Innen 2020 må alle skip kutte svovelutslippene. Dette skipet seiler med en mulig løsning

TRONDHEIM: Det er bare å innse at ikke alle skip kan seile elektrisk på ren norsk vannkraft eller naturgass. Rederiet Solvang konkurrerer med hundrevis av andre LPG-skip om lasten. Alle bruker tungolje. Men internasjonale krav til lavsvovel og mindre nitrogenutslipp tvinger rederiene til å ta i bruk annet drivstoff, nye motorer eller nye renseteknologi.

Sammen med utstyrsleverandør Wärtsilä og rederiet Solvang, jobber Sintef Ocean med å finne bedre rensemetoder for eksosutslipp fra skip drevet med tung bunkersolje.

Teknologien testes både i laboratoriet og om bord på LPG-skipet Clipper Harald.

Solvang har nå bestilt fire nye 21.000 m3 etylen-skip som får den nye renseteknologien. Hvert av dem vil redusere NOx-utslippene med opptil 500-600 tonn årlig.

De skal leveres i løpet av de tre første kvartal i 2019.

I tillegg har rederiet fem skip i flåten med eksosgassrensing. De kan også bygges om til også å redusere NOx-utslippene.

• Les også: Denne båten kan bli en «game changer»

Tungolje i mange år

- De nye skipene blir svært energieffektive og verdens første etylenskip som går på tungolje og tilfredsstiller IMOs strenge utslippskrav, sier flåtedirektør Tor Øyvind Ask i Solvang.

Sammenlignet med forrige generasjon etylenskip, vil de fire nye ha 30 prosent lavere drivstofforbruk og CO₂-utslipp. Målingen gjelder i gram drivstoff per tonn last x distanse. NO_x-utslipp blir 80 prosent lavere, svovelutslippene nesten totalt fjernet og sotpartikler er redusert med 80-90 prosent.

De aller fleste av verdens 55.000 store skip benytter tungolje som drivstoff til dieselmotorene. En stor skipsmotor har en virkningsgrad på cirka 50 prosent ut på propellen og er dermed det mest energieffektive framdriftsmaskineriet som i dag finnes på denne typen skip. Dette er også bekreftet ved studier i Smart Maritim-regi hvor også hybrid løsninger var inkludert.

Skipsfarten kommer til å holde på motorene i mange år fortsatt, selv om også International Chamber of Shipping sier at bunkersetterspørselen vil falle dramatisk fra 2030 og fram mot 2050.

Fullskala

I Trondheim blir nytt utstyr testet i fullskala i energi- og maskinlaboratoriet til Sintef Ocean på Tyholt. Teknologien bygger på utstyr fra Wärtsilä i Moss og utvikles sammen med Sintef-forskere og gasskipsrederiet Solvang.

Seniorforsker Per Magne Einang ved Sintef Ocean er tydelig på at det aller beste hadde vært om vi kunne seile med nullutslippsteknologi på alle skip.

Ved forbrenning av tungolje i skipsmotorer, følger både nitrogenoksider, svovel, partikler og CO2.

- Med eksosrensing kan vi fjerne det meste av nitrogenoksider, svovel og partikler, sier Einang.

Det tar mange år før lavutslipps- eller nullutslippsløsninger blir rådende.

- Inntil det er tilgjengelig også for «deep sea», altså havgående skip, må vi prøve å gjøre mest mulig for å utvikle renseteknologien, sier Einang.

Han leder også SFI (Senter for forskningsdrevet innovasjon) Smart Maritime.

SFI-en Smart Maritime skal finne løsninger for å øke energieffektiviteten og redusere utslipp fra skip. Løsningene skal bidra til å styrke norsk maritim næring.

• Problem ble nytt produkt: Bygger flytebrygge med batteribank for elektriske turistbåter

Store investeringer

SFI Smart Maritime ble etablert i 2015, ledes av Sintef Ocean (eks Marintek) og skal holde det gående til 2023 med 96 millioner kroner i støtte fra Forskningsrådet.

Rederiet Solvang er med og har gjort flere tiltak for å redusere utslipp og øke effektiviteten.

Flåtedirektør Tor Øyvind Ask i Solvang sier at en sentral del av driften er et egenutviklet «vessel performance monitoring system».

- Systemet sikrer at vi til enhver tid kan sørge for at skipene drives så energieffektivt som mulig. Hver måned blir energieffektiviteten til det enkelte skip sammenlignet med søsterskipene. Vi får en konkurranse om å kjøre mest miljøvennlig og kostnadsoptimalt. Det gir oss også muligheten til å verifisere og dokumentere effekten av alle tiltak vi gjør, sier Ask til TU.

Solvang investerer millioner av dollar på de fire nybyggene for å gjøre skipene mest mulig energieffektive og miljøvennlige.

Det er alt fra nye skrogformer, utvidede modellforsøk for å finne optimal trim, mer effektive kjøle- og lensevannsystem, effektive propell-løsninger og varmegjenvinning (heat recovery-systemer) samt noen andre tiltak.

- På nybyggene har vi gått gjennom og vurdert alle typer systemer med hensyn på driftsoptimalisering og sett hvor vi kan få opp energieffektivitet, som er hovedparameteren når vi velger tekniske løsninger, sier Ask til TU.

• Knallhard kamp om autonomi-tronen: Hevder Finland har overtak på Norge (Ekstra)

IMO-krav i 2020

Reglene for utslipp fra skip reguleres gjennom FN-organet IMO. Fra 2020 er det krav om at alle skip skal ha maksimalt 0,5 prosent svovel i drivstoff eller ut gjennom eksosen. Innenfor ECA-områdene (Emission Control Area), skal svovelinnholdet være under 0,1 prosent.

Da kan rederiene velge om de vil bruke marin diesel med lavt svovelinnhold, bruke LNG dersom de har gassmotor, eller rense med scrubbersystem. IMO stiller også krav til maksimalt utslipp av nitrogenoksider gjennom Tier III-avtalen. Den gjelder for skip bygget etter 2016 og som skal seile innenfor ECA-områdene.

Seniorforsker Einang tror veldig mange rederier i 2020 vil velge å bruke tungolje på grunn av pris. I så fall må de inn med renseteknologi.

IMO har varslet at skip som ikke tilfredsstiller svovel-kravene kan bli erklært «ikke sjødyktig». Det kan medføre omfattende problemer for rederier som ikke etterlever reglene. Forsikringen gjelder ikke og skipet nektes å seile.

• Hevder katamaranen skremmer både mannskap og passasjerer: Krever at det norske verftet kjøper den tilbake

Eksos-vask

Wärtsilä har i mange år jobbet med å utvikle scrubbersystem – både lukket og åpent – for å vaske ut svovel fra eksos mens sykloner fjerner partikler.

Solvang har i tillegg utviklet og designet sitt EGR-system. EGR (Exhaust gas recirculation) reduserer NO_x -utslippene slik at kravene i IMO Tier III tilfredsstilles.

Arbeidet med det startet før Smart industri ble etablert, men seinere tatt inn og testet hos Sintef i Trondheim.

- Vi må utvikle best mulig teknologi for å minske skadene av tungolje, sier Einang.

Flåtedirektør Tor Øyvind Ask i Solvang sier at de har testet teknologien på Clipper Harald i to år og har nå bestilt fire nye skip med de nyeste versjoner av scrubbere kombinert med lavtrykks EGR.

- For Solvang gjelder det å overleve i internasjonal konkurranse. Vi er innstilt på å gjøre det vi kan for å få ned våre utslipp. Det gjør vi ved å bruke tungolje som drivstoff og rense eksosen. Dette gjør at vi ikke bare tilfredsstiller alle nye miljøkrav og derved gjør shipping mye grønnere, men vi gjør det på en svært kostnadseffektiv måte, sier Ask.

Han sier at en annen grunn til å velge tungolje kombinert med eksosgassrensing, er at tungolje teknisk sett er et meget godt og enkelt drivstoff.

- Det gir lave vedlikeholdskostnader, det er et sikkert drivstoff og har høy energitetthet. Det sikrer lang rekkevidde for skipene, sier Ask.

Han sier at Solvang også har vurderte LNG/LPG-drift, men ser at logistikkutfordringene er for store.

På den siste serien skip vurderte Solvang også batteripakker, men mente at systemene allerede er veldig optimale. Gevinst av batterier ville være svært marginal og investeringene store.

- Tungolje er tilgjengelig over hele verden. Ser en på hele energikjeden «well til propell», gir denne løsningen også lavere CO2-utslipp enn bruk av lavsvovel dieselolje, hevder Ask.

- Spørsmålet er ikke hvilket drivstoff en bruker, men hvordan det blir brukt, sier Ask.

To års testing

LPG-tankeren Clipper Harald har i to år testet scrubber og EGR. Så langt viser det at 67 prosent av NO_x -utslippene er fjernet.

Testing og installasjon av EGR skjer i samarbeid mellom Smart Maritime, Wärtsilä og Statoil, som har chartret skipet.

Sammen med tidligere oppgradering av motorer i 2008, er nå NO_x-utslippene redusert med 80 prosent. Det tilsvarer 120 tonn mindre NO_x -utslipp for skipet, om lag det samme som utslipp fra 100.000 biler.

Clipper Harald er chartret av Statoil. Hver tur mellom Statoils anlegg på Kårstø og til Rafnes i Telemark, transporterer skipet petroleumsgass (LPG) tilsvarende 250 tankbillass, eller 25.000-30.000 lass årlig.

EGR-utstyret har ifølge Solvang ikke medført merkbar økning i drivstofforbruket.

Solvang og Sintef Ocean er i gang med ytterligere forbedringer av systemet om bord i Clipper Harald.

- Vi tester en modifisert utgave av EGR-systemet slik at vi kan redusere NOx-utslippene ytterligere. Målet er å komme under Tier III-nivå også på Clipper Harald. Sintef Ocean skal igjen om bord og verifisere utslippsreduksjonene, forteller Ask.

Solvang har også forberedt installasjon av den nye EGR-teknologien i fem eldre skip som allerede har scrubber om bord.

• Les også: Fire aktuelle leverandører under lupen til det som kan bli verdens første hydrogenferge (Ekstra)

Tre-fire prosent

De seiler lengre distanser enn Clipper Harald og vil ha større gevinst på utslippsfronten. Hvert av skipene har et potensial til å redusere NO_x -utslippene med 200-400 tonn per skip. Med seks skip i flåten, betyr det at Solvang kan redusere sine NOx-utslipp med 1.100-1.950 tonn per år.

Ifølge DNV GL slipper den norske innenriksflåten ut 52.000 tonn NO_x i året. Solvang kan med andre ord redusere sine NO_x -utslipp tilsvarende 3-4 prosent av norsk innenriks skipsfart. Nå seiler Solvang i hovedsak utenfor Norges grenser, men det gir et bilde av potensialet.

NO_x bidrar til store helseproblemer. På verdensbasis er det beregnet at en halv million mennesker dør for tidlig på grunn av utslipp fra skipsfart. Tilsvarende tall for Norge er på 1.500 mennesker.