookpunt is
lager dan 35 ℃
● K1 : Dit zijn licht ontvlambare stoffen. Deze stoffen hebben een vlampunt tussen 0 ℃ en 21 ℃
● K2 : Dit zijn ontvlambare stoffen. Het vlampunt van deze stoffen licht tussen de 21 ℃ en 55 ℃ .
● K3 : dit zijn brandbare stoffen. Deze stoffen hebben een vlampunt dat hoger licht dan 55 ℃

Zelfontbrandingstemperatuur:

De zelfontbrandingstemperatuur is de temperatuur waarbij een stof spontaan kan ontvlammen.

Relatieve dichtheid:

De relatieve dichtheid van een stof is de dichtheid ten opzichte van de dichtheid van water, ofwel 1.
Uit veiligheidsoogpunt is het van belang te weten of een stof in water blijft drijven of zinkt.
Het is niet zo dat stoffen die lichter zijn dan water op water blijven drijven, dat is niet zo.
Er zijn veel stoffen lichter dan water die in water oplossen en dan niet blijven drijven.

Relatieve dampdichtheid:

Dit is de dichtheid van de zuivere damp die ontstaat wanneer een vloeistof kookt.
Houd bij het hanteren van een vloeistof onder normale omstandigheden altijd de relatieve dichtheid bij 20 ℃.

Dampspanning:

De dampspanning is de druk boven de vloeistof. Omdat de vloeistof verdampt, zullen er zich extra
moleculen boven de vloeistof bevinden die voor een stijging van de druk zorgen. De dampspanning van
een vloeistof geeft aan hoe gemakkelijk een vloeistof verdampt.

Explosiegrenzen:

De explosiegrenzen geven het bereik aan waarbinnen een mengsel van lucht met gas, damp, nevel of
poeder spontaan vlam kan vatten of exploderen.
De explosiegrenzen van gassen en dampen van vloeistoffen en vaste stoffen worden uitgedrukt in
volumepercentages. De dampspanning, het vlampunt en de onderste explosiegrens zijn elkaar gerelateerd

7-Persoonlijke beschermingsmiddelen

Vloeibaar gemaakte gassen kunnen door hun hun zeer lage temperatuur zeer ernstige bevriezingswonden
veroorzaken bij contact met de huid of de ogen.
Om ieder contact van het lichaam met de gassen ( al of niet in vloeibare vorm), moet men over de juiste
persoonlijke beschermingsmiddelen beschikken.

Tot de speciale kleding behoren :

• persoonlijke zuurstofmeter
• gesloten werkkleding
• gelaatsscherm/ volgelaatsscherm
• cryogene handschoenen

Bij werken in een ex-zone moet een overal naast EN-340* ook aan andere eisen voldoen. Namelijk aan
EN-1149/5. Deze norm staat voor antistatische veiligheidskleding en voorkomt dat door elektrostatische
oplading vonken ontstaan, die brand of explosies kunnen veroorzaken.

  • EN 340 normering gaat over de algemene eisen waaraan alle beschermende werkkleding moet voldoen.
  • Pasvorm: Het hele lichaam wordt bedekt en beschermt door de kleding.
  • Ontwerp: Het ontwerp is gericht op functionaliteit en gebruikscomfort.
  • Materiaal: De stoffen die worden gebruikt kleurecht, vormvast, sterk, duurzaam en wasecht.
  • Markering : Met maat labels en etiketten wordt de maatvoering, samenstelling en andere relevante informatie voor
    de gebruiker aangegeven.

EN 1149-5 Symbool:

De kleding met deze norm wordt alleen geaccepteerd als hij gecombineerd is met de norm voor
vlamvertragende kleding: EN ISO-11612

EN ISO 11612 symbool:

Bescherming van het hele gezicht:

Goede gelaat bescherming beschermt het hele gezicht, inclusief de ogen, zonder dat dit ten koste
gaat van het zicht op het werk en de omgeving.
Een goede gelaatsbescherming is maatwerk, waarbij ook de risico’s op andere
lichaamsonderdelen en de daarbij behorende persoonlijke beschermingsmiddelen moeten worden
betrokken. Bijvoorbeeld een veiligheidshelm of gehoorbescherming.

Veiligheidshandschoenen( Cryogeen):

Om veiligheidshandschoenen te gebruiken bij extreme koude dan moeten zij voldoen aan de
Nederlands- Europese norm NEN-EN 511:2006:

2 3 1 ( Hoger is beter )

Veiligheidsschoenen/-laarzen:

Goede veiligheidsschoenen bieden voeten de nodige bescherming tegen beknellingen, vallende
en scherpe voorwerpen en gevaarlijke stoffen. De keuze van de veiligheidsschoen moet zijn
afgestemd op het werk en de werkomstandigheden

EN ISO 20345:2011 is de veiligheidsnorm voor veiligheidsschoenen:

Persoonlijke zuurstofmeter:

8-Veiligheidsplan/ Noodplan

Van belang voor het effectief handelen bij een incident is dat aanwezige personen op de hoogte
zijn van de te treffen maatregelen. Hierbij moeten bij een cryogene installatie instructies zijn
aangebracht, die in geval van een incident door het personeel van de inrichting moeten worden
opgevolgd.

De procedures moeten rekening houden met:

• de eigenschappen van de cryogene vloeistoffen;
• de betrokken hoeveelheden;
• de lokale topografie
• ontwerp en uitrusting van het vat

De procedure moet o.a bevatten:

• een overzicht van de vereiste nooduitrusting
• een overzicht van personen/ organisaties om noodsituaties op te lossen en procedures om hen
zowel binnen als buiten werktijden op te roepen;
• maatregelen die direct genomen moeten worden, zoals afsluiting van de installatie, het activeren van
het alarm, evacuatie, het inroepen van hulp etc…

9-Normen voor slangen

Het veilig omgaan met LNG en LNG-dampen vereist speciaal ontworpen en vervaardigde slangen voor
producten met een opslagtemperatuur van -196 ℃ .
Alle flexibele aansluitslangen die worden ingezet tussen de afleverinstallatie en ontvangstinstallatie
moeten volledig compatibel zijn met de bijbehorende cryogene temperaturen tegemoetkomen aan de
meest recente internationale regelgeving.

Op het manifold van het ontvangende schip moet indien van toepassing tussen de flexibele slang en de
flensverbinding van het manifold een Emergency Release Coupling( Dry Break Coupling) worden geplaatst.

De verbinding voor het bunkeren tussen het schip en de bunker tankwagen die het vloeibare gas(LNG) levert, is van aansluitingen van het type droogkoppeling( Dry Disconnect Coupling)* zijn voorzien.


De bunkerslang moet lang genoeg zijn om overbelasting en schuren tijdens het bunkeren tegen te gaan.
Elke LNG-bunkerslang is uitgerust met een drukverschilmeter die is aangesloten op het regelsysteem,
Bij een lek in de slang zal de druk snel dalen. Bij detectie van deze daling activeert het regelsysteem de
noodstopvoorziening en worden de kleppen gesloten en zal de pomp stoppen.
Daarnaast worden er akoestische en optische signalen afgegeven op de brug van het schip.

10-Bunkerzone

In het R.P.R wordt bunkerzone gedefinieerd als “de zone die in een omtrek van 20 meter van de
aansluiting voor het bunkeren ligt.
De vereisten inzake de bunkerzone rond de locatie behoren duidelijk vastgelegd en aangeduid te zijn.

Tijdens het bunkeren moeten er ook 2 poederblussers van minimaal 12 kilo direct beschikbaar te zijn.
Deze poederblussers moeten geschikt zijn voor brandklasse C ( gassen).
Brandklassen in een handig schema:

11-Inertiseren van het LNG systeem

Voor ingebruikstelling van de tanks, pompen en leidingen, moet er door middel van inertisering een
niet-explosieve atmosfeer worden gecreëerd voor het toevoeren van gas aan de tank.
Hiertoe moet het zuurstofgehalte worden teruggebracht van 21% naar maximaal 10% van de LEL
van aardgas, deze is 5%.

12-Eerste vulling van de LNG-opslagtank ( afkoelen/ cooling down)

Het afkoelen is nodig zodat de tankdruk niet te ver oploopt bij het overhevelen van de lading.
Het afkoelingsproces bestaat uit het langzaam toevoegen van vloeibare stikstof aan de tank.
Hoe lager de temperatuur van de lading, hoe belangrijker de rol van het afkoelingsproces.
Voordat een gekoelde lading kan worden overgeheveld, moeten de opslagtanks worden afgekoeld
ter voorkoming van thermische spanning. De snelheid waarmee de ladingtank kan worden
afgekoeld zonder tot thermische spanning te leiden, is afhankelijk van de tankconstructie.
Normaal gesproken gaat het om 10 ℃ per uur.
Voor de bepaling van de afkoelingssnelheid moet altijd het instructieboek van de
LNG-opslagtank geraadpleegd worden.

De LNG tanks aan boord moeten ingekoeld worden:
• Bij eerste gebruik
• Indien de tanks meer dan 48 uur leeg staan ( Level is 0, druk is lager dan 1 bar).

Er wordt geadviseerd om contact op te nemen met de leverancier ( Cryonorm) om het inkoelen te
begeleiden.

13-Methaangetal

Fabrikanten van gasmotoren stellen minimum eisen aan een de brandstof ( methaan) gas of LNG.
Vooral in het geval van dual fuel motoren en spark ignition ( bougie) motoren kan een laag methaangetal
leiden tot slechter rendement en zelfs schade aan de motor.
Vaak is 80 het minimum methaangetal, maar dat kan per fabrikant verschillen.

14-Controlelijst

Controlelijst
De LNG-bunkercontrolelijst – tankwagen naar schip bestaat uit 4 delen: A,B,C en D*
*De gehele controlelijst bestaat uit 45 pagina’s, wij plaatsen alleen een gedeelte van de 1e pagina van elk deel.

De vraag kan zijn aangeduid met een code, dit kan code P, A of R zijn.

P staat voor Permission oftewel : Toestemming
A staat voor Agreement oftewel : Overeenkomst
R staat voor Re-check oftewel : Herhaalde controle

Deel A : Controlelijst voor de voorbereidingfase voor het bunkeren van vloeibaar aardgas( LNG)

Deel B : Controlelijst voor de voorbereidingsfase

Deel C : Gegevens voor de overslag van vloeibaar gas

Deel D : Controlelijst na de overslag van vloeibaar aardgas ( LNG)

15-Controlelijst Nederlands en Engels

Als voorbeeld een Nederlandse controlelijst van de CCR en een Engelse controlelijst van de Port of Rotterdam.

Nederlands( CCR):

BRON: CCR

Engels( Port of Rotterdam)

BRON: Port of Rotterdam