Initiativen för att fasa ut fossila bränslen inom sjöfarten blir allt fler. Medan flytande naturgas blickar mot framtiden är morgondagens verkliga lösningar e-bränslen och kanske… segel?
Enligt EU:s FuelEU Maritime-förordning skall halten av växthusgaser i fartygsbränslen minskas med 80 procent fram till 2050. I detta sammanhang verkar e-bränslen vara en av lösningarna för att ersätta dieselolja och fasa ut fossila bränslen från branschen, medan den maskinteknik som ligger nära dagens teknik fortfarande behålls. Det finns flera tekniker som har kommit olika långt och initiativen blir allt fler.
Väte är en lovande men fortfarande begränsad lösning
Bland de olika lösningarna är väte, som erhålls från koldioxidsnål elektrisk energi inte längre bara en avlägsen dröm utan ett verkligt alternativ. ”Förutom att väte bara avger vatten när den förbränns som bränsle, är dess största fördel att den innehåller tre gånger mer energi än naturgas”, förklarar Nicolas Dattez, som är chef för väteutveckling på VINCI Energies och ansvarig för att samordna VINCI-koncernens väteverksamhet på Léonard; vilken är VINCI:s framtidsforsknings- och innovationsplattform.
Men, tillägger han, ”för att lagra och transportera den krävs det högteknologi och kostsamma processer för att göra den flytande eller komprimera gasen, eftersom den har så låg täthet”.
Även om LNG (flytande naturgas) verkar ha tagit ledningen i kapplöpningen för att minska sjötransporternas koldioxidutsläpp, kommer branschen ändå knappast att kunna ignorera väte för att uppnå sina mål till 2050.
E-bränslena är en lösning för att minska koldioxidutsläppen från fartyg utan att det nuvarande maskineriet behöver bytas ut.
Komprimerat väte skulle mycket väl kunna användas på små fartyg på korta resor. Projekten blir allt fler. Hylias (Hydrogen for Land, Integrated Renewables and Sea), som är en del av Europe Technologies-koncernen, har som mål att ta fram det första fartyget som drivs av två elmotorer på 250 kW. Dessa matas av ett system med två bränsleceller som drivs med 350 till 400 kg väte och är lagrat ombord i högtryckstankar vid 350 bar.
Användningen av kondenserat väte är fullt tänkbar för båtar som färdas över medellånga avstånd liksom för vissa färjor. I mars 2023 sjösatte den norska operatören Norled den första färjan för kondenserat väte. I detta fartyg, som är mer än 80 meter långt, används två vätebränsleceller på 200 kW och ett batteripaket på 1,36 MWh som matas med grönt väte och lagras i tankar vid -252,87 °C.
Från biometanol till segeldrift
Hur är det med stora fartyg som containerfartyg? Situationen är mindre gynnsam för användningen av rent väte.
”Det är väldigt komplicerat att lagra den nödvändiga mängden väte under långa resor. Oavsett om det är komprimerat eller flytande, understryker Nicolas Dattez. ”Det är därför nödvändigt att överväga andra lösningar, däribland vätederivat som ammoniak, e-metanol eller e-metan.”
”Medan alla tre molekylerna produceras utgående från grönt väte med hjälp av förnybara energikällor, kräver de två sista bränslena också koldioxid (CO2)”, fortsätter Dattez. Infrastrukturen för produktion av dessa syntetiska bränslen dock ännu inte har byggts ut. Under tiden kan metanol eller metan syntetiseras från biomassa. Dessa kallas biometanol eller biometan.
Även på detta område kommer det hela tiden nya initiativ. I september 2023 döpte det danska rederiet Maersk det första biometanoldrivna fartyget och beställde ytterligare tjugofem sådana fartyg.
Det franska rederiet CMA CGM och energijätten Engie ingick å sin sida ett kompanjonskap i november 2021 i syfte att producera och distribuera grönare bränslen för att minska koldioxidutsläppen från sjötransporterna. Flytande biometan är en av de metoder som de arbetar med för att säkerställa utvecklingen av en process för produktion och distribution av koldioxidfria bränslen för sjötransporter. CMA CGM:s flotta förväntas bestå av 44 LNG-drivna fartyg år 2024.
Dessutom håller segeldrift, som sedan lång tid tillbaka övergavs av handelsflottan, återigen på att bli en framtidslösning för den världsomspännande sjöfarten. Michelin-koncernen har utvecklat Wisamo, vilken är en uppblåsbar vinge som höjs och sänks runt en teleskopmast och styrs via ett automatiserat gränssnitt. Denna teknik certifierades av Solar Impulse Foundation i juli 2023 och kan driva alla typer av fartyg tack vare ett högpresterande uppblåsbart vingsystem.
”Slutligen är den enklaste lösningen att sänka båtarnas hastighet för att minska deras förbrukning per kilometer”, sammanfattar Nicolas Dattez.
”Det finns ingen lösning som passar alla”
Bruno Nicolas, som är chef för varumärket Actemium, inventerar de ”nya bränslena” och deras konkurrenskraft.
Vilka är de mest konkurrenskraftiga ”nya bränslena” idag?
På kort sikt kommer LNG, ett fortfarande fossilt bränsle, att minska utsläppen av koldioxid och partiklar. LNG är också ett sätt att övergå till ”grönare” bränslen, såsom biobränslen och e-bränslen som kommer att kunna användas utan att ändra maskineriet och tankarna ombord på de fartyg som ursprungligen konstruerats för LNG.
Om man blickar framåt…
Biobränslena produceras redan i små mängder men till en rimlig kostnad och förväntas kunna anpassas till kravet på inblandning senast 2030. E-bränslena, å andra sidan, befinner sig fortfarande i utvecklingsfasen. De är dyrare att producera på grund av kaskadeffekt och kräver stora mängder elektricitet med låga koldioxidutsläpp.
Vilka faktorer påverkar konkurrenskraften för dessa nya bränslen?
E-bränslenas konkurrenskraft jämfört med fossila bränslen beror på tre faktorer: investeringskostnaden, tillgången till billig elektricitet med låga koldioxidutsläpp och nivån på koldioxidskatterna. Blandningen av bio- och e-bränsle är en lösning för att få priset per enhet mer konkurrenskraftigt. Antagandet av bindande internationella standarder (inom ramen för den Internationella sjöfartsorganisationen), tillsammans med incitament från staterna är oumbärligt för att påskynda sjötransporternas energieffektivitet.
Vilka är de mest lovande lösningarna på längre sikt?
Det finns ingen lösning som passar alla. Det är kombinationen av de olika lösningarna som kommer att göra det möjligt att nå de uppsatta målen. Resultatet kommer till stor del att bero på förmågan att producera och distribuera alternativa bränslen med låga koldioxidutsläpp.
Lösningarna för att göra oss oberoende av fossila bränslen
- Elektricitet: För korta sträckor, till följd av den batterivolym som måste transporteras.
- Väte: Fördelaktigt om produktionen sker från förnybara energikällor, men det är svårt att lagra och transportera.
- E-ammoniak: Billigt och lätt att lagra men tyvärr mycket giftigt.
- Biometan: Denna gas framställs genom en rötningsprocess för biomassa men dess produktionspotential är begränsad.
- Biometanol: Biobränsle som framställs av biomassa.
- Andra syntetiska bränslen eller e-bränslen (e-metan, e-metanol osv.): De kan lätt ersätta de nuvarande bränslena men produktionen befinner sig fortfarande bara i sin linda och kostnaderna är fortfarande höga.
- Kärnkraft: Inga utsläpp av växthusgaser och stor självständighet men orsakar säkerhetsproblem.
- Vindkraft: Det bästa koldioxidavtrycket men kräver tillägg av reservkraft.
16/04/2024
