Seksjonen forskning består av saker som er skrevet av ansatte i Forskningsrådet, Sintef, NTNU og UiO.
LNG-skipet Pioneer Knutsen frakter LNG langs kysten. Behovet for fleksible bunkringssystemer øker etter hvert som LNG tas i bruk på nye områder. (Bilde: KNUTSEN OAS)

UNIVERSAL BUOYANCY SYSTEM (UBS)

Utvikler en enklere metode for lossing av naturgass

Uten spesialbygde kaianlegg.

  • Forskning

CONNECT LNG

  • Prosjektet til Connect LNG ble presentert i Forskningsrådets sesjon på Haugesundkonferansen i februar.
  • Prosjektet har støtte fra MAROFF fra 1.1.2013 til 31.12.2014.
  • Connect LNG utvikler et nytt laste- og lossesystem for flytende naturgass og ble startet i 2012 av Morten Christophersen, LNG New Technologies og fire medstudenter ved blant annet NTNUs Entreprenørskole og Marin Teknikk.

Naturgass finnes i rikt monn i verden, og er mer miljøvennlig enn andre fossile energikilder. Norske myndigheter og miljøvernorganisasjoner jobber aktivt med å promotere økt bruk av naturgass.

Ved å kjøle ned naturgass, reduseres volumet 600 ganger og gassen går over i flytende form, kalt LNG (Liquid Natural Gas). Dette gjør at den praktisk kan fraktes på skip eller lagres i tanker på land.

– I dag kreves spesialbygde kaianlegg for å kunne ta i mot og losse gasstankskip. Vi utvikler en alternativ løsning for å overføre gassen fra skip til tanker på land og som muliggjør enklere LNG-terminaler. Det kan bidra til økt distribusjon og bruk av naturgass, også i mer grisgrendte strøk.

Det sier Morten A. Christophersen, som er daglig leder i Connect LNG. Gründerbedriften er en spin-off fra NTNU og miljøet rundt MARINTEK. I et forskningsprosjekt støttet av MAROFF, har Christophersen og kollegaene sett nærmere på utfordringer og løsninger for mer LNG-distribusjon.

Les også: Offshoreskipenes far får hederspris

Mangler infrastruktur

Tradisjonelt sett handler LNG om å transportere naturgass mellom kontinenter på store spesialskip. Dette kalles storskala LNG. Videre har man transportert LNG til sluttbrukere, via rørnettverk, som særlig er utbedt i Europa og USA.

­– Store funn av naturgass de siste årene, blant annet utenfor Afrika, Indonesia og Australia, har ført til relativt lave gasspriser, noe som igjen har ført til økt etterspørsel også i andre deler av verden. Dette er gjerne på steder med store avstander hvor det ikke fins eller er hensiktsmessig å bygge ut rørnett, sier Christophersen.

– Den eneste gode måten å transportere naturgass lokalt på, er ved hjelp av små skip eller trailere, såkalt småskala LNG. Norge er verdensledende på dette og økt distribusjon og bruk av LNG er et satsingsområde for hele den norske maritime næringen framover, sier Christophersen.

Et hinder for småskala distribusjon i dag, er mangelen på egnet infrastruktur og kaianlegg for dette.

– For å kunne distribuere LNG ut fra de store terminalene i verden, lokalt i en region, så vil man i mange tilfeller måtte modifisere pirene eller bygge dedikerte kaier for å kunne ta imot mindre skip. I tillegg må man bygge mange nye mottaksterminaler i disse områdene i nærheten av sluttbruker.

Les også:  Dette har folk prøvd å få til i 150 år

LNG-skip frakter flytende naturgass ved svært lav temperatur for å komprimere gassvolumet. Naturgass består primært av metan og har miljøfordeler sammenlignet med andre fossile brennstoff.
LNG-skip frakter flytende naturgass ved svært lav temperatur for å komprimere gassvolumet. Naturgass består primært av metan og har miljøfordeler sammenlignet med andre fossile brennstoff. Michael Grebstad

Dyrt og risikabelt

Forskerne har identifisert tre hovedutfordringer for å få fart på utbyggingen av småskalaterminaler rundt omkring. For det første er det høye investeringskostnader og tar lang tid før det betaler seg.

– Tilbakebetalingstiden er faktisk mye lengre for småskala-utbygging enn for storskalaterminaler. Dermed er dette mye mindre attraktivt å investere i, forteller Christophersen.

Det er også lang prosjekterings- og byggetid. Eksempelvis ble det nylig brukt 65.000 ingeniørtimer på en liten terminal i Sverige og det tok fire år før terminalen stod ferdig.

– I tillegg må man gjennom krevende godkjenningsprosesser fra ulike instanser, man må gjennomføre havbunnsundersøkelser og forurensningsanalyser og så videre. Det er en lang prosess fra investeringsbeslutningen tas til terminalen står ferdig.

En tredje utfordring er at markedet kan skifte brått. For eksempel endret Fukushima-katastrofen etterspørselen over natten da all LNG-en som var tiltenkt Europa ble sendt til Japan i stedet. Noe lignende skjedde i USA, som gikk fra import til eksport av naturgass etter store funn av skifergass.

– Selv om gassprisen har vært relativt stabil og lav over hele verden samlet sett, har vi sett store og plutselige geografiske forskjeller i gassprisen. Dette senker investeringsviljen og utbyggingstakten for LNG-terminaler. Ofte vil terminaleiere ha langsiktige kontrakter med kunder på plass før de satser på utbygging.

Les også: Undervannsfarkost fant «svært spennende» anomalier på havbunnen utenfor Trondheim

CONNECT LNG har gjort mange modellforsøk på MARINTEK i Trondheim. I 2015 vil de gå i gang med fullskalatesting.
CONNECT LNG har gjort mange modellforsøk på MARINTEK i Trondheim. I 2015 vil de gå i gang med fullskalatesting. Lars Steen

Universelt og mobilt

Den alternative løsningen til Connect LNG for å overføre LNG fra skip til land, kalles Universal Buoyancy System og er utviklet gjennom flere år. Den skal få ned kostnadene og byggetiden, og også kunne flyttes rundt i verden, avhengig av hvor etterspørselen er.

– Dagens løsning for å få gassen på land, kan i mange tilfeller utgjøre så mye som halve investeringskostnaden ved et småskalaanlegg, mot bare ti prosent for en storskalaterminal. Det å utvikle en enklere overføringsløsning kan derfor bidra betraktelig til flere småskalaterminaler.

Løsningen består av et tradisjonelt firepunkts forankringssystem som skipet kobler seg opp mot. En flytende fleksibel rørledning skal overføre LNG-en mellom skip og land. Det fins flere slike rørledninger på markedet i dag, som er designet for offshore-bruk for mye tøffere værforhold.

– Denne rørledningen er koblet til skipet via en lastebøye. Dette er kjernen i hele systemet vårt, og det som vi utvikler, sier Christophersen som ikke kan avsløre alle detaljer om systemet.

Den beste løsningen for å korte ned byggetiden, mener han er å lage en universell løsning som kan brukes på flere steder og av flere forskjellige typer skip, uten spesifikt å måtte re-designes hver gang. Samtidig må løsningen være mobil og enkelt kunne flyttes mellom steder i tilfelle markedet for naturgass endrer seg på sikt.

– Dette får vi til ved at vi lager en flytende enhet. Lastebøyesystemet vårt kan også kombineres med tradisjonelle trykktanker på land. Dette gir et tilnærmet 100 prosent mobilt anlegg som er lettere å sette opp og eventuelt flytte på senere hvis det skulle vise seg å være nødvendig.

Les også: Skipskraftverk kan spare Bergen for utslipp tilsvarende 50.000 biler

Bygges på verft

Forskerne har gjort mange modellforsøk på MARINTEK siste årene og er nå på jakt etter partner til et pilotprosjekt med fullskalatesting tidlig i 2015.

– Vi har hele veien ønsket å utvikle et system som er så enkelt som mulig, men rent teknisk er det utrolig vanskelig å lage noe som er enkelt. Dette dreier seg 100 prosent om hydrodynamikk som er veldig komplekst, og koblede systemer er igjen vanskelige å simulere, sier Christophersen.  

Forskerne har tatt utgangspunkt i tradisjonelle havkonstellasjoner og velutprøvde delsystemer. Dette skal minimere operasjonell risiko og øke sikkerheten til systemet.

– Løsningen vår gir lavere investeringskostnader, raskere utbygging av terminaler og en mobil løsning, som enkelt kan flyttes til en annen lokasjon. Lastebøyesystemet er også uavhengig av hvilken væske som transporteres i rørledningen, og kan like gjerne brukes til olje eller LPG, sier han.

Det hele skal bygges på verft eller i en produksjonsbedrift – ikke på kaia. For verftsindustrien vil dette by på muligheter for havneutvikling som i dag er forbeholdt entreprenørselskapene, påpeker han.

Les også:  Kværner har fått Nord-Europas største kran

Markedet for flytende naturgass er betydelig, mener Morten A. Christophersen som leder CONNECT LNG.
Markedet for flytende naturgass er betydelig, mener Morten A. Christophersen som leder CONNECT LNG. Nora Clausen
Gir full gass

Ideen til systemet stammer fra en kaptein med lang erfaring fra gasskip som er tilknyttet Connect LNG gjennom deres medeier LNG New Technologies.

– Man må høre på brukerne. Det er de som jobber på skipene som ser problemene i det daglige livet, og som har de gode løsningene. Det Norske Veritas (DNV GL) utstedte nylig en Statement of Feasibility på systemet, altså en helhetlig tredjemannsvurdering av løsningen vår.

Veien fra ideen til bedrift har vært smalhans for gründerne som startet med to tomme hender.

– Man kommer ingen vei uten noe kapital. Heldigvis tar Norge innovasjon og nyskaping på alvor, og etter hvert var vi så heldige å få MAROFF-støtte, uten dette hadde vi ikke vært der vi er i dag.

Den lille gründerbedriften har allerede vunnet flere innovasjonspriser og gir full gass fremover. Hovedmålet nå er å få bøya i vannet og se første overføring skje. På sikt kan det bli mange.

– Det er behov for 260 slike enheter i Øst-Asia, Karibia og Europa neste 10-15 årene. Det er betydelig markedspotensial for systemet vårt der ute, sier Christophersen.

Denne artikkelen er levert av MAROFF (Maritim virksomhet og offshoreoperasjoner), som er Forskningsrådets innovasjonsprogram for verdiskapning i maritime næringer.

Flere saker fra Forskningsrådet:

Et datasenter i Sognefjorden kan fortelle når en låt spilles på radio i Europa, Canada, Japan og Australia

Løste utfordring som kjemikere har slitt med i 15 år

Digital byplanlegging skal spare energi og kostnader

Gjør fremtidens fabrikk mer effektiv