Lager modulbasert bulkskip for nullutslipp

Med Maroff-støtte på 12 millioner kroner fra Forskningsrådet utvikler Vard Engineering «Zero Coaster» for trafikk over lengre strekninger.

Regjeringen bevilget ekstramidler til grønn flåtefornyelse som del av koronatiltakene. Zero Coaster skal være svaret på det og kjøres som et pilotprosjekt i Grønt skipsfartsprogram (GSP).

Flåtefornyelse

Norge har over 150 skip i nærskipsflåten med en gjennomsnittsalder på 28-30 år. De forurenser mest og minst 100 av dem må byttes ut innen 2030.

Målet i pilotprosjektet er å ha et design og konsept klar for å sende ut på anbud mot slutten av 2021, bygging i 2022 og levering i 2023. I løpet av første kvartal til tredje kvartal 2021 vil prosjektet følge to løp som skal løse utfordringen med flåtefornyelse:

1. Optimalisere design – utvikle fartøy
2. Definere teknisk ramme som omfavner redere, lasteiere/chartrere – finne riktige størrelser

Vard Engineering har fått med seg ABB, HK Shipping, Sintef Ocean, Trosvik Maritime (tidligere Vard Brevik), Flowchange og DNV GL i prosjektet.

Som modell for Zero Coaster, bruker prosjektet HK Shipping og deres behov for et bulkskip som har en rekkevidde tilsvarende fra Norge til kontinentet, kanskje så langt som til Gibraltar.

Det må kunne ta ulike typer last med forskjellig egenvekt slik at det er sikret last begge veier. HK Shipping disponerer i dag en flåte på 22 skip innen nærskipsfrakt langs kysten og til kontinentet.

Plug’n play

Med et modulbasert prinsipp er det opp til rederi og verft å velge mellom ulike typer framdriftssystem og drivstoff. Alt sammen er montert i en container og skal i prinsippet være «plug and play».

Ettersom det er modulbasert, kan containeren byttes ut med et annet drivstoff og system etter hvert som lav- og nullutslippsteknologien utvikles.

– På grunn av rekkevidde og manglende tilgjengelighet på nullutslippsalternativer i dag, må rederiet kanskje begynne med et lavutslippsdrivstoff og kunne skifte ut når teknologi og drivstoff er tilgjengelig, sier Andreas Buskop, daglig leder i Vard Engineering i Brevik.

Kompromisser

Bulkskipet kan være mellom 2.000 og 8.000 dødvekttonn. Prosjektet baserer seg på at skrog, lasterom og overbygg kan skaleres og bygges etter moduler. Det betyr at det ikke må lages nye, unike tegning og skreddersydde løsninger for alt om bord.

– Det må gjøres noen kompromisser når vi skal standardisere for å kunne få ned byggekostnader, sier Buskop.

Sammen med Sintef Ocean skal Vard Engineering utvikle nye verktøy og metoder for å kunne simulere mange tusen variabler før valg gjøres og modell testes i basseng og slepetank. Det gjelder alt fra lengde, bredde, hastighet, stabilitet, energibruk, oppførsel i vannet, lastenivå, dypgang.

Gevinster

Energieffektivitet er en nøkkel når drivstoffet er dyrt eller vanskelig tilgjengelig. I Zero Coaster-prosjektet har de lagt inn bruk av vindturbin som virker både mens skipet seiler og mens det ligger i ro. En Flettner-rotor virker kun under seilas. Solceller på tilgjengelige flater gir også et bidrag.

I et regnestykke satt opp for et skip som har 311 nautiske mil seilas og 40 timers transporteteappe, er energibehovet 22 - 50 MWh i energi, avhengig av vær, vind, last og andre variabler.

Vindturbin kan gi cirka 120 kW, solceller 110 kW og varmegjenvinning rundt 60 kW. Fartsreduksjon og tilpassing av skrog fra 10 til 8 knop, betyr 450 kW. Skrogvinger (Wavefoil) kan også gi noen prosent gevinst, ikke minst ved å redusere rull og stamp.

– Mange ulike tiltak er med og drar energieffektiviteten opp og forbruket ned. Det er verktøy vi må bruke, sier Buskop.

Klyngefordel

Prosjektet ser at flere land enn Norge sliter med en gammel nærskipsflåte.

– Vi sikter mot det internasjonale markedet også, det er ikke bare i Norge nærskipsflåten er rundt 28-30 år, sier Buskop.

Han sier at det norske klyngesamarbeidet gir prosjektet det momentet som trengs.

– Med et virkemiddelapparat som spiller på lag, myndigheter som setter krav og partnere som jobber godt sammen og utfyller hverandre, vil vi lykkes, sier Buskop.

I prosjektet skal ABB stå for energisystemer og framdriftsteknologi. Flowchange er eksperter på logistikkhåndtering. Etter at Vard la ned sitt verft i Brevik, har en gruppe ansatte og nye investorer stablet er nytt selskap på beina på samme tomt og område: Trosvik Maritime. Selskapet skal stå som integrator og containerisere framdrifts- og drivstoffsystem. De ser også muligheter for å kunne tilby dette som et livssyklussystem med vedlikehold og oppgradering sammen med energiselskaper.

Bygger på GSP

Vard Engineering er også med på et annet pilotprosjekt i Grønt skipsfartsprogram (GSP). Målet der er å utvikle et hydrogendrevet bulkskip på 5.000 tonn som skal gå mellom Østlandet og Rogaland. Felleskjøpet Agri og Heidelberg jobbet i et par år med tanken om å løse et felles transportbehov med lavere utslipp.

Mens Heidelberg Cement og datterselskapet Norstone frakter stein, pukk og andre byggematerialer fra Vestlandet til Oslo-området, har Felleskjøpet behov for å sende korn motsatt vei. Ved å benytte samme skip, utnyttes fraktkapasiteten. De gikk inn for å gjøre jobben med et nullutslippskip og satte mål om å klare det innen 2023.

Vard Engineering har tenkt moduler for å spare penger og tid. Ved å bygge opp forskip, akterskip, lasteområde og akterskip i moduler, trenger man ikke å lage nye arbeidstegninger hver gang. I tillegg kan framdriftssystem bygges i containere som kan byttes ut når ny teknologi og drivstoffer tilgjengelig.

Grønt bidrag

Teknisk direktør Marius Øverland i Trosvik Maritime sier at det nye selskapet har en uttalt strategi om å gjøre en forskjell innenfor det grønne, maritime skiftet.

– Zero coaster-prosjektet er helt i tråd med dette, og sammen med sterke prosjektpartnere skal vi utvikle gode bærekraftige løsninger for nærskipsfart spesielt og maritim næring generelt, sier Øverland.

Markedssjef Trond Johnsen i Sintef Ocean mener at dette prosjektet er viktig i arbeidet med flåtefornyelse.

– I dette prosjektet er det ikke bare nullutslipps-teknologi i fokus, men også kostnadseffektivitet i skipsbygging og fleksibilitet i drift. Skalering av teknologien til større skip og markeder er minst like avhengig av reduksjon i kommersiell risiko som i teknologisk risiko, noe Zero Coaster-prosjektet viser på en god måte, sier Johnsen.

Han påpeker også at interessen for Heidelberg/Felleskjøpet-anbudet viser at mange allerede er klare for å ta det neste steget til nullutslipp kystbulkskip.

– Skipsteknologien skal vi få på plass, så får energipolitikken sørge for tilstrekkelig grønn drivstoffproduksjon, sier Johnsen til TU.

DNV GL ser prosjektet som en god syretest på nye designregler for bruk av hydrogen og amoniakk som drivstoff på skip.

– For oss er det også viktig å bidra til å videreutvikle og sikre kontinuitet i den nasjonale, maritime kompetansen, som igjen er grunnlaget for vår sterke internasjonale posisjon, sier Morten Løvstad, direktør med ansvar for bulkskip i DNV GL.

Gamle og ineffektive

Innenriks skipsfart står for cirka ni prosent av Norges totale klimagassutslipp. Uten drastiske tiltak vil disse utslippene øke med 40 prosent innen 2040.

Den maritime næringen har selv påpekt hvor viktig det er å fornye nærskipsflåten der en foruroligende stor andel er på 40 år og drar gjennomsnittsalderen opp i rundt 30 år. Jo eldre, desto større utslipp og lavere energieffektivitet.

Rederiene har imidlertid dårlig likviditet og har pekt på flere tiltak for å kunne fornye flåten. Regjeringen møter noe av forslagene med korona-midler.

Fleksibilitet og risiko

Rederiene ønsker å investere i nye skip, ifølge en Menon-rapport. Usikkerhet om framtidas drivstoff og teknologi bidrar til at selv de lønnsomme rederiene nøler med å kontrahere.

Derfor kan et modulbasert skip som Zerocoaster gjøre avgjørelsen mindre risikabel.

Målt i tonn/km fraktet gods, er sjøveien opp mot 100 ganger mer energieffektivt enn frakt med lastebil. Kystflåten står for 48 prosent av all sjøtransport og slipper ut 292.797 tonn CO₂ årlig, ifølge DNV GLs siste beregninger. Lasteskipene står for rundt 40 prosent av CO₂-utslipp fra skipssektoren.

Innenriks skipsfart står for cirka ni prosent av Norges totale klimagassutslipp. Uten drastiske tiltak vil disse utslippene øke med 40 prosent innen 2040.