Probability Study of a Crossing Collision Scenario Involving Hydrogen-Fuelled RoPax Vessels

Abstract

Skipsfartsnæringen er i en overgangsfase, og presset fra myndighetene om å iverksette grønne drivstoffløsninger for å redusere utslipp fra skip øker stadig. Hydrogen kommer frem som en attraktiv drivstoffkilde på grunn av sin høye energitetthet per vekt og nullutslippsegenskaper. Endringen i risiko ved innføring av nye hydrogendrevne fartøyer bør imidlertid vurderes i forhold til ulike sikkerhetsaspekter til sjøs. Relevante studier nevner skipskollisjonsscenarier som involverer hydrogendrevne fartøyer som et slikt aspekt som bør vurderes videre i forhold til sikkerhet. RoPax-ferger som opererer på faste fergeruter langs norskekysten fremstår som et egnet skipssegment for implementering av hydrogen som drivstoffkilde. En metode basert på tidligere studier knyttet til skipskollisjonsscenarier er tilpasset for å vurdere sannsynligheten for at en krysningskollisjon hvor en ferge som opererer på en rute blir truffet av et passerende fartøy. En casestudie blir gjennomført, hvor tre ulike ferjelokasjoner langs den norske vestkysten analysers. Sannsynligheten for et slikt scenario varierer betydelig mellom de tre områdene som er analysert. Funnene relatert til sannsynlighet for krysningskollisjon er dessverre vanskelig å sammenligne med annen litteratur, siden ulike scenarioer ofte analyseres. En metodikk for å estimere sannsynligheten for en krysningskollisjon med tilstrekkelig støtenergi til å treffe hydrogensystemene om bord på fergen direkte avhengig av plasseringen blir også utviklet. Antagelsene bak denne modellen er imidlertid grove og upresise, så resultatene som ble beregnet er forbundet med høy usikkerhet. Det bør jobbes videre med å forbedre metodikken for å mer nøyaktig estimere sannsynligheten for krysningskollisjon for spesifikke områder hvor ferjene som seiler bruker hydrogen som kilde til drivstoff.

The shipping industry is in a transitional phase, and pressure to implement greener fuel solutions for various shipping segments is only increasing. Hydrogen comes forward as an attractive fuel source due to its high energy density per unit weight and zero-emission properties. However, the change in risk by introducing new hydrogen-fuelled vessels should be assessed concerning various different safety aspects at sea. Relevant literature mentions ship collision scenarios involving hydrogen-fuelled vessels as one such aspect that should be further evaluated in relation to safety. RoPax ferries operating on fixed ferry routes along the Norwegian coast come forward as a suitable shipping segment for the implementation of hydrogen as a fuel source. A method based on research related to shipping collision scenarios is adapted to assess the probability of a crossing collision where a ferry operating on a route is struck by a passing vessel. A case study where collision probability is estimated for three different locations along the Norwegian west coast is conducted. The probability of such a scenario varies significantly between the three areas analysed, and the results are found to be challenging to compare with other literature. A methodology to determine the probability of a crossing collision with sufficient impact energy to strike the hydrogen systems on board the ferry directly depending on its location is also developed. However, the assumptions behind this model are coarse, so the results retrieved were associated with high uncertainty. Further work should be conducted to improve the methodology and more accurately estimate the crossing collision probabilities for specific ferry locations.