Miljøbelastningen ved å produsere batterier til ferger er spart inn etter bare 1,4 måneder med drift. (Bilde: Tore Stensvold)

Maritime batterier

Batterier til elferger: Miljøbelastningen er spart inn etter 1,4 måneder

Miljøkostnadene er veldig små sammenliknet med utslippene som spares.

NOx-fondet har fått Maritime Battery Forum (MBF) til å finne miljøkostnadene ved å produsere maritime batterier. Kostnadene er så regnet mot besparelsene i utslipp av klimagasser når batteriene tas i bruk i skip.

For en typisk el-ferge på for eksempel Anda-Lote-sambandet, vil miljøeffekten av å produsere Li-ionbatteriene være utliknet i løpet av 1,4 måneder.

Dersom batterier settes inn i et typisk offshore forsyningsskip (PSV) og brukes som en delvis erstatning for en hovedmotor i enkelte situasjoner eller nødgenerator i havn, tar det 1,5 måneder før miljøbelastningen er jevnet ut.

Drivstoffbesparelsen i PSV-eksempelet som er brukt i rapporten, er på ca. 12 prosent med et batteri på 323 kWh.

Gledelig overrasket

Resultatene kommer fram i en rapport NOx-fondet har bestilt. Maritime Battery Forum har utarbeidet rapporten sammen med ABB, DNV GL og Grenland Energy.

Daglig leder i den norske interesseorganisasjonen Maritime Battery Forum, Sondre Henningsgård, er gledelig overrasket.

– Miljøtilbakebetalingstiden er bemerkelsesverdig kort. Resultatet viser entydig at batteri er både miljøvennlig og lønnsomt, sier Henningsgård.

Fra gruve til verft

Batteripakke fra Grenland Energy i en container. Selskapet har vært med på å beregne miljøkostnader fra vugge til alderdom for batterier. Det inkluderer alt fra gruvedrift for metaller til produksjon og transport fram til skip. Denne pakken står i kjelleren til NTNUs hybridlaboratorium.
Batteripakke fra Grenland Energy i en container. Selskapet har vært med på å beregne miljøkostnader fra vugge til alderdom for batterier. Det inkluderer alt fra gruvedrift for metaller til produksjon og transport fram til skip. Denne pakken står i kjelleren til NTNUs hybridlaboratorium. Foto: Tore Stensvold

Livsløpsanalysen har tatt for seg utslipp fra både anleggsmaskinene under gruvedrift og utvinning av metaller, framstilling og prosessering av kjemikalier og andre innsatsfaktorer.

I tillegg er transport av batterier fra Asia og fram til et verft i Norge tatt med i beregningen. Transporten går på skip til havn i Europa og landeveien til Norge.

For å beregne en miljø-CAPEX ble mengden stål, aluminium, kobber og andre nødvendige materialer vurdert ut fra produktinformasjon fra ABB og Grenland Energy om utstyr til energilagring og kraftkontroll.

DNV GL beregnet så livssyklusutslipp basert på de forskjellige komponentene som ble innhentet.

Global oppvarming

Utslippene ble etter en internasjonalt godkjent modell «oversatt» til Global Warming Potential (GWP), i form av CO2-ekvivalenter og NOx. Målinger av nitrogenoksid ble sett på spesielt, ettersom NOx-fondet bestilte rapporten.

NOx er ikke en klimagass, men er helseskadelig. Norge har forpliktet seg til å kutte NOx-utslipp. Eksos fra dieselmotorer er en av de største NOx-kildene. Ved å stanse skipsmotorer i havner, blir de lokale luftforholdene bedre.

Batterier bidrar også til å balansere og optimere kraftproduksjon. I studien av batterihybrid PSV, er det ut fra driftsprofilen beregnet at fartøyet i stor grad kan bruke batterier ved kai. ABB har brukt driftsprofilen til et spesifikt fartøy for å gjøre beregninger.

Batterier vil brukes som «spinning reserve», det vil si reservemotor, under noen driftsoperasjoner. Såkalt «peak shaving», det vil si å bruke batteriet for å ta effekttopper under transitt, er ikke med i dette oppsettet.

Liv nummer to

PSV-eksempel:

Fire dieselgeneratorer – totalt 8,96 kW.

Årlig drivstoffbruk: 2500 tonn. Hybrid: Sparer ca. 300 tonn (12 prosent)

Med batteri som «spinning reserve» - tre genset går på mer optimalt turtall.

Kan skru av 1 eller flere generatorer i følgende tilfelle:

  • Stand-by (beredskap/venting)
  • Dynamisk posisjonering (holder seg på ett sted ved hjelp av propeller)
  • Slow steaming 11 knop (sakte fart)
  • Ved kai (batteri forsyner hotell – lader batteri med generator ved langtidsopphold, 20 minutter lading, 60 minutter bruk)

Driftsprofil:

  • DP: 37%
  • Slow steaming 11 knop: 20 %,
  • Ved kai: 23 %
  • Stand by: 16 % 

Livsløpsanalysen for batteriene til skip er imidlertid ikke tatt helt ut. NOx-fond-rapporten tar ikke for seg miljøkostnader sett i hele batteriets levetid, det vil si etter at det har stått om bord i et skip i cirka 10 år.

Det påpekes imidlertid at noen batterityper kan få et nytt liv som energilager for å jevne ut effekter i strømnett, men at batteriprodusenter ut fra sikkerhetshensyn er tilbakeholdne. En god del av materialene kan resirkuleres. 

– En del batterier kan ha et «liv nummer to», eller «second life», før de blir demontert og materialer gjenvunnet. Men batterier i skip er såpass nytt at det tar mange år før det første maritime batteriet er aktuelt i en second life-sammenheng, sier Henningsgård.

De tre selskapene Bosch, BMW og Vattenfall er i gang med et pilotprosjekt der brukt Li-ionbatterier fra elbiler settes inn som buffer i et strømnett.

Batterier best i båter

NOx-fondets rapport er godt i overensstemmelse med en studie fra 2013 som også sammenliknet miljøgevinsten av batterier i skip med biler.

For skip er miljøgevinsten 10 ganger høyere enn for batterier brukt i bil. 

En tidligere studie av miljøbelastningen ved å produsere Li-ionebatterier, konkludere med at den er svært energikrevende. Miljøgevinsten er avhengig av energimiksen, og ville dermed vært høyere om batterier ble produsert i Norge, som har ren vannkraft.

Kommentarer (9)

Kommentarer (9)