Maritim Analyse – dekarbonisering, bæredygtighed og fremtidens skibe

Bæredygtige teknologier og løsninger til skibsfarten er afgørende. Forventningerne i samfundet er høje, og både aktiviteter med direkte forbrugerkontakt og business to business aktiviteter forventes at have transparente og bæredygtige forsyningskæder.

Den maritime industri i Danmark har tidligt været opmærksom på disse forventninger og har tilpasset produktudviklingen. Men sideløbende er det centralt, at nye krav og standarder bidrager til at præcisere bæredygtigheden for et produkt, et system om bord eller et helt skib – og dermed bidrager til at trække hele udviklingen i en mere klima- og miljøvenlig retning.

Det politiske afsæt

Begynder vi hos IMO, har man der vedtaget strategier, på bl.a. klimaområdet, som efterfølgende er blevet til aftaler eller anbefalinger. Derudover fremlagde EU Kommissionen i sommer sin klimapakke Fit for 55, som skal sikre minimum 55 pct. reduktion i drivhusgasemissioner i år 2030, sammenholdt med 1990.

Bæredygtighed omfatter dog mange andre aspekter, og for den maritime industri er særligt miljøkrav inden for emissioner (NOx, SOx & partikler), udledninger (ballastvand, scrubber-vand, olieholdigt vand m.m.), støj og vibrationer også af stor betydning i forbindelse med design, konstruktion og drift af skibe.

Derfor er opgaven dels at sikre, at målsætningerne kan opfyldes – aktualiseret yderligere af den seneste rapport fra FN’s klimapanel IPCC, som i august tegnede et dystert billede af verdens samlede klimafordringer, og dels at skabe løsninger, som samtidig gavner miljøet både lokalt og internationalt.

For begge agendaer oplever vi et kæmpe engagement i den maritime industri og en vurdering af, at man vil være i stand til at levere de relevante tekniske løsninger. Men vejen dertil har mange sving.

Fremtidens brændstoffer

Da brændstoffer tilvejebragt med vedvarende energi i fremtiden vil få en meget vigtig rolle, arbejdes der aktuelt på udvikling af internationale regler for brugen af dem.  På det netop afholdte møde i IMO´s underkomité CCC var der fremdrift omkring midlertidige retningslinjer for brug af brændselsceller og anvendelse af brint om bord i skibe, og tilsvarende skal man nu se på anvendelsen af ammoniak.

Disse retningslinjer er afgørende for, at flagstater kan godkende installationer i skibe. Uden et internationalt regelværk vil skibsfartens installation og brug af nye teknologier ikke ske, og Danske Maritime ønsker derfor, at der lægges størst muligt politisk pres på, at dette sker hurtigst muligt.

Behovet for de nye brændstoffer bliver enormt. Skibsfarten aftager cirka 300 mio. tons traditionelle fossile marine brændsler om året. Hvis transitionen til Power-to-X-produceret brændstof skal ske til fulde, vil der derfor være behov for produktion af 600-900 mio. tons alternativt brændstof – alene til skibe – da disse har en brændværdi, der typisk er 2-3 gange lavere end traditionelt brændstof.

Det politiske pres kan være et vedtaget mål om CO₂-neutral skibsfart i 2050, hvilket er væsentligt mere ambitiøst end IMO GHG-strategien fra 2018. For én ting er strategi, og noget andet er, hvad der i praksis sker. Her vil et grundigt og systematisk arbejde omkring en realistisk plan kunne bidrage til implementering i IMO, men dette har hidtil vist sig at være særdeles vanskeligt, så der skal stærke og overbevisende argumenter på bordet samt veldokumenterede projekter til at vise vejen.

Øget opbakning til first movers

Det har tidligere vist sig, at ny teknologi ikke er tilstrækkeligt til, at der sker en udbredelse. F.eks. har landstrøm til skibe og LNG-teknologi begge været tilgængelige i mange år, uden større udbredelse.

Derfor mener Danske Maritime, at der er behov for incitamenter. First movers skal belønnes og ikke stå alene med risikoen. Det er yderst vigtigt, at man politisk støtter innovative storskalaprojekter, så de, der går forrest med at udvikle grønne og energieffektive løsninger inden for skibsbygning, infrastruktur i havne, udvikling af nye bæredygtige brændstoffer og så videre, har en klar fordel.

For hvis man har både tekniske, økonomiske, sikkerhedsmæssige og andre risici uden samtidig at opnå en fordel, så kommer udviklingen ganske enkelt ikke til at ske som ønsket.

Konkret foreslår Danske Maritime derfor at skabe rammer, som gør fuldt livscyklusanalyserede og certificerede nulemissionsskibe – inklusiv deres brændstof – til det naturlige og umiddelbare valg i 2030. For at understøtte dette, skal incitamenter og ordninger med tilhørende aftaler forhandles og indføres snarest og i hvert tilfælde inden 2025.

Behov for ny international lovgivning

Danske Maritime har medlemmer, som vil kunne levere de teknologier, der gør ovennævnte ambitiøse plan praktisk mulig at realisere på skibe world-wide, og ganske mange rederier er positive. En fælles indsats bør således kunne skabe den ønskede udvikling og effekt.

Men der skal lovgivning til, f.eks. i form af en afgift på CO₂, for at få de nødvendige teknologiinvesteringer til at ske i det ønskede tempo. Skibe har som bekendt en typisk levetid på 20 – 25 år eller mere, så for at kunne være CO₂-neutrale i f.eks. 2050, skal de skibe, der leveres allerede om et par år være klimneutrale, da en gennemgribende fornyelse af verdensflåden tager tid.

I den forbindelse skal IMO også forholde sig til det kommende COP26 i november 2021, hvor man kan og bør vise handlekraft. Skibstransport har det mindste klimaaftryk per fragtet ton, men samlet set står skibsfarten for cirka tre procent af de globale CO₂-udledninger, og vi skal videre. 80-90 pct. af verdenshandlen fragtes med skib, og det kan ikke nytte, at man politisk hænger i bremsen.

Udviklingen overhaler den politiske proces

I de senere år er der nemlig sket en positiv udvikling, hvor vi har set ambitionsniveauet vokse i en række lande og blandt nogle rederier. Vi ser, hvordan der bliver bestilt CO₂-neutrale skibe, forsket i nye brændstoffer og investeret i energikilder, som kan være med til at levere energien til den grønne søtransport.

Udviklingen har således overhalet de globale forhandlinger, som fortsat går trægt, og hvor vi fortsat mangler den afgørende globale beslutning om skibsfartens CO₂-udledning. Politikerne skal træffe et ambitiøst valg, og det haster.

For parallelt hermed sejler langt hovedparten af verdensflåden fortsat på fossile brændsler. Ikke kun på grund af skibes generelt lange levetid, men også pga. den fortsat meget begrænsede udbredelse af alternative bunkermuligheder, usikkerhed om pris og forsyningssikkerhed og så videre.

Derfor vil også Carbon Capture Storage & Transportation kunne få en betydningsfuld rolle – i hvert tilfælde i en periode. Flere danske kraftværker har erfaring med opsamling og lagring af CO₂ på land, men den kommercielle udbredelse har dog været begrænset, da det giver betydelige forøgelser i omkostningerne til fremstilling af elektricitet. Ikke desto mindre rummer teknikken et potentiale, som bliver relevant at forholde sig til.

Energieffektivitetens store betydning

I Danmark er der stor ekspertise inden for bygning af energieffektive skibe, herunder udstyr, komponenter og systemer til skibe. Ser vi på fremstilling af grønne brændstoffer med Power-to-X, kræver det imidlertid store omlægninger og overvejelser ift. energiproduktion.

Dels er der bred konsensus om, at prisen på PtX-producerede brændstoffer vil være væsentligt højere (i størrelsesordenen 3-4 gange) end for de fossile brændsler, hvilket skaber et behov for løsninger, der kan nedbringe energiforbruget, uanset hvilken type PtX-brændstof der udvikles.

Dels bliver behovet for udvikling af løsninger, der kan reducere energiforbruget i skibsfarten, endnu større af, at de aktuelt mest realistiske PtX-producerede brændstoffer til skibe – ammoniak, metanol og brint – som nævnt har en markant lavere brændværdi. Dette øger den mængdemæssige efterspørgsel kraftigt, hvorved behovet for effektiv udnyttelse af brændstoffet stiger yderligere for at øge rækkevidden af en optankning og sænke omkostningerne på transporten.

Al energiomdannelse medfører et energitab, og det vil derfor være mest effektivt at anvende strøm fra vedvarende energi direkte til el-drevne behov, og dernæst til andet hvor andre alternative brændsler kan opfylde et behov. I den sammenhæng er skibsfart ikke den eneste eller mest nærliggende aftager på globalt plan, og derfor er der en risiko for, at overskudsstrømmen vil blive anvendt i andre industrier, før den når til skibsfart i et omfang, der kan dække det samlede behov.

Da pris, tilgængelighed og volumen er de væsentligste kriterier for valg af brændstof til skibsfart, er dette en meget reel og væsentlig barriere for implementeringen af PtX-produceret brændstof til skibe på globalt plan. For at imødegå denne udfordring er det således væsentligt, at der udvikles teknologiske løsninger, der sikrer en så effektiv anvendelse som muligt.

Skibsdesign nu og i den nære fremtid

Skibsdesign har traditionelt været med økonomisk optimering for øje, og et godt designet skib var karakteriseret ved at kunne give det størst muligt afkast af den investerede kapital for rederiet.

Lastindtag, kosteffektiv produktion og fart har været og er fortsat meget vigtige parametre. Men vi har i nyere tid set radikale ændringer i fartregimet, hvor skibe designet for høj fart har været lagt op, og andre skibe er blevet modificeret og ombygget til væsentlig lavere fart (slow-steaming), end de oprindelig var bygget til. Vi har således set forskellige markedsændringer og flere krav om, at et skib skal være effektivt over et bredere driftsinterval og ikke optimeret alene for én fart i én lastekondition.

Med de forventede væsentligt højere priser på nye bæredygtige brændstoffer og omkostninger til CCST ved fortsat anvendelse af traditionelle brændsler, vil der blive optimeret yderligere på både skibets hydrodynamik og propeller samt på disses interaktion med skibet, og på fremdrivningsanlæggene samt alle øvrige aktive systemer om bord, som er nødvendige for skibets drift.

En mere ensartet tilgang via nye standarder

Et nyt fælles initiativ fra rederier og udstyrsproducenter har således netop set dagens lys. Målet er at udvikle universelle, internationalt anerkendte standarder for skibskomponenter og ombordsystemer – for at kunne sammenligne, på en videnskabelig korrekt vis, så en optimal ydeevne kan demonstreres, eftervises og dokumenteres. Derved vil en høj klimavenlighed i hver enkelt proces og system om bord kunne måles, monitoreres og honoreres. Dette er en fair og rigtig tilgang, som vil tilgodese de gode designere og skibsbyggere, som formår at optimere ift. klimavenlighed, og som ser holistisk på hele skibet og den logistikkæde, som skibet indgår i.

Projektet har netop fået godkendelse og grønt lys fra den internationale standardiseringskomite for skibs- og marineteknologi, og det betyder, at der om få år kommer en international ISO-standard, som vil gøre det langt nemmere at vælge det bedste og mest energieffektive produkt, når man bygger eller vedligeholder skibe. For enden af bordet sidder Danmark, og over tid kan standarden også bidrage til øget dansk eksport, når danske producenter så at sige får et kvalitetsstempel.

Nye risikovurderinger og designs

De nye brændstoffer vil også får stor betydning for skibenes design med nye krav i forhold til tankkapacitet, sikkerhedsaspekter og meget andet. Derfor er der også i den sammenhæng behov for nye krav, regler og standarder, for der bliver brug for andet og mere end de velkendte risikovurderinger. Vigtigheden af dygtige rådgivere og innovative løsningers indarbejdelse på et tidligt stadie i designprocessen bliver således af endnu større betydning.

Et eksempel er containerskibe, hvor vi har set en udvikling omkring reduktion af fremdrivningsmodstand, samtidig med at dæksarealet er øget med stort flare i forskibet. Tilsvarende ser vi en forøgning af agterskibets form med god tilstrømning til propelleren, hvilket samlet set medfører, at lastindtaget øges betragteligt.

De styrkemæssige udfordringer herved er kendte og er ved dygtigt skibsingeniørarbejde løst. Overordnet er den mest effektive måde at reducere CO₂-emissioner på at øge skibets størrelse og at reducere farten. Men også andre teknologier spiller en væsentlig rolle, f.eks. Flettner rotorer, kites, nyt bov-, skrog- og propellerdesign, alternative energibærere og fremdrivningssystemer, nye antifoulings, bedre beslutningsstøttesystemer samt laste-, losse- og logistikoperationer i havn. Listen er lang, og det bliver interessant af følge udviklingen.

Voksende aktivitet, voksende behov for omlægning

Statistik fra FN viser, at verdensflåden målt både i antal skibe og i tonnage vokser, og selv om der allerede er indført energieffektiviseringer på nye skibe samt på nogle eksisterende skibe, så er kurven endnu ikke knækket. De samlede emissioner fra skibsfarten stiger fortsat, hvilket er fortvivlende, da målet – som blev sat af IMO for flere år siden – var at stoppe den stigende udvikling i drivhusgasemissionerne hurtigst muligt.

Det store behov for klimamæssig opgradering gennem retrofit af mere energieffektiv teknologi står således lysende klart, og den maritime branche skal levere sine bidrag til det samlede regnestykke. Selv om skibsfart i forvejen er den mest energieffektive og klimavenlige transportform kan meget fortsat optimeres, ligesom det også vil styrke den grønne omstilling at flytte langt mere gods fra landtransport til søtransport.

Men dette forudsætter, at vi formår at gennemføre en effektiv grøn omstilling af den samlede globale flåde, og at det fortsat voksende energiforbrug til søs adresseres i form af ny forskning og udvikling inden for skibs- og havteknik.

Nye aktiviteter på og i havet

Samtidig ser vi også en øget aktivitet på og i havet; blandt andet ”Maritime Spatial Planning” med stor vækst inden for energiproduktion, fødevareproduktion, ocean mining med videre. Dette vil skabe endnu flere drivhusgasemissioner fra maritime aktiviteter, hvis vi ikke formår at gennemføre meget store omlægninger til vedvarende energi, eller opnår store teknologiske fremskridt.

Samtidig bliver der brug for fortsat udvikling af skibs- og havtekniske strukturer og anlæg. Havet er som bekendt et til tider barsk miljø, som stiller særlige krav til styrke, materialer, udførelse og behandling, og vi skal derfor kunne udvikle realistiske modeller og videreudvikle metoder til at udvikle de bedste nye designs. Et felt der ligeledes har et stort potentiale på verdensmarkedet, og hvor de danske styrkepositioner rummer store vækstmuligheder.

Den energimæssige infrastruktur og produktion

Så summa summarum. Mens vi udvikler fremtidens teknologier, er det helt afgørende, at også den energimæssige infrastruktur og produktion følger med og prioriteres politisk. Der vil som nævnt være et stort behov for vedvarende energi, som – udover at mange brancher vil konkurrere om den – også skal føres frem til havnene og andre beliggenheder med stor betydning for forsyningsevnen og infrastrukturen.

I den forbindelse kommer også landstrøm til at spille en voksende rolle. Dels forsyner det skibe med strøm med et meget lille energitab undervejs. Dels bliver det muligt at stoppe de motorer, som aktuelt kører på fossile brændstoffer i havn. Ydermere vil det – med afsæt i de kommende højere priser på grønne brændstoffer – også på den lange bane være økonomisk attraktivt at koble på landstrøm. Og endeligt kan landstrøm også benyttes til opladning af køretøjer, hvis man tænker i større anlæg, hvorfor landstrømsanlæg med fordel kan kædes sammen med den øvrige lade-infrastruktur, som aktuelt udvikles ift. landtrafik på tværs af landegrænser.

Men landstrøm er et eksempel på, at vi i Danmark på en række områder ikke har samme rammevilkår som de lande, vi konkurrerer med. Ser vi konkret på landstrøm, har man fx i Norge og Tyskland afsat nationale midler til fremme af landstrøm, modsat her i landet. For nylig afholdt Danske Maritime sammen med Danske Havne og Miljøministeriet en konference om landstrøm, hvor vi satte fokus på, hvordan vi kommer videre. Fit for 55 lægger ligeledes op til øget brug af landstrøm, men i Danmark er det havnene selv, som med opbakning af kommunen og evt. ved at søge EU-midler skal finansiere investeringen. Tilsvarende kan rederierne heller ikke søge om tilskud til etablering af anlægget ombord.

Konferencen bød desværre ikke på konkrete politiske løfter, men vi håber, at den gav inspiration, og Danske Maritime vil fortsat arbejde på, at der landspolitisk opnås vilje til også at understøtte denne teknologi – i lighed med andre bæredygtige tiltag som fx etablering af solcelleanlæg, vindmøller eller klimarenovering af ejendomme. Det samme gælder de øvrige dagsordner vedrørende behovet for level playing field og sammenlignelige rammevilkår, som Danske Maritime vedvarende arbejder med.

Så… fremtiden er grøn, men vejen dertil har mange sving og går både via nationale, europæiske og globale initiativer, som vi kommer til at følge tæt. I mellemtiden: God arbejdslyst.