LNG (Liquefied Natural Gas) som drivmedel för fartyg i Östersjöregionen Nulägesbeskrivning och framtidsspekulation Christina Palmén Högskolan på Åland serienummer 19/2013 Sjöfart Mariehamn 2013 ISSN 1458-1531
Förord Detta examensarbete är den avslutande delen i Sjökaptensutbildningen vid Högskolan på Åland. Arbetet består av 15 studiepoäng, vilket motsvarar 10 veckors heltidsarbete. Jag vill tacka Lisa Andrömsstiftelse och Zonta International, stiftelsen Hilda och Gustaf Eriksons samt Gustaf Adolf Eriksons understödsfond, samt Signe och Olof Wallenius stiftelse som tilldelat mig stipendium och därmed möjliggjort studiebesök samt deltagande i mässor och seminarier. Arbetet hade varit omöjligt att göra utan de kontakter jag haft med branschfolk som svarat på mina frågor samt kommit med förslag till innehåll och struktur på arbetet. Tack till alla er! Speciellt önskar jag tacka: Henrik Ringbom och Roel Hoenders på EMSA, André Sjöström och Lars Janlöv samt Ronny Hindersson på Alandia Marine, Lars-Ove Börjesson och Hans- Göran Pedersen ombord inspektionsfartyget M/S Hamnen, Elias Wästberg vid Göteborgs Hamn, Olof Widén och Bernt Bergman vid Rederierna i Finland, Mattias Rust på Världsnaturfonden WWF, Selma Bengtsson vid Chalmers tekniska högskola, Sten Sundberg på Trafi, Christer Sandqvist vid ÅF, Jörgen Mansnerus på Bore, Tomas Lindqvist på Rederiaktiebolaget Gustaf Erikson, Christer Johansson på Godby Shipping, Daniel Olsén på Eckerökoncernen, de sjömän som deltagit i intervjuer. Jag vill även rikta ett tack till Tuula Kallio som har rekommenderat material och kontakter samt gett konstruktiv kritik. Och Mona Malm som korrekturläst arbetet. Tack även till Suzanne Donner, bibliotekschef för Högskolan på Åland. Slutligen vill jag tacka min handledare Henrik Nordlund som bistått med material, kontakter och vägledning under hela arbetets gång. Tack också till Erik Hemming som gjort språkgranskning. Mariehamn, maj 2013 Christina Palmén
Examensarbete Högskolan på Åland Utbildningsprogram: Författare: Arbetets namn: Handledare: Uppdragsgivare: Sjöfart Christina Palmén LNG (Liquefied Natural Gas) som drivmedel för fartyg i Östersjöregionen Nulägesbeskrivning och framtidsspekulation Henrik Nordlund Abstrakt: Som ett led i att minska sjöfartens negativa påverkan på miljö och människors hälsa har den internationella sjöfartsorganisationen IMO (International Maritime Organization) antagit gränsvärden för utsläpp av SOx och NOx. Idag är det globala gränsvärdet för innehåll av svavel i marina bränslen 3,5 viktprocent. Inom ECA/SECA-områden (Emission Control Area/Sulphur Emission Control Area), dit bland annat Östersjön, Nordsjön och Engelska kanalen hör, gäller idag gränsvärdet 1,0 viktprocent svavel. Den 1 januari 2015 träder strängare krav i kraft. Från och med det datumet ska fartyg som opererar inom ECA/SECAområden använda bränsle som innehåller högst 0,1 procent svavel eller ha teknisk utrustning som renar avgaserna till motsvarande nivå. De nya utsläppskraven tvingar alla sjöfartsaktörer som opererar på ECA/SECA-områden att se på alternativa lösningar till den bunkerolja som används idag. Förutom kommande bestämmelser som reglerar sjöfartens miljöpåverkan bidrar även stigande oljepriser och sinande reserver till ökat intresse för alternativa bränslekällor. LNG (Liquefied Natural Gas), flytande naturgas, är ett bränsle som tar allt större plats i debatten om framtida drivmedel för fartyg. Jämfört med andra fossila bränslen ger LNG lägre utsläpp av NO x, SO x, CO 2 och partiklar. Syftet med arbetet är att ge en nulägesbeskrivning av debatten som pågår idag gällande LNG som drivmedel för fartyg samt presentera framtidsspekulationer kring huruvida LNG kommer att användas som drivmedel för fartyg i Östersjöregionen. Att vi kommer få se fler LNG-drivna fartyg i Östersjöregionen råder det inga tvivel om. Frågan är i vilken utsträckning och hur snabbt. Nyckelord (sökord): LNG, Liquefied Natural Gas, Naturgas, SECA, ECA Högskolans serienummer: ISSN: Språk: Sidantal: 2013:19 1458-1531 Svenska 82 Inlämningsdatum: Presentationsdatum: Datum för godkännande: 24.5.2013 17.05.2013 24.5.2013
Degree Thesis Högskolan på Åland / Åland University of Applied Sciences Study program: Author: Title: Academic Supervisor: Technical Supervisor: Navigation Christina Palmén LNG (Liquefied Natural Gas) as Fuel for Ships in the Baltic Sea Region - Current Situation and Future Outlook Henrik Nordlund Abstract: As part of the efforts to reduce the negative impact from shipping on the environment and human health, the International Maritime Organization (IMO) has adopted limits on SO x and NO x emissions. Today, the global limit for sulphur content in marine fuels is 3.5 per cent by weight. Sulphur content allowed in Emission Control Areas/Sulphur Emission Control Areas (ECA/SECA), for example the Baltic Sea, the North Sea and the English Channel, is 1.0 per cent by weight. More stringent requirements will apply as of 1 January 2015. From that date, vessels operating in ECA/SECA have to use fuel containing no more than 0.1 per cent sulphur or have equipment that purifies the exhaust gas to an equivalent level. The new emission regulations force all maritime actors operating in ECA/SECA to look at alternative solutions to the bunker fuel used today. In addition to forthcoming regulations governing the environmental impact of shipping, rising oil prices and dwindling reserves also contribute to increased interest in alternative fuel sources. LNG (Liquefied Natural Gas) is a fuel that is taking more space in the debate on future fuel for ships. Compared to other fossil fuels LNG produces lower emissions of NO x, SO x, CO 2 and particulates. The purpose of this thesis is to provide a current status report of the debate going on today regarding LNG as fuel for ships and present future speculation about whether LNG will be used as fuel for ships in the Baltic Sea region. There is no doubt that we will see more LNG-fuelled ships in the Baltic region. The question is to what extent and how fast. Key words: LNG, Liquefied Natural Gas, Natural Gas, SECA, ECA Serial number: ISSN: Language: Number of pages: 2013:19 1458-1531 Swedish 82 Handed in: Date of presentation: Approved on: 24.5.2013 17.05.2013 24.5.2013
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 INLEDNING... 7 1.1 Syfte... 8 1.2 Material och metod... 8 1.3 Arbetets disposition... 9 1.4 Avgränsningar... 10 2 BAKGRUND... 11 2.1 Sjöfartens miljöpåverkan genom utsläpp till luft... 11 2.2 Östersjöns miljösituation... 13 2.3 Regler för sjöfartens utsläpp till luft... 14 2.4 Sjöfartens gränsvärden och regelverk för utsläpp av SO x och NO x... 17 2.5 Kontroll och straff... 18 3 LNG som drivmedel för fartyg... 20 3.1 Vad är LNG?... 20 3.2 Varför är LNG aktuellt som drivmedel för fartyg idag?... 21 3.3 LNG som drivmedel för fartyg olika aspekter... 22 4 Hönan och ägget infrastruktur och fartyg... 26 4.1 Infrastruktur... 26 4.2 Bunkring av LNG... 27 4.3 Fartyg... 28 4.4 Förväntad efterfrågan på LNG som energikälla och drivmedel för fartyg... 34 4.5 Förväntad prisutveckling för fartygsbränsle... 35 5 Aktörer inom sjöfart åsikter om LNG och framtiden... 38 5.1 Rederier... 38 5.2 Hamnar... 44 5.3 Forskning, projekt, samarbeten och konsulter... 47 5.4 Rapporter... 52 5.5 Myndigheter och organisationer... 54 5.6 Försäkring... 61 5.7 Klassningssällskap... 62 5.8 Leverantörer... 63 5.9 Sjömän... 65 6 Diskussion och sammanfattning... 68 6.1 LNG som drivmedel för fartyg... 68 6.2 Hönan och ägget infrastruktur och satsning på LNG-drivna fartyg... 69 6.3 Aktörer inom sjöfart, deras syn på framtiden... 69 6.4 Metoddiskussion och källkritik... 70 7 Slutsatser Nulägesbeskrivning och framtidsspekulation... 73 KÄLLFÖRTECKNING... 75
Ordlista Biogas förnybar energigas som framställs genom rötning av organiskt material Bunker benämning på fartygets drivmedel CO 2 koldioxid Depå plats där fartyg kan bunkra ( tanka ) drivmedel Destillat diesel och lätta eldningsoljor DF-motor Dual-fuel motor, flerbränslemotor ECA Emission Control Area EMSA European Maritime Safety Agency General cargo torrlastfartyg, fartyg där lastutrymmet är utformat för att bära olika typer av gods, fristående, förpackat eller palleterat. HFO Heavy Fuel Oil, kallas också för tjockolja och är det vanligaste drivmedlet för fartyg Hub plats där fartyg kan bunkra ( tanka ) drivmedel IEA International Energy Agency, ger bland annat prognoser för framtida bunkerpriser IGF Code International Code of Safety for Gas-Fuelled Ships IMO International Maritime Organisation LBG Liquefied Bio Gas, flytande biogas LNG Liquefied Natural Gas, flytande naturgas LPG Liquefied Petroleum Gas MARPOL International Convention for the Prevention of Pollution from Ships MDO Marine Diesel Oil MEPC The Marine Environment Protection Committee, IMO kommité med ansvar för miljöfrågor som rör sjöfarten MGO Marine Gas Oil NECA Nitrogen Emission Control Area NO x kväveoxider Offshorefartyg ett samlingsnamn för fartyg som arbetar inom offshoreindustrin ute till havs Pure gas engine renodlad gasmotor, motor som endast kan drivas med gas RoRo-fartyg RoRo (Roll on - Roll off), Fartyg där lasten rullas ombord på stora öppna däck, antingen på egna hjul eller förpackad på lastbärare som transporteras med trailers. RPM Rage Per Minute, varvtal Scrubber renar fartygets rökgaser från olika ämnen SECA Sulphur Emission Control Area
SO x svaveloxider Svaveldirektiv EU:s regler om gränsvärden för svavel som baserar sig på IMO:s regler TEN-T Trans-European Transport Network Torr-scrubber scrubber som renar avgaser med ett torrt ämne Våt-scrubber scrubber som renar avgaser med kemikalier och vatten
1 INLEDNING Det är ett privilegium att vara en del av sjöfarten i den spännande förändringstid vi nu upplever. För ja, mycket har hänt och mer kommer att ske de närmaste åren. Senast sjöfarten genomgick en stor förändring var vid första världskrigets slut då de maskindrivna fartygen kom för att stanna (Harberg, 1995). Min morfars bror, Knut Palmén, arbetade till sjöss i slutet av segelfartygens lysande epok. Han var en av de besättningsmän som tragiskt omkom då järnbarken Plus förliste vinternatten 14 december år 1933 vid Hetronklubb strax utanför Mariehamn (Kåhre & Kåhre, 1988). Knut fick aldrig uppleva hela övergången till maskindrivna fartyg. Nu, två generationer senare, får jag vara med om en otroligt kreativ tid inom sjöfarten då man söker efter alternativa drivmedel för att ersätta tjockolja, även kallat HFO (Heavy Fuel Oil). Intresset för alternativa drivmedel drivs på av allt fler bestämmelser som reglerar sjöfartens miljöpåverkan men även stigande oljepriser bidrar till det ökade intresset för alternativa bränslekällor. LNG (Liquefied Natural Gas), flytande naturgas, är ett bränsle som tar allt större plats i debatten om framtida drivmedel för fartyg. Jämfört med andra fossila bränslen ger LNG lägre utsläpp av NO x, SO x, CO 2 och partiklar. De som är verksamma inom sjöfartsklustret idag känner troligtvis av den ovisshet som speglar branschen. Utmaningarna är många och alternativ till lösningar desto fler. Det är en tid av stor kreativitet och innovativa lösningar men samtidigt en tid präglad av svåra beslut. Beslut som kommer vara avgörande för framtiden. LNG kan komma att spela en viktig roll i Östersjöregionen inom en snar framtid. Varför och på vilket sätt hoppas jag kunna ge svar på i detta arbete. Området är nytt för många och finns inte med i läroplanen för Sjökaptensutbildningen och får därför litet utrymme i undervisningen. Som en del av framtidens sjöfart ser jag det som en självklarhet att ha god kännedom om LNG. Jag valde därför att med mitt examensarbete studera och ta del av den intensiva debatt som idag pågår om LNG som drivmedel för fartyg, med fokus på Östersjöregionen. 7
1.1 Syfte Syftet med arbetet är att ge en nulägesbeskrivning av debatten som pågår idag gällande LNG som drivmedel för fartyg samt presentera framtidsspekulationer kring huruvida LNG kommer att användas som drivmedel för fartyg i Östersjöregionen. Förhoppningen är att arbetet kan fungera som ett verktyg för den som önskar sätta sig in i debatten gällande LNG som drivmedel för fartyg i Östersjöregionen. 1.2 Material och metod Metoder som använts är litteraturstudier, deltagande i mässor och seminarier, studiebesök samt intervjuer och samtal. Arbetet strävar till att ge en objektiv bild av ämnesområdet och därför har materialet till arbetet samlats från ett brett spektrum av källor. Med litteraturstudier innefattas främst; rapporter, vetenskapliga artiklar, tidningsartiklar, olika aktörers publikationer och hemsidor, samt böcker om hållbar utveckling. Internet som källa och deltagande i mässor och seminarier samt studiebesök har varit av stor betydelse för att följa med i den utveckling som sker på området. Det ordnas mycket event som rör LNG som drivmedel för fartyg. Material som presenteras vid dessa tillfällen blir ofta tillgängligt för allmänheten via Internet. Det materialet har varit en viktig källa. Att samtala med branschfolk och ta del av presentationer och tryckt material på mässor och vid seminarier har varit av stor betydelse för arbetet. Bland annat har jag deltagit i: Framtidens fartyg 26 oktober 2011 och 24 oktober 2012, Mariehamn Sjölog 23 februari 2012, Göteborg Sjöfartens dag 5 maj 2011 och 26 april 2012, Mariehamn Wärsilä webinar: Planning a marine LNG strategy, 21 mars 2013 Swedish Maritime day 9 april 2013, Göteborg Även två studiebesök har gjorts: Göteborg hamns inspektionsfartyg M/S Hamnen 16 april 2012, Göteborg EMSA (European Maritime Safety Agency) 3 maj 2012, Lissabon Som en del i arbetet har ett antal intervjuer gjorts med representanter för olika aktörer inom sjöfartsklustret. De flesta av dessa gjordes i slutskedet av arbetet för att på så viss få ta del av det senaste kring hur aktörerna resonerar om LNG som drivmedel för fartyg. 8
Intervjuerna har genomförts på olika sätt. Det som är gemensamt för alla de intervjuer och samtal jag haft är att de jag intervjuat har fått information om examensarbetet och dess syfte. Då varje intervju var unik användes inget generellt frågeformulär. Utan frågorna anpassades efter situationen. Ibland har intervjumaterialet kompletterats via telefon- och mejlkontakt. Studiebesök på EMSA:s huvudkontor i Lissabon och ombord inspektionsfartyget M/S Hamnen i Göteborgs hamn 1.3 Arbetets disposition De resultat jag fått fram genom litteraturstudier och personliga kontakter har sammanställts i olika former beroende på informationstyp och syfte. Därför finns det inget separat resultatkapitel. Resultatet presenteras kontinuerligt i kapitel 2 5. Kapitel 2 Bakgrund: I kapitlet beskrivs sjöfartens miljöpåverkan genom utsläpp till luft, hur sjöfartens utsläpp regleras och vem som fattar beslut om gränsvärden för utsläpp till luft, vilka bestämmelser som gäller idag och de gränsvärden som snart införs samt hur de ska kontrolleras. Kapitel 3 LNG som drivmedel för fartyg: I kapitlet besvaras frågorna; vad är LNG?, och varför är LNG aktuellt som drivmedel för fartyg idag? Det ges även kortfattad beskrivning av LNG som drivmedel för fartyg ur följande aspekter: historik, teknik, regelverk, miljöpåverkan, säkerhet, besättning, arbetsmiljö, underhåll, och utmaningar. Kapitel 4 Hönan och ägget infrastruktur och fartyg: Rubriken på kapitlet syftar till det uttryck som ofta hörs i debatten om LNG. Nämligen hönan och ägget. I detta sammanhang menas att ingen vill satsa på LNG-drivna fartyg om det inte finns 9
bunkringsstationer samtidigt som ingen vill investera i byggandet av en infrastruktur som erbjuder LNG-bunkring före de vet att behovet kommer att finnas. Kapitlet ger en nulägesbeskrivning på hur situationen ser ut idag. Exempel ges på befintliga LNGterminaler, bunkringsmöjligheter och LNG-drivna fartyg som trafikerar idag. Den förväntade efterfrågan på LNG (både som drivmedel för fartyg men även som energikälla inom andra områden) presenteras. I slutet av kapitlet spekuleras det om förväntad prisutveckling för olika marina bränslen. Kapitel 5 Aktörer inom sjöfart åsikter om LNG och framtiden: Kapitel 5 är kärnan i arbetet. Det innehåller presentation av ett antal aktörer inom sjöfart och deras åsikter kring LNG som drivmedel för fartyg. Även åsikter gällande kringliggande ämnen får utrymme i den här delen av arbetet. T.ex. åsikter om kommande svavelregler, scrubbers och andra alternativa bränslen. Syftet med kapitlet är dels att ta del av olika aktörers syn på framtiden, och dels synliggöra att det finns flertalet aktörer som berörs av frågor som rör LNG. Kapitlet syftar också till att presentera resultat från ett urval av de studier som bedrivs på området. Genom att ge utrymme för synpunkter och information från flera håll är förhoppningen är att visa på bredden i debatten. 1.4 Avgränsningar LNG som drivmedel är ett av flera alternativ som finns för att möta de kommande utsläppskraven. De andra möjligheterna som förekommer nämns endast kort i arbetet. Syfte med arbetet är inte att ge en teknisk beskrivning av LNG som drivmedel, således är den tekniska delen begränsad. Geografiskt har arbetet begränsats till i huvudsak Östersjöregionen. 10
2 BAKGRUND Syftet med kapitlet är att ge en bild av de faktorer som ligger bakom de strängare utsläppskraven. Kortfattat beskrivs sjöfartens påverkan på miljön och människors hälsa via dess utsläpp till luft, med fokus på Östersjön. Kapitlet beskriver även hur krav som reglerar fartygens utsläpp till luft kommer till och förklarar vad svaveldirektivet är och innebär. Dessutom återfinns en kort presentation av den internationella maritima organisationen IMO samt EU och deras roll inom sjöfarten. I slutet av kapitlet beskrivs hur svavelutsläpp från fartyg ska kontrolleras samt vad påföljderna blir om kraven ej uppfylls. 2.1 Sjöfartens miljöpåverkan genom utsläpp till luft Sjöfarten påverkar miljön genom utsläpp av svaveloxider (SOx), kväveoxider (NOx), partiklar och växthusgaser. Sett till ton transporterat gods kräver fartyg ofta mindre bränsle än andra transportslag, såsom lastbil och flyg. Men dagens fartygsbränsle innehåller betydligt större mängder svavel och kväve jämfört med andra transportbränslen. (WWF, Sjöfart, 2012) Svaveloxider (SOx) är ett samlingsnamn för SO 2 och SO 3. SO 2 bildas vi förbränning av bränsle som innehåller svavel. I fossila petroleumprodukter varierar innehållet av svavel mellan ungefär 0,1 procent till ungefär 3 procent. På land har utsläppen av SO x minskat med ca 90 procent de senaste 30 åren, för europeisk sjöfart ökar utsläppen fortfarande (WWF, Sjöfart, 2012). Allt svavel som finns i bränslet oxiderar under förbränning till SO 2. Därmed är halten av SO 2 i avgaserna förutsägbar och kan beräknas utifrån svavelhalten i bränslet. Efter förbränning oxiderar en del utav SO 2 vidare till SO 3. Utsläppen av SO x kan reduceras genom att minska svavelhalten i bränslet eller genom att rena avgaserna. (Jernkontorets Energihandbok, 2008) Svaveldioxid har negativ effekt på människors hälsa, det orsakar irritation i andningsvägarna. Svaveldioxidutsläppen bildar även partiklar. Vid långvarig exponering för svaveldioxid och partiklar i luften ökar förekomst av luftvägsinfektioner hos barn. För miljön bidrar SO x till att mark och vatten försuras (Persson & Persson, 2007). (AirClim, 2007) 11
Bildandet av kväveoxider (NO x ) beror på kvävet i luften under förbränningsprocessen och är relativt oberoende av det bränsle som används. Vid all förbränning omvandlas luftens kväve och syre till kväveoxider på grund av de höga temperaturerna i förbränningsprocessen. Idag står sjöfarten för cirka 40 procent av NOx utsläppen i Östersjön (Meling, 2013). Utsläpp av NO x bidrar till dagens miljöproblem genom ökad övergödning och försurning. Dessutom skapar NO x marknära ozon vilket skadar både miljö och människors hälsa (WWF, Sjöfart, 2012). (Persson & Persson, 2007) Vid inandning kan kvävedioxid tränga djupt ner i luftvägarna som kan leda till irritation och vävnadsskador. Det kan även bidra till att förstärka astma- och allergireaktioner. Även lungornas försvarsmekanismer mot virus, bakterier och luftföroreningar (t.ex. ozon och partikelbundna cancerframkallande ämnen) försämras. (AirClim, 2007) Till växthusgaser hör vattenånga (H 2 O), koldioxid (CO 2), dikväveoxid (N 2 O), metan (CH 4 ), ozon (O 3 ), och fluorväteföreningar (bland annat freoner). Koldioxid är den växthusgas som bidrar mest till den förstärkta växthuseffekten. De globala koldioxidutsläppen orsakas till största delen av oss människor genom förbränning av fossila bränslen. De senaste 200 åren har halten av koldioxid i atmosfären ökat med 29 procent. Under samma tid har andelen metan ökat med 130 procent. Metan bidrar till den ökade växthuseffekten med ca 20 procent. Då det i olika sammanhang pratas om växthuseffekten menas egentligen förstärkt växthuseffekt. I atmosfären regleras temperaturen av växthusgaserna koldioxid, metan, freoner och vattenånga. Det har alltid funnits en naturlig växthuseffekt, utan den hade medeltemperaturen på jorden varit cirka 30 grader kallare än idag. Problemet idag med växthuseffekten är att temperaturen stiger eftersom växthusgaserna likt fönsterrutorna i ett växthus släpper in solljuset men isolerar så att delar av värmen inte slipper ut. Om vi människor inte minskar utsläppen tillräckligt snabbt kan det få förödande konsekvenser för bland annat miljö, livsmedelsförsörjning och människors hälsa (Trafikverket, 2013). (Persson & Persson, 2007) Figur 1 på nästa sida visar mängden utsläpp till luft beroende på bränslekoncept från ett typiskt fraktfartyg som trafikerar Östersjön. Staplarna visar antal ton utsläpp av SO x, NO x, CO 2 och partiklar per år. De olika bränslekoncepten som jämförs är LNG, lågsvavligt bränsle med en svavelhalt på max 0,1 procent, konventionellt bränsle med 12
max 1,0 procent svavel och scrubberinstallation, samt konventionellt bränsle med max 1,0 procent svavel. Figur 1. Mängden utsläpp till luft beroende på bränslekoncept från ett typiskt fraktfartyg som trafikerar Östersjön (DNV, Greener Shipping in the Baltic Sea, 2010) 2.2 Östersjöns miljösituation Miljösituationen i och omkring Östersjön har förvärrats de senaste åren. Helsingforskommissionen, Helcom, ser allvarligt på situationen och menar att det krävs drastiska åtgärder för att rädda Östersjön. De tar upp problem med algblomning, döda havsbottnar, och minskning av fiskbestånden. Helcom skriver på sin hemsida: The environmental situation in the Baltic Sea has drastically changed over recent decades. Human activities both on the sea and throughout its catchment area are placing rapidly increasing pressure on marine ecosystems. Of the many environmental challenges, the most serious and difficult to tackle with conventional approaches is the continuing eutrophication of the Baltic Sea. Inputs of hazardous substances also affect the biodiversity of the Baltic Sea and the potential for its sustainable use. Clear indicators of this situation include problems with algal blooms, dead sea-beds, and depletion of fish stocks. Such problems call for immediate wide-scale action to put an end to the further destruction of the Baltic Sea environment and to avoid an irreversible disaster. Failure to react now would undermine both the prospects for the future recovery of the sea and its capability to react to the projected stress by the climate change. Furthermore, inaction will affect vital resources 13
for the future economic prosperity of the whole region and would cost tenfold more than the cost of action. Helcom arbetar för att skydda Östersjöområdets marina miljö. Alla nio Östersjöstater samt EU ingår i Helcom. År 2007 kom kommissionen överens om en aktionsplan för Östersjön, the Baltic Sea Action Plan (BSAP). (Helcom, 2009) 2.3 Regler för sjöfartens utsläpp till luft Den mest omfattande internationella konventionen för miljöskydd är MARPOL. Konventionen är antagen av den internationella sjöfartsorganisationen IMO. Sjöfartens utsläpp till luft regleras i annex VI i MARPOL. En del krav om utsläpp till luft är globala och omfattar alla stater, andra mer stränga krav tillämpas inom geografiskt begränsade områden. Sådana områden benämns som ECA (Emission Control Area). Östersjön och Nordsjön är exempel på ECA-områden. År 2015 införs stränga utsläppsrestriktioner inom alla ECA-områdena. 2.3.1 IMO Sjöfarten är en i hög grad internationellt verkande industri och det krävs därför en internationell organisation som stiftar regler som följs av alla sjöfartsnationer. International Maritime Organization (IMO) står under Förenta Nationerna (FN) med ansvar för säkerhet till sjöss samt förhindrande av marina föroreningar orsakade av fartyg. IMO grundades år 1948 under en FN konferens i Geneve. Idag är 170 av världens länder med i IMO. Organisationen har sitt huvudkontor i London med cirka 300 anställda. IMO består av en generalförsamling, ett råd och fem huvudkommittéer samt ett antal underkommittéer. Alla medlemsstater är representerade i generalförsamlingen som är det högsta beslutande organet. Församlingen sammanträder vartannat år. IMO:s råd, som representeras av 40 medlemsstater, är IMO:s verkställande organ med ansvar för att övervaka organisationens arbete. Rådet väljs av generalförsamlingen för en tvåårsperiod. Kommittéerna har olika ansvarsområden. En av huvudkommittéerna, The Marine Environment Protection Committee (MEPC), behandlar miljöfrågor som rör sjöfarten. Alla IMO:s medlemsstater är representerade i MEPC. (IMO, Frequently Asked Questions, 2013) Organisationen arbetar med att utveckla konventioner och annan lagstiftning för sjöfarten som rör säkerhet och förhindrande av marina föroreningar. Idag fokuserar 14
IMO på att hålla regelverket uppdaterat samt se till att det ratificeras av så många länder som möjligt. Då en regering ratificerat en IMO-konvention är det dess ansvar att göra den till en del av landets egna nationella lagar. Det vill säga: IMO antar bestämmelser, det är staters regeringar som ansvarar för implementering av bestämmelserna. (IMO, Frequently Asked Questions, 2013) IMO har genom åren antagit ett antal konventioner. Varav de viktigaste är SOLAS (International Convention for the Safety of Life at Sea), MARPOL (International Convention for the Prevention of Pollution from Ships), och STCW (International Convention on Standards of Training, Certification and Warchkeeping for Seafarers). MARPOL är den mest omfattande internationella konventionen för miljöskydd. (IMO, International Convention for the Prevention of Pollution from Ships (MARPOL), 2013) Konventionen MARPOL antogs av IMO 1973, ändrades genom 1978 års protokoll. Under åren har MARPOL uppdaterats genom ytterligare förändringar och tillägg. Idag består konventionen av bestämmelser som syftar till att förhindra och minska utsläpp från fartyg. MARPOL består av följande delar (annex): Annex I Regulations for the Prevention of Pollution by Oil Annex II Regulations for the Control of Pollution by Noxious Liquid Substances in Bulk Annex III Prevention of Pollution by Harmful Substances Carried by Sea in Packaged Form Annex IV Prevention of Pollution by Sewage from Ships Annex V Prevention of Pollution by Garbage from Ships Annex VI Prevention of Air Pollution from Ships Sjöfartens utsläpp till luften regleras i annex VI, Prevention of Air Pollution from Ships. Annex VI lades till i MARPOL av 1997 års protokoll och trädde i kraft den 19 maj 2005. Annex VI sätter gränsvärden för svaveloxider (SO x ) och kväveoxider (NO x ) samt förbjuder avsiktliga utsläpp av ozonnedbrytande ämnen. Bestämmelserna är indelade i två kategorier; globala gränsvärden och andra mer stränga krav som tillämpas inom geografiskt begränsade områden. Sådana specialområden benämns ECA (Emission Control Area). ECA-områden som har skärpta regler för svavel kallas ibland SECA (Sulphur Emission Control Area) och områden med strängare regler för NO x benämns 15
ibland som NECA (Nitrogen Emission Control Area) (IMO, International Convention for the Prevention of Pollution from Ships (MARPOL), 2013) Östersjön, Nordsjön, Engelska kanalen, och Nordamerikas kust är exempel på ECAområden. Se figur 2 nedan. År 2008 antog IMO regler om minskning av svaveloxider från fartyg. De första reglerna trädde i kraft 1 juli 2010. Kraven reglerar svavelhalten i fartygsbränsle. (Trafa, 2013) Figur 2. Emission Control Areas (ECA) (ABB, Opening up LNG, 2012) 2.3.2 EU Samtliga EU-medlemsstater är företrädda inom IMO. På EU-nivå arbetar Europeiska kommissionen med att omsätta de internationella reglerna som fastställs av IMO i bindande och genomförbar lagstiftning. Byrån bidrar också till att samordna EUmedlemsstaternas ståndpunkt när en viss fråga diskuteras inom IMO. (EMSA, Sjötransporter av hög kvalitet, säkrare hav, renare oceaner, 2009) EU svarar för alla sina medlemsländer och EU har ratificerat beslutet om svavelutsläpp i SECA-områden. I linje med IMO:s beslut har EU godkänt ett ändringsdirektiv (direktiv 2012/33/EU) om svavelhalten i marina bränslen. Genom detta förs IMO:s gränsvärden in i EU-lagstiftningen. Bestämmelserna, som ofta kallas svaveldirektivet, träder i kraft 1 januari 2015. Svaveldirektivet säger, i linje med IMO:s beslut, att fartyg som trafikerar 16
ECA/SECA-områden efter den 1 januari 2015 får ha bränsle med max 0,1 viktprocent svavel eller använda utrustning som renar avgaserna i motsvarande grad. (Trafa, 2013) Direktivet godkändes av EU-parlamentet den 11 september 2012. Från det datumet har medlemsländerna 18 månader på sig att implementera direktivet i den nationella lagstiftningen. (Sweco, Effekter av svaveldirektivet, 2012) Ett av skälen till att EU antagit ändringarna i direktivet är: Utsläpp från sjöfarten till följd av förbränning av marina bränslen med hög svavelhalt bidrar till luftföroreningar i form av svaveldioxid och partiklar, vilka skadar människors hälsa och miljön och bidrar till surt nedfall. Utan de åtgärder som fastställs i detta direktiv skulle utsläppen från sjöfart snart bli högre än utsläppen från samtliga landbaserade källor. (EU, 2012) Den 24 januari 2013 presenterade EU-kommissionen ett åtgärdspaket för att säkerställa att det i Europa ska finnas tankstationer för alternativa drivmedel med gemensamma standarder för konstruktion och användning. Kommissionen föreslår ett paket för medlemsstaterna med bindande minimimål när det gäller infrastruktur för rena drivmedel såsom el, vätgas och naturgas. Samt EU-omfattande standarder för den utrustning som krävs. Paketet utgörs av ett meddelande om en europeisk strategi för alternativa drivmedel, ett direktiv som koncentreras på infrastruktur och standarder och ett åtföljande dokument med en handlingsplan för utvecklingen av flytande naturgas inom sjöfarten. Då det gäller LNG föreslås följande: LNG används för vattenburna transporter både till sjöss och på inre vattenvägar. LNGinfrastrukturen för tankning av fartyg är inte särskilt väl utvecklad. Det är bara i Sverige som det finns en småskalig LNG-bunkringsanläggning för havsgående fartyg, men det finns planer på att införa sådana i flera andra medlemsländer. Kommissionen föreslår att det ska installeras tankstationer för LNG i alla 139 kust- och inlandshamnar i det transeuropeiska huvudnätet senast 2020 respektive 2025. Det rör sig inte om stora gasterminaler utan om antingen fasta eller mobila tankstationer. Detta omfattar alla större EU-hamnar. (EU-kommissionen, 2013) 2.4 Sjöfartens gränsvärden och regelverk för utsläpp av SO x och NO x Utsläpp av SO X och NO x regleras genom MARPOL Annex VI. Idag är det globala gränsvärdet för innehåll av svavel i marina bränslen 3,5 viktprocent. För fartyg som trafikerar ECA/SECA-områden gäller 1,0 viktprocent. Till dessa områden hör idag bland annat: Östersjön, Nordsjön, Engelska kanalen och Nordamerikas kust. Den 1 januari 2015 sänks gränsvärdet inom ECA/SECA-områden till 0,1 viktprocent. Globalt 17
sänks kraven 1 januari 2020 till 0,5 viktprocent. Men om IMO år 2018 bedömer att tillgången på lågsvavligt bränsle är otillräcklig skjuts tidsgränsen fram till år 2025. För EU-vatten utanför SECA gäller gränsvärdet 0,5 viktprocent från år 2020 utan möjlighet till uppskov. (Trafa, 2013) För NO x är reglerna som sätter gränser för utsläppen en funktion av fartygets rpm, se figur 3 nedan. Gränsvärdena gäller för maskiner större än 130kW och är indelade i tre nivåer beroende på konstruktionsår och område fartyget opererar. (DNV, NOx, 2013) Nivå 1 (Tier I): Gäller globalt för maskiner installerade på fartyg byggda efter 1 januari 2000 Nivå 2 (Tier II): Gäller globalt för maskiner installerade på fartyg byggda efter 1 januari 2011 Nivå 3 (Tier III): Maskiner installerade på fartyg byggda 1 januari 2016 som opererar inom NO x -kontrollerade ECA-områden Figur 3. Gränsvärden för utsläpp av NOx (DNV, NOx, 2013) 2.5 Kontroll och straff Det är upp till varje land att kontrollera att fartyg som trafikerar dess territorialvatten uppfyller de regler som gäller. I Finland är det Trafiksäkerhetsverket, Trafi, som ansvarar för kontrollerna. De regler som finns idag på svavelhalt i bränsle kontrolleras genom att se på den dokumentation som finns ombord. Fartygen har en skyldighet att föra dokumentation på bränsleinnehåll. Finns det misstankar om att uppgifterna i dokumentationen ej stämmer kan man ta prover som skickas på analys. Hamnstaten har rätt att stoppa fartyg som inte följer konventionen. (Sundberg, 2013) 18
I Sverige är Transportstyrelsen tillsynsmyndighet för sjöfarten. Fartygsinspektörer tar prover på bränslet om det misstänker att reglerna för svavelinnehåll inte följs. Årligen tar transportstyrelsen cirka 200 bunkerprov. Det pågår också försöksverksamhet med att ta prover från rökgaserna via så kallad sniffning från flygplan. Om det visar sig att ett fartyg ej följer bestämmelserna skriver transportstyrelsen en åtalsanmälan och ärendet lämnas därmed över till åklagarmyndigheten för prövning. (Gardebring, 2012) Om fartyg som trafikerar ECA/SECA-områden efter 1 januari år 2015 har bränsle med en svavelhalt på över 0,1 viktprocent eller inte har installerat utrustning som renar avgaserna till motsvarande nivå, bryter det mot IMO:s konvention och EU:s svaveldirektiv. Enligt EU:s direktiv 1 är det upp till varje land att fastställa straffåtgärder. I direktivet står det: Medlemsstaterna ska fastställa sanktioner för överträdelser av de nationella bestämmelser som antas enligt detta direktiv. Straffen ska vara såpass kännbara att det inte ska löna sig att ej följa reglerna, direktivet säger: De fastställda sanktionerna ska vara effektiva, proportionella och avskräckande och får omfatta böter som beräknas på ett sådant sätt att det säkerställs att de åtminstone berövar de ansvariga det ekonomiska utbytet av den överträdelse de begått, och att böterna ökar gradvis vid upprepade överträdelser. (EU, 2012) 1 EUROPAPARLAMENTETS OCH RÅDETS DIREKTIV 2012/33/EU av den 21 november 2012 om ändring av rådets direktiv 1999/32/EG vad gäller svavelhalten i marina bränslen 19
3 LNG som drivmedel för fartyg LNG som drivmedel för fartyg är ett nytt område för många. Kapitlet syftar till att ge en kort introduktion genom att besvara frågorna: Vad är LNG?, och varför är LNG aktuellt som drivmedel för fartyg idag? Det ges även kortfattad beskrivning av LNG som drivmedel för fartyg ur följande aspekter: historik, teknik, regelverk, miljöpåverkan, säkerhet, besättning, arbetsmiljö, underhåll, och utmaningar. 3.1 Vad är LNG? LNG är en engelsk förkortning av Liquefied Natural Gas och står för flytande naturgas. Naturgas utvinns från jordskorpan och är det renaste fossila bränslet. Till största del består naturgas av metan. Den är giftfri, färglös, och luktfri. Naturgas finns på flera håll i världen. Stora fyndigheter finns i bland annat Ryssland, Iran, Algeriet och Nordsjön. Naturgasen i Ryssland står för ungefär 40 procent av världens samlade naturgasreserver. Användningen av naturgas som energikälla började i USA kring förra sekelskiftet. I norra Europa har det använts i större omfattning sedan 1950-talet. Idag står naturgas för en fjärdedel av den globala energiförsörjningen. Detta kan jämföras med Norden där naturgas står för cirka 7 procent av energiförsörjningen. Det finns flera användningsområden för naturgas, till exempel i industriella processer, som råvara i industrin, i kraftvärmeverk, som drivmedel för fartyg och i landtransporter. I Europa är det många länder som ersätter kol och olja med naturgas i anläggningar för elproduktion. (AGA, Vanliga frågor om naturgas, 2012) Då naturgas kyls ner till -162 C övergår den från gas till flytande form (LNG). Som flytande form är volymen 600 gånger mindre än i gasform, det vill säga en kubikmeter flytande naturgas (LNG) motsvarar 600 kubikmeter naturgas. Som LNG är naturgasen enklare och mer ekonomiskt att förvara samt transportera från utvinningsplatsen till slutkund. Idag transporteras cirka 10 procent av världsproduktionen av naturgas som LNG med fartyg, en andel som förväntas öka kraftigt i framtiden. (Svensk Sjöfarts Tidning, 2011). Ett exempel på distributionskedja för LNG presenteras i figur 4 på nästa sida, där bilder och text visar vägen från utvinningsplats till fartyg som använder LNG som drivmedel. Ett annat exempel på distributionskedja visas tydligt i kortfilmen What is LNG? Turning natural gas into liquid (Shell, 2012). 20
Figur 4. Distributionskedja för LNG, FOTO: Øyvind Hagen/Statoil, Skangass, AGA, Viking Line (Energigas Sverige, Växande marknader för LNG i norra Europa, 2012) 3.2 Varför är LNG aktuellt som drivmedel för fartyg idag? Tekniken för att framställa LNG har funnits länge, men framförallt strängare miljökrav på fartygsbränsle har intensifierat satsningen på LNG. Bestämmelserna innebär bland annat kraftigt sänkta gränsvärden för utsläpp av SO x och NO x. Nämnda gränsvärden beskrivs närmare i kapitel tre under rubriken Sjöfartens gränsvärden och regelverk för utsläpp av SO x och NO x på sida 17. Jämfört med andra fossila bränslen ger LNG lägre utsläpp av NO x, SO x, CO 2 och partiklar. Se figur 1 på sida 13. Med LNG som drivmedel reduceras utsläppen vid källan utan behov av ytterligare teknik som renar rökgaserna. (Sweco, LNG för fartygsdrift i Sverige, Svenska Gasföreningen och Sveriges Redareföreningen, 2008) Även stigande oljepriser har bidragit till det ökade intresset för LNG som drivmedel. Sett till aktuella priser på LNG i Europa och USA verkar det som att LNG kan komma att erbjudas till ett pris jämförbart med HFO. Detta innebär att LNG kan bli ett kommersiellt attraktivt alternativ jämfört med den lågsvavliga MGO. MGO är det bränsle fartygen måste köra på inom ECA/SECA-områden efter år 2015 om inga andra tekniska åtgärder utförs ombord. (GL, Why LNG as ship fuel?, 2013) 21
3.3 LNG som drivmedel för fartyg olika aspekter Det går att se på LNG som drivmedel ur olika aspekter. Nedan beskrivs LNG-drift kort genom följande aspekter: historik, teknik, regelverk, miljöpåverkan, säkerhet, besättning, arbetsmiljö, underhåll, samt utmaningar. 3.3.1 Historik Den första som lyckades producera LNG var Karl von Linde sent på 1800-talet. I början av 1960-talet gjordes den första transporten av LNG i fartyg. Det var LNG-tankern Methane Pioneer som fraktade LNG från USA till Storbritannien (California Energy Comission, 2012). Det första LNG-drivna fartyget, bortsett från LNG-tankfartyg, levererades år 2000 och opereras av Fjord1. Enligt statistik från klassningssällskapet DNV fanns det i mars 2011 22 fartyg runtom i världen inom närsjöfarten med LNGdrift. (Energigas Sverige, Flytande naturgas, 2013) 3.3.2 Teknik Flera tillverkare erbjuder idag olika typer av LNG-drivna maskiner. Gasmotorer som finns på marknaden kan delas in i DF-motorer och renodlade gasmotorer (pure gas). DF-motorer kan köras på gas och konventionellt bränsle, renodlade gasmotorer drivs endast av gas. För fartyg med LNG-drift bör verkningsgraden teoretiskt kunna uppgå till samma nivå som dagens fartygsdieslar, dock sämre vid låg last (SSPA, Maritima förutsättningar för utbyggnad av infrastruktur för flytande gas (LNG/LBG), 2011). (Rozmarynowska, 2010) De cisterner och tankar som används för att förvara LNG fungerar som stora termosar som isolerar vätskan från omgivningens värme så lång tid att man vanligtvis inte behöver tillföra energi för att hålla den nedkyld. I fartyg som fraktar LNG kan den gas som förångas användas som bränsle. (Energigas Sverige, Flytande naturgas, 2013) 3.3.3 Regelverk IMO arbetar med att ta fram ett nytt regelverk för gasdrivna fartyg. Regelverket heter IGF-koden, the International Code of Safety for Gas fuelled Ships. IMO beslutade år 2009 om riktlinjer som gäller gasdrivna fartyg. Dessa riktlinjer, IGF: Interim Guidelines MSC.285(86), gäller som ett tillfälligt regelverk fram till det att IGF-koden är färdigställd. (SSPA, Maritima förutsättningar för utbyggnad av infrastruktur för flytande gas (LNG/LBG), 2011) 22
IGF-koden väntas vara klar år 2014. Sedan är det en lång process att få koden godkänd, den väntas träda i kraft år 2016. Reglerna rör teknisk konstruktion och kommer därför ej börja gälla direkt då koden träder i kraft. Industrin måste få tid till att kunna förbereda sig på hur man uppfyller regelverken. (Sundberg, 2013) 3.3.4 Miljöpåverkan Jämfört med traditionellt maritimt bränsle har LNG stora miljöfördelar. Enligt klassningssällskapet DNV ger användningen av LNG i en renodlad gasmotor minskade utsläpp av CO 2 med 20 procent jämfört med konventionellt bränsle. Utsläppen av NO x minskar med 90 procent och utsläpp av SO x och partiklar försvinner nästintill helt. (ABB, Opening up LNG, 2012) Med ett LNG-drivet fartyg är föroreningsrisken betydligt mindre. Detta är viktigt speciellt i känsliga vattenområden såsom Östersjön. Vid eventuellt haveri finns det inte någon bunkerolja som kan förorena hav och sårbara stränder. (Halvorsen, 2011) 3.3.5 Säkerhet LNG kan inte brinna. För att det ska uppstå en brand ska den flytande naturgasen förångas, och det måste finnas ett visst volymförhållande mellan naturgas och luft. Dessutom måste något som kan antända gasen komma i kontakt med den. Hanteringen av LNG följer hårda säkerhetskrav. Om det skulle ske ett läckage av LNG förångas den snabbt på grund av den stora temperaturskillnaden mellan LNG och luft. När den förångas bildas ett synligt vitt moln som stiger snabbt uppåt eftersom naturgas är lättare än luft. Det finns ingen risk för förgiftning eller kemisk påverkan om man utsätts för LNG som förångas. På grund av dess låga temperatur kan läckage av LNG orsaka köldskador (Energigas Sverige, Flytande naturgas, 2013). (Swedegas, LNG-terminal Göteborg, 2013) 3.3.6 Besättning I examensarbetet Vad innebär LNG-drift för däcksbefäl? konstateras att det inte blir stora förändringar för däcksbefäl som arbetar på LNG-drivna fartyg jämfört med fartyg som drivs på konventionellt bränsle. Dock kommer det fram i intervjuer att nya bunkerprocedurer gör att övningar måste anpassas så att besättningen vet hur man agerar vid nödsituationer med LNG. Vidare konstateras det i arbetet att det inte kommer behövas speciella certifikat för däcksbefäl på LNG-drivna fartyg, men rederiet ska se till 23
att besättningen fått tillräcklig utbildning för respektive position ombord på fartyget. (Mattsson & Olin, 2012) Även om det idag inte finns krav på några särskilda certifikat för besättningen ombord LNG-drivna fartyg kan rederierna ha egna riktlinjer. Som ett exempel kan nämnas besättningen ombord Bit Viking som är en produkttanker som konverterat till LNGdrift. Rederiet Tarbit Shipping har sett till att hela besättningen fått utbildning om hur LNG hanteras, både i normalfall och vid en olycka. Anders Hermansson som är teknisk chef på Tarbit Shipping säger: Besättningen har gått kurs hos Wärtsilä och vi har tagit fram en egen kurs för alla nya besättningsmedlemmar som kommer. Det är inga stora grejer som skiljer, det är det grundläggande om LNG, att det är en gas och att den är så kall att man kan bränna sig om man kommer åt något kallt rör. Det är bunkringen som är det kritiska så det ska inte vara en massa folk och springa där då. Slangen är kall till exempel och bunkerflänsen gäller det att man inte kommer åt för då kan det bli brännskador. (Davidsson, LNG-drift i verkligheten, 2011) 3.3.7 Arbetsmiljö Naturgasens höga verkningsgrad och rena låga utan stoft och sot, bidrar till mindre slitage och renare arbetsmiljö (AGA, Vanliga frågor om naturgas, 2012). I Norge har det funnits LNG drivna fartyg i flera år. Det norska rederiet Eidesvik har opererat fartyg med LNG-drift i över tio år. Under ett webinar om LNG som organiserades av Wärtsilä den 21 mars 2013 sa Jan Fredrik Meling, VD för Eidesvik: Our engineers are definitely of the opinion that this is the cleanest way we can run our vessels today (Meling, 2013). 3.3.8 Underhåll Eftersom LNG är ett rent bränsle är underhållsintervallen för gasmotorer längre, vilket ger bättre driftsekonomi (Göteborg Energi, Gas i fartygstanken - ett lyft för miljön, 2013). Det norska rederiet Eidesvik har erfarenhet av LNG-drivna fartyg och de är mycket nöjda med det minskade underhållsarbetet som gasmotorer innebär. Jan Fredrik Meling, VD för Eidesvik säger: We are extremely happy with the profile of the maintenance and the wear and tear of this kind of equipment (Meling, 2013). 3.3.9 Utmaningar En av utmaningarna med LNG är förvaringen ombord. Volymen för LNG är ungefär 1,8 gånger så stor som för HFO med samma energiinnehåll. Utöver detta förvaras LNG i 24
cylinderformade tankar som kräver mera utrymme. Volymen för utrymmet för förvaringen av LNG ombord är därför ungefär fyra gånger större om man jämför med HFO-tankar. (Levander, 2011) En annan utmaning är att minska läckage av metan sett ur ett livscykelperspektiv vid användning av LNG. Metan har cirka 25 gånger högre växthuspåverkan räknat i ett hundraårsperspektiv jämfört med CO 2. Läckage kan uppstå vid utvinningen av naturgasen, då naturgasen omvandlas till LNG, vid distributionen och då det används i fartyget. (Naturvårdsverket, 2013) Infrastruktur och bunkringsprocedurer är ytterligare utmaningar branschen står inför då det gäller utvecklingen av LNG som drivmedel för fartyg. (Moschner, 2012) 25
4 Hönan och ägget infrastruktur och fartyg Gasbolagen vill inte satsa på en infrastruktur före de vet att det kommer finnas ett behov av LNG. Redarna vill inte bygga LNG-drivna fartyg innan de vet att det kommer finnas möjlighet att bunkra bränslet. Problematiken jämförs med hönan och ägget vilket kom först? och nämns ofta i debatten om LNG. 4.1 Infrastruktur Den 27 maj 2011 invigdes Östersjöns första LNG-terminal i Nynäshamn, Sverige. Terminalen har en lagringskapacitet på 20 000 kubikmeter. LNG-terminalen fungerar som mellanlagringsstation. Den flytande naturgasen kommer till Nynäshamn med större LNG-tankfartyg. Från Nynäshamn fraktas LNG sedan vidare med tankbil eller via rörledningar. (AGA, Östersjöns första terminal för flytande naturgas, 2012) Norge är pionjärer vad det gäller LNG. För att testa att driva färjetrafik på LNG beställde Norge år 1987 deras första LNG-anläggning. (Halvorsen, 2011) Det finns planer att bygga LNG-terminaler på flera platser i Östersjöregionen. Enligt studien North European LNG infrastructure project kan det inom de närmaste åren komma att finnas mellan 10 och 15 LNG-terminaler i hamnar runt Östersjön och Nordsjön. Nedan beskrivs två av LNG-terminalerna som förväntas vara klara år 2015. 4.1.1 Göteborg Det finns långtgående planer på att bygga en LNG-terminal i Göteborg. Bakom initiativet står Swedegas 2, Vopak LNG 3 och Göteborgs Hamn. Placeringen är strategisk då Göteborg är en naturlig knutpunkt i en nationell infrastrukturlösning. Med terminalen hoppas initiativtagarna kunna möta det förväntade ökade behovet av LNG som bränsle till fartyg. Förutom LNG till fartyg kan den flytande naturgasen transporteras in i stamnätet för gas och dessutom distribueras vidare in i landet med tåg och lastbil. Den flytande naturgasen kan fraktas från bland annat GATE-terminalen 4 i Rotterdam till terminalen i Göteborg. 2 Swedegas är ett infrastrukturbolag som äger det svenska stamnätet för gas. (Swedegas, LNG-terminal Göteborg, 2013) 3 Holländska Vopak LNG ägs av Royal Vopak som är världens största oberoende leverantör av lagringskapacitet för bland annat LNG. (Swedegas, LNG-terminal Göteborg, 2013) 4 LNG-terminal i Rotterdam som drivs av Vopak enligt Open Access-principen. (Swedegas, LNGterminal Göteborg, 2013) 26
Terminalen är planerad att öppna år 2015. Då förväntas upp till sju mindre lagringstankar anläggas. Dessa kan ta emot upp till 8 000 kubikmeter LNG. År 2017 ska en större lagringscistern på 20 000 25 000 kubikmeter vara klar. Terminalen ska vara öppen, så kallad Open Access. Vilket innebär att alla som är intresserade att leverera LNG till terminalen får boka kapacitet dit. Open Access innebär även att ägande och drift av infrastruktur görs av oberoende terminaloperatör och hålls avskilt från produktion av och handel med energi. Varken Swedegas eller Vopak LNG handlar med LNG eller naturgas. Principen skapar fri konkurrens som ger slutkunden möjlighet att köpa LNG till bästa världsmarknadspris. (Swedegas, LNG-terminal Göteborg, 2013) 4.1.2 Åbo Den 21 maj 2012 skrev Gasum ett avsiktsavtal med Åbo hamn om uppbyggandet av en importterminal för LNG i Pansio hamn. Att Pansio är lämplig som placeringsort för terminalen baserar sig på en förutredning som Gasum gjort. Importterminalen planeras innefatta bland annat en cirka 20 000 kubikmeter stor lagringscistern. Planen är att distributionen av LNG från Åbo terminal kan börja under år 2015. Från Pansio kan LNG levereras till Åbo hamn med bunkerfartyg eller tankbilar. (Gasum, 2012) 4.2 Bunkring av LNG Bunkring av LNG kan ske på flera sätt. Bland annat med tankbil, bunkerbåt och bunkringsanläggning från stationär LNG-anläggning. De olika sätten och vilka fartygstyper det passar för presenteras i figur 5 nedan. Figur 5. Bunkringsmetoder (Energigas Sverige, Växande marknader för LNG i norra Europa, 2012) 27
I Norge där man har längre erfarenhet av gasdrivna fartyg är bunkring av LNG-drivna fartyg vanligt. Bit Viking, världens första produkttanker som byggts om för LNG-drift, bunkrar LNG i Risavika utanför Stavanger cirka en gång var tredje vecka. Bunkringen sker direkt från en lastarm från en depå iland. Varje bunkring tar två timmar, cirka 450 kubikmeter i timmen. Före bunkringen kan påbörjas kyls tankarna ner med flytande nitrogen till cirka minus 130 grader. (Davidsson, LNG-drift i verkligheten, 2011) Världens största LNG-drivna passagerarfartyg Viking Grace bunkrar i Stockholm via bunkerfartyget Seagas. Den flytande naturgasen körs till Stockholm med tankbilar och därifrån vidare till bunkerfartyget som sedan bunkrar Viking Grace (Cars, 2013). Seagas har kapacitet att bunkra 70 ton per gång under Viking Grace hamnuppehåll i Stockholm. Den flytande gasen trycks upp till fartygets tankar genom att en liten volym LNG värms upp för att öka trycket i bunkerbåtens tank. Det krävs från två till tre bar tryckdifferens för att överföra 70 ton LNG på en halvtimme, berättar Kari Granberg, projektchef på Viking Line. (Sjöström P.-H., Rätt koncept i rätt miljö, 2013) 4.3 Fartyg LNG som drivmedel för fartyg är en väl fungerande teknik och antalet LNG-drivna fartyg växer successivt, beställningar på nya fartyg blir allt fler. Idag finns det drygt 30 fartyg runt om i världen med LNG-drift. De flesta av dessa är mindre färjor som opererar längs med den norska kusten, men även ett antal offshore-fartyg. (Li, 2012) Dessutom drivs merparten av de cirka 300 LNG-tankfartygen som trafikerar världens hav på deras egen last, dvs. LNG. (Göteborg Energi, Gas i fartygstanken - ett lyft för miljön, 2013) I Norge har man goda erfarenheter av LNG som drivmedel för fartyg och där har LNGdrivna fartyg använts i den kustnära trafiken i över 10 år. Rederiet Eidesvik ses som pionjärer på området. Utmaningarna med att minska utsläpp av NO x, SO x och partiklar var en huvudorsak till att Eidesvik år 2003 presenterade deras första LNG-drivna fartyg. (Meling, 2013) En viktig anledning till att Norge kommit längre vad det gäller LNG är att de har en fond, NO x -fonden, som ger finansieringshjälp. Norge införde 2007 en NO x -skatt på 28
NOK 16,43 per kilo utsläpp av NO x för att uppfylla Göteborgsprotokollet 5. NO x -fonden instiftades för att inspirera den norska industrin och näringslivet att satsa på miljöförbättrande åtgärder. Totalt är cirka 650 företag och 1700 fartyg med i NO x - fonden. Fonden är frivillig. Verksamheterna som är med i fonden är befriade från NO x - skatten. De som är anslutna betalar 4 NOK per kilo utsläpp av NO x, förutom gas- och oljeindustrin som betalar 11 NOK per utsläpp av NO x till fonden. Ur fonden kan de anslutna söka bidrag till utsläppsreducerande projekt. Av de projekt som beviljats är 80 procent sjöfartsrelaterade. Över 30 fartyg har beviljats stöd ur NO x -fonden för LNGdrift. Stödnivåerna för LNG som drivmedel är 80 procent av projektkostnaden samt 350 NOK per kilo NO x som reduceras. Fram till slutet av 2011 hade projekten som stöds av fonden minskat NO x -utsläppen med 32 000 ton. (Adolfson, Norsk fondsuccé, 2011) 4.3.1 Viking Grace - Världens största passagerarfartyg med LNG som drivmedel Viking Grace är världens största passagerarfartyg som drivs på LNG. Hon trafikerar på linjen Stockholm-Åland-Åbo med en passagerarkapacitet på 2 800 personer. Under planeringsprocessen gjordes bland annat listor på vad som inte skulle finnas på fartyget. Det som låg väldigt högt på maskinavdelningarnas lista över vad de inte ville ha var tjockolja, säger Tony Öhman som är teknisk chef på Viking Line. Viking Grace sattes i trafik 15 januari 2013. Fartyget är utrustat med gas-elektriskt maskineri som har möjlighet att använda LNG som drivmedel. Fartygets huvudmaskineri består av fyra Wärtsilä DF-motorer. DF betyder Dual Fuel och innebär att fartyget kan drivas på gas och MDO. Maskineriet är också förberett för att kunna köras på HFO. De första veckorna fick fartyget köra på huvudsakligen MDO eftersom bunkerfartyget Seagas som levererar LNG blev försenat. Öhman säger att den stora fördelen med dual fuel är möjligheten att använda andra bränslen som backup. Fartyget har två LNG-tankar placerade på akterdäck, se figur 6 på nästa sida. Varje tank rymmer 200 kubikmeter LNG, det räcker för tre dygns trafik. Viking Grace bunkrar LNG under hamnuppehållet i Stockholm. Förutom LNG som framdrivning har Viking Grace flera andra energieffektiva lösningar. Bland annat har man arbetat med optimering av skorvform, utnyttjat LEDteknik i stor utsträckning för belysning, och kyla från förgasningen av LNG används för luftkonditioneringen ombord. Eftersom LNG inte innehåller svavel kommer Viking Grace SO x -utsläpp ligga nära noll (Viking Grace, 2013). Då man kör på LNG reduceras 5 Protokollet om att minska försurning, övergödning och marknära ozon. 29
utsläppen av CO 2 med 25 procent. Den totala effekten av växthusgaser blir en reducering på 15 procent på grund av en del metan som inte förbränns. Rederiets projektchef Kari Granberg förklarar: Det finns alltid lite oförbrända metanmolekyler, men det går att åtgärda exempelvis med bättre förbränning, vilket Wärtsilä jobbar hårt med, eller alternativt med katalysator. Partikelutsläppen reduceras med 84 procent och NO x -utsläppen med 88 procent. (Sjöström P.-H., Rätt koncept i rätt miljö, 2013) Figur 6. Viking Grace Foto: Jacob Saurén (Ålandstidningen, 2013) 4.3.2 Konvertera till LNG-fartyg Att konvertera ett befintligt fartyg till LNG-drift anses av flera vara ekonomiskt svårt. Fartygets ålder har stor betydelse. Harry Robertsson, teknisk direktör på Stena Rederi, säger att kostnaderna för att konvertera Stena Danica till LNG-drift hamnar på omkring 250 miljoner och det är ett 30 år gammalt fartyg, så det är inte aktuellt. (Davidsson, En framtida bränslepalett, 2011) Ett exempel på konvertering är Bit Viking (se figur 7 på sida 32). Fartyget är världens första produkttanker som byggts om för LNG-drift. Wärtsilä är helhetsleverantör av utrustningen som bland annat består av LNG-tankar på vardera 500 kubikmeter. Anders Hermansson, teknisk chef på Tarbit, förklarar kortfattat konverteringen: Själva konverteringen av huvudmaskinerna höll vi på med i två och en halv, tre veckor. Vi har bytt ut samtliga komponenter, utom block och vevaxlar. Det är nya cylinderfoder, topplock, turbiner, allt. All elektronik är bytt liksom övervakningssystemet till maskinerna. Det är två helt nya maskiner i stort sett. Ombyggnationen gjordes sensommaren 2011. Efter konverteringen har diametern på cylindrarna ökat från 46 till 50 centimeter och de betecknas nu som Wärtsilä 50DF. Vi kunde ha konverterat till en 30
46:a dual fuel men då hade vi varit ensamma om en sådan motor i hela världen. Wärtsiläs dualfuel-motor är en 50DF så det var naturligt att välja den, säger Hermansson. Drivlinan är mekanisk vilket betyder att kraften når propellrarna via växel och axel. Det är Wärtsiläs första diesel-mekaniska installation av deras gasmotorer. Enligt Hermansson är det egentligen inte maskinkonverteringen som varit det stora arbetet, utan snarare utvecklingsarbetet och en mängd riskanalyser. Maskinerna kan köras på MGO om det skulle behövas. MGO finns alltid ombord eftersom hjälpmaskiner och pannor körs på det. (Davidsson, LNG-drift i verkligheten, 2011) Det är de hårdare svavelreglerna som bidragit till att bygga om fartygets motorer till LNG-drift. Ombyggnationen skedde med hjälp av pengar från bland annat NOx-fonden. Anders Hermansson, teknisk chef på Tarbit Shipping AB säger utan de pengarna hade ombyggnationen varit svår att genomföra. Vi fick 45 miljoner från fonden, och det motsvarar ungefär 75 procent av den totala kostnaden. En annan viktig orsak till beslutet om konverteringen var tillgången på LNG. Hermansson säger hon går i charter för Statoil på norska kusten, och där är logistiken för bunkring av LNG delvis utbyggd. Bit Viking bunkrar i Risavika, där hon passerar ungefär var tredje vecka och hittills har det fungerat bra. (Sundgren, Första produkttankern, 2011) Det är Skangass 6 som förser Bit Viking med LNG. De har ett kontrakt som gäller fram till 1 januari 2014 med option på ytterligare två och ett halvt år. Vad det gäller miljöpåverkan visade mätningarna som gjordes under provturen på minskat utsläpp av NO x med 90 procent, SO x 100 procent, partiklar 99 procent och koldioxid med 20 procent. Hermansson tycker att fartygstypen lämpar sig bra för konvertering. En kemikalietanker som Bit Viking passar bra för en sådan här konvertering, hon har stabiliteten för att ha tankarna på däck och fler rör på däck är egentligen inget problem, säger han. (Davidsson, LNG-drift i verkligheten, 2011) 6 Skangass är ett helägt dotterbolag inom Lysekoncernen. Lyse är en norsk energikoncern med verksamhet inom energi och telekommunikation. Koncernen ägs av 16 kommuner i Rogaland på det norska Vestlandet. Skangass äger en produktionsanläggning för LNG i Risavika hamn utanför Stavanger. Produktionskapaciteten i anläggningen är 300 000 ton LNG per år. Företagets verkasamhet inkluderar hela värdekedjan från produktion av LNG, logistik och leverans till kund. Till Skangass kunder hör aktörer inom både industri och sjöfartssegmentet i hela norra Europa. (Skangass, 2012) 31
Figur 7. Bit Viking (GL, World s first LNG fuelled product tanker now in service, 2011) 4.3.3 Nybyggnation Wärtsilä har utvecklat ett nytt koncept för passagerarfartyg i storleksklassen 65 000 GT 7 med LNG-drift. De har bland annat gjort beräkningar för investeringskostnaderna och jämfört skillnaderna beroende på drivmedel. Beräkningarna visar att om fartyget installerar LNG som drivmedel blir investeringskostnaderna högre än för ett fartyg med MGO som drivmedel eller fartyg med HFO-drift och scrubberinstallation, se figur 8 på nästa sida. För alternativet med LNG-drift är det LNG-tankarna som är en av de större kostnaderna. Därutöver kostar DF-motorer något mer än konventionella dieselmotorer. Studien visar också att opereringskostnaderna ger möjlighet till intjänande av investeringskostnaderna. Till exempel är behovet av värme lägre eftersom det inte behövs uppvärmning av bunkern, vilket krävs vid användning av HFO. Dessutom kan kylan från LNG användas till luftkonditioneringssystemet och därmed minska behovet av elkraft. Studien tar även i beaktande lägre underhållskostnader vid användning av LNG eftersom det är ett betydligt renare bränsle. Med de bränslepriser man använt till projektet är det ekonomiskt fördelaktigt med LNG-drift sett ur ett livscykelperspektiv. Ser man dessutom till miljöfördelarna framstår, enligt studien, LNG som ett lönsamt och hållbart alternativ för nya passagerarfartyg. (Levander, 2011) 7 Gross Tonnage, ett enhetslöst jämförelsetal som anger fartygets storlek som baseras på fartygets totala inneslutna volym 32
Figur 8. Jämförelse av investeringskostnader för ett passagerarfartyg i ett Wärtsilä-projekt (Levander, 2011) En studie av klassningssällskapet Germanischer Lloyd och MAN, leverantör av fartygsmaskineri, visar att återbetalningstiden fram till 2020 för investering i ett LNGdrivet fartyg beror på prisskillnaden mellan HFO och LNG samt tiden som fartyget opererar i ECA-områden (Moschner, 2012). Det norska rederiet Eidesvik, som idag har fem LNG-drivna offshorefartyg, räknar med cirka 8-10 procent ytterligare investeringskostnader för gasdrivna offshore-fartyg jämfört med ett traditionellt MGO-drivet offshorefartyg. I Norge kompenseras cirka 80 procent av dessa extra kostnader av NOx-fonden. (Meling, 2013) Det norska rederiet Fjord Line har beställt två passagerarfartyg med LNG-drift till trafik mellan Norge och Danmark. Motorerna från Rolls-Royce är renodlade gasmotorer. Investeringskostnaden för fartygen är över NOK 200 miljoner. En stor del av investeringen, cirka NOK 89 miljoner per fartyg, kommer från den norska NO x -fonden. Fartygen är planerade att levereras under 2013. (Nilsson, 2012) I rapporten Maritima förutsättningar för utbyggnad av infrastruktur för flytande gas (LNG/LBG) säger man att det finns siffror som visar på mellan 5-50 procent ökad kostnad för att bygga ett LNG-drivet fartyg jämfört med ett konventionellt drivet fartyg. 33