Hjelper rederier i riktig retning

Hvilke skip er best for miljøet, og hvor mye vil de koste? Norske forskere skal hjelpe rederiene med å investere i de skipene og den teknologien som er best for både økonomien og miljøet.

Publisert
Hva slags skip bør rederiene investere i? (Foto: Shutterstock)
Hva slags skip bør rederiene investere i? (Foto: Shutterstock)

MAROFF

Forskningsrådets program MAROFF støtter forskning og kunnskapsutvikling som skal bidra til innovasjon og miljøvennlig verdiskaping i de maritime næringer i Norge.

Om prosjektene

Prosjektet «Low Carbon Shipping» har støtte fra MAROFF 1.1.2010 til 31.12.2012

Prosjektleder er Magnus Strandmyr Eide ved Det Norske Veritas AS.

Les prosjektsammendrag i MAROFFs prosjektarkiv.
Se også prosjektets hjemmeside.
Se DNVs brosjyre om reduksjonskurvene.Prosjektet «Maritime Logistics Fleet Size and Mix – development of methods to improve SOT, based on SOR and SOR/SOT in other modes of transport» har støtte fra MAROFF fra 4.1.2010 til 31.12.2014.

Les prosjektsammendrag i MAROFFs prosjektarkiv.

Det nye prosjektet «Low Energy and Emission Design for Ships – LEEDS» har støtte fra MAROFF fra 2.1.2012 til 31.12.2016

Les prosjektsammendrag i MAROFFs prosjektarkiv.

Prosjektleder er Bjørn Egil Asbjørnslett ved Institutt for marin teknikk ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU).

Skipsfarten kan bli mer miljøvennlig gjennom at rederiene bruker skip som er designet slik at de bruker mindre drivstoff eller har teknologi som gjør at de kan bruke mer miljøvennlige energikilder.

Forskningsrådets program MAROFF støtter flere prosjekter som skal bidra til at skipsfarten blir mer energieffektiv. I to av prosjektene jobber forskere med å utvikle nye og bedre verktøy for beslutningsstøtte som vil være til nytte for rederiene når de skal investere i nye skip og ny teknologi.

Det ene verktøyet skal hjelpe rederiene med å velge hvilke miljøtiltak det lønner seg å investere i når de ser på kostnadene gjennom hele livsløpet til skipet.

Det andre skal hjelpe rederiene med å finne ut hva som er den beste flåtesammensetningen med hensyn til kostnader, noe som indirekte gir miljøgevinst siden drivstoffkostnadene er den største enkeltkostnaden.

Reduksjonskurver

Ifølge Det Norske Veritas (DNV) står skipsfarten for tre prosent av utslippet av drivhusgasser, spesielt karbondioksid (CO2), og bidrar på den måten til global oppvarming.

Det er ventet at flåten og dermed også utslippene vil øke, og FNs sjøfartsorganisasjon IMO (International Maritime Organization) jobber med å få på plass nye retningslinjer for utslipp.

DNV har laget såkalte reduksjonskurver som viser hva ulike miljøtiltak vil koste og hvor stor reduksjonen i utslipp av CO2 blir med ulike tiltak fra mot 2030.

DNVs reduksjonskurve som viser reduksjon i utslipp av CO2 og kostnaden ved å gjennomføre ulike tiltak på flåten i 2030. Bredden på hver stolpe viser potensialet tiltaket har for å redusere CO2-utslippene for verdensflåten sammenliknet med grunnlinjen når man antar at tiltakene til venstre er gjennomført. Høyden på hver stolpe viser gjennomsnittlig marginalkostnad for å unngå ett tonn CO2-utslipp gjennom tiltaket. Der stolpene krysser X-aksen gir tiltakene netto kostnad istedenfor netto kostnadsreduksjon. (Foto: (Figur: DNV))
DNVs reduksjonskurve som viser reduksjon i utslipp av CO2 og kostnaden ved å gjennomføre ulike tiltak på flåten i 2030. Bredden på hver stolpe viser potensialet tiltaket har for å redusere CO2-utslippene for verdensflåten sammenliknet med grunnlinjen når man antar at tiltakene til venstre er gjennomført. Høyden på hver stolpe viser gjennomsnittlig marginalkostnad for å unngå ett tonn CO2-utslipp gjennom tiltaket. Der stolpene krysser X-aksen gir tiltakene netto kostnad istedenfor netto kostnadsreduksjon. (Foto: (Figur: DNV))

De har sett på både tekniske og operative tiltak. Tekniske tiltak omfatter for eksempel å optimalisere designen til skroget, bruk av ulike systemer for energilagring om bord og muligheten for bruke drivstoff som gir lavere utslipp.

Operative tiltak kan være valg av transportrute og motorkraft.

– Mange av de mest kostnadseffektive tiltakene er operative, men det finnes ikke noe enkelttiltak som peker seg ut for å redusere utslippene. Man må gjennomføre en rekke tiltak for å få betydelig reduksjon, sier Magnus Strandmyr Eide i DNV.

– Kurvene viser at det å stabilisere utslippene på dagens nivå er mulig med moderate kostnader, noe som kan kompensere for større flåter. Det er imidlertid vanskelig å få til betydelige reduksjoner utover dagens nivå.

Økt bevissthet

Magnus Strandmyr Eide. (Foto: DNV)
Magnus Strandmyr Eide. (Foto: DNV)

DNVs reduksjonskurver skal bidra til å øke bevisstheten og kunnskapen om mulighetene som finnes for å spare drivstoff og redusere utslippene. Målet er rederiene i større grad skal ta i bruk disse mulighetene.

Forskningen skal resultere i kunnskap og verktøy til nytte for både rederinæringen og de som lager retningslinjer for utslipp, slik som IMO. For å sikre den praktiske relevansen for forskningen samarbeider DNV tett med rederiet Grieg Star i prosjektet.

– Vi simulerer livsløpet til skipet. Vi beregner hvilke ekstra kostnader rederiene får når de kjøper et skip og hva det koster å drifte det over 25–30 år slik at de ser hva kan de spare ved å investere i miljøtiltak, sier Eide.

– Å investere i teknologi som gjør at de kan gå over til LNG-drift, det vil si flytende naturgass, for å redusere utslippene, kan for eksempel gi en økning i kjøpspris på ti prosent.

– Ting man kan gjøre med skroget for å få bedre tilstrømming til propellen, kan være en lavere ekstrainvestering på noen hundre tusen dollar. Disse investeringene må betale seg gjennom reduserte drivstoffkostnader i skipets levetid.

Barrierer i rederinæringen

Sammen med Norges Rederiforbund har DNV gjennomført en spørreundersøkelse blant redere i Norge for å finne ut hva de mener hindrer gjennomføringen av miljøtiltak som er vist å ha effekt og som er kostnadseffektive. Det er det ingen som har undersøkt tidligere.

– De opplever at det er betydelige ikke-økonomiske barrierer. Det handler blant annet om kompleksitet ved å ta i bruk for eksempel LNG og usikkerhet med hensyn til pålitelighet og sikkerhet ved bruk av LNG, forteller Eide.

Eide understreker at det er slik rederne opplever det, ikke slik det nødvendigvis er.

– Undersøkelsen bekrefter det vi har hatt mistanke om, at tiltak som går på operativ fase som å avpasse fart, har lavere barrierer, mens store tekniske investeringer har høyere barrierer. Vi vil jobbe videre med strategier for å overkomme barrierene, sier Eide.

Flåteanalyse

Ved NTNU jobber Bjørn E. Asbjørnslett og hans kolleger med å se på hva slags flåtesammensetning et rederi bør ha for å få mest mulig optimal drift også med hensyn til energibruk.

– Vi utvikler nye metoder for flåteanalyse. Dette skal hjelpe rederiene med å beregne hva som er det beste antall og kombinasjon av skip for at de skal kunne løse de transportoppgavene de har framover, forklarer Asbjørnslett.

Han forteller at de nå tester metoden hos Wallenius Wilhelmsen Logistics for å se om den fungerer i praksis på større flåter av skip i reelle transportnettverk.

I modellen tar forskerne inn parametere som etterspørselen etter transporttjenester for den gitte type skip, størrelse på skipet, lastekapasitet, utforming av skroget, utslipp, hastighet, energiforbruk og type drivstoff.

– Rederiene må møte kravene til utslipp, men det primære målet deres å redusere kostnadene mest mulig. Med de høye drivstoffprisene vi har nå, lønner det seg imidlertid å drive energieffektivt og miljøvennlig, sier Asbjørnslett.

Raske analyser

Bjørn E. Asbjørnslett. (Foto: NTNU)
Bjørn E. Asbjørnslett. (Foto: NTNU)

Modellen kan hjelpe rederiene til å se om det lønner seg å investere i mer miljøvennlige tiltak på skipene og hva som er en kostnadsoptimal flåte av skip i det markedet rederiene skal operere i.

– En fordel ved metoden og modellen er at den regner raskt. Tidligere måtte rederiene tenke nøye gjennom hvilke data de skulle putte inn i modellene siden beregningene tok lang tid.

– Nå får de resultatene i løpet av sekunder, slik at de kan forberede, analysere og vurdere flere datasett og se hvordan det å endre en eller flere parametere påvirker svaret, forteller Asbjørnslett.

– Vi tror det kommer økte miljøkrav. Ved hjelp av vår metode kan vi se på hvordan det påvirker flåten. Vi kan simulere langt inn framtida og få en veldig konkret forståelse av hva ny teknologi kan bety.

– Vi ser blant annet på energiforbruk og tilhørende utslipp av klimagasser fra en flåte av skip ut fra det transportarbeidet den utfører.

Ved NTNU jobber de nå videre med å kvalitetssikre modellen og å finne ut av hvordan rederiene kan ta den i bruk som beslutningsstøtte. Siden grunnlinjen for energibruk bestemmes av skipsdesign, jobber Asbjørnslett i et nytt prosjekt der de utvikler nytt design av skip og skipssystemer som gjør at energiforbruk og utslipp blir lavest mulig.

Trenger så rederiene verktøyene fra både DNV og NTNU?

– Ethvert verktøy eller modell vil være egnet til å besvare et begrenset sett av spørsmål. Det er en styrke å angripe vanskelige, praktiske problemstillinger med flere modeller, sier Eide i DNV og får støtte av Asbjørnslett.