Kapittel 22: Utslippene må ned og mulighetene er mange

Norsk kystfart

Norsk kystfart omfatter all transport av gods og passasjerer langs kysten av Norge, fra sør til nord. Det er en viktig del av landets transportinfrastruktur og en viktig økonomisk aktivitet.

Kystfarten i Norge har en lang tradisjon og har utviklet seg i takt med samfunnsutviklingen. Fra å være primært basert på seilskuter og lokale båter er det nå et moderne transportnettverk som omfatter alt fra små hurtigbåter og lokale ferger til store passasjerskip og lasteskip.

Kystfarten er viktig for å knytte sammen øyer og kystsamfunn og for å frakte varer og tjenester til og fra kystområdene. Det er også en viktig transportform for turister som ønsker å oppleve Norges vakre kystlandskap.

Ifølge tall fra Statistisk sentralbyrå (SSB) var det i 2022 registrert 1 592 norskeide skip i den norske handelsflåten (Statistisk sentralbyrå (SSB) 1.2.2023 S1).

Kystfarten sysselsetter også et betydelig antall mennesker. Ifølge tall fra Sjøfartsdirektoratet var det i 2019 omtrent 20 141 personer ansatt om bord på skip i kystfart (Sjøfartsdirektoratet 30.7.2019). I tillegg kommer ansatte i støtte- funksjoner som vedlikehold, havner og terminaler.

Alt i alt spiller norsk kystfart en viktig rolle i å knytte sammen kystsamfunnene og sikre transport av varer og tjenester langs hele kysten av Norge.

Utviklingstrekk for dieselmotorer

Dagens dieselmotorer har gjennomgått en rekke teknologiske utviklinger de siste årene, som svar på de stadig strengere kravene som myndighetene setter til utslipp (Kommisjonsforordning (EU) nr. 459/2012). Dette har gjort motorene mer effektive og miljøvennlige. Noen av de viktigste utviklingstrekkene inkluderer:

1. Lavere utslipp: Miljøvennlighet er blitt en stadig viktigere faktor for skipsmotorer, og moderne motorer har derfor betydelig lavere utslipp av skadelige stoffer som nitrogenoksider (NOx), svoveloksider (SOx) og partikler. Dette oppnås blant annet ved bruk av lavsvovelbrensel og avanserte renseteknologier.
2. Redusert drivstofforbruk: Moderne dieselmotorer er blitt betydelig mer effektive, noe som har ført til redusert drivstofforbruk og dermed lavere utslipp. Dette oppnås blant annet ved å bruke høyere trykk og temperatur i forbrenningskammeret, og ved å utnytte varmen som genereres av motoren på en mer effektiv måte.
3. Hybridmotorer og elektriske motorer: Hybridmotorer og elektriske motorer er blitt stadig mer vanlig de siste årene. Disse teknologiene reduserer utslippene og drivstofforbruket ytterligere og gir også mulighet for støysvak drift.
4. Digitalisering: Dieselmotorene er blitt mer avanserte med hensyn til digitalisering. Moderne motorer har sensorer og datamaskiner som kan overvåke og optimalisere motorenes ytelse i sanntid, og som kan gi operatørene verdifull informasjon om ytelse, vedlikeholdsbehov og annen viktig informasjon.
5. Løsninger for lav- og nullutslippsteknologi: I dag har dieselmotorer fått løsninger for lav- og nullutslippsteknologi, som hydrogenbrenselceller og ammoniakkdrift. Dette kan være et viktig bidrag for å redusere utslippene i transportsektoren og møte de stadig strengere miljø- kravene.

Krav til skipsdieselmotorer og kystfart

Det stilles stadig strengere krav til skipsmotorer og norsk kystfart, både med hensyn til miljø, sikkerhet og effektivitet (Regjeringen, Klimakur 2030 Del A kap. 5.). Noen av de viktigste kravene som stilles i dag, inkluderer:

1. Reduserte utslipp: Kravene til utslippsreduksjon er stadig økende, og det stilles nå krav til både lavere utslipp av nitrogenoksider, svoveloksider, partikler og klimagasser som CO2. Dette kan føre til at skipsmotorer må benytte nye teknologier og drivstoff, som hydrogenbrenselceller, ammoniakkdrift eller batterielektriske motorer.
2. Energieffektivitet: Det stilles krav til økt energieffektivitet og redusert drivstofforbruk. Dette kan oppnås gjennom nye teknologier som hybridmotorer og bedre systemer for energi- gjenvinning og -styring.
3. Digitalisering: Økt digitalisering og mulighet for bedre overvåking av motorer og maskineri, noe som kan bidra til å optimalisere driften og redusere både utslipp og energiforbruk.

Autonome skip er en annen trend som kan påvirke norsk skipsfart. Dette kan gi mer effektiv og sikker transport, men krever også nye teknologier og endring i regelverket.

Sikkerhet er alltid en viktig faktor i skipsfart, og det stilles stadig nye krav til blant annet brann- sikkerhet, navigasjonssystemer og redningsutstyr.

For å møte disse kravene vil det være nødvendig med kontinuerlig teknologiutvikling og innovasjon innenfor skipsindustrien samt nye investeringer i infrastruktur og transporttjenester langs kysten. Norsk kystfart vil måtte tilpasse seg endrede markedsforhold, økende konkurranse og nye forbrukertrender for å kunne opprettholde en bærekraftig og konkurransedyktig flåte.

Hydrogen

Hydrogen produseres i dag hovedsakelig ved reformering av naturgass, men kan også fremstilles ved vannelektrolyse.

Vannelektrolyse er en velkjent teknologi som har vært benyttet i Norge i industriell skala, fra oppstarten av Norsk Hydros anlegg på Rjukan i 1940 og i Glomfjord fra 1953. Ved vannelektrolyse spaltes vann ved hjelp av elektrisitet til hydrogen og oksygen. Dersom hydrogen fremstilles på denne måten med strøm fra vannkraft, solceller eller vindturbiner, er dette helt CO2-fritt.

Bruk av hydrogen som drivstoff for skipsmotorer er et relativt nytt felt, og det er fortsatt mye som må gjøres for at teknologien skal være levedyktig for den maritime sektoren. Likevel er det noen utviklingstrekk som kan peke mot at hydrogen kan spille en rolle som drivstoff for skipsmotorer i fremtiden.

Per i dag er det kun noen få skip som bruker hydrogen som drivstoff, og de er hovedsakelig mindre fartøy som ferger og turistbåter. Disse skipene bruker vanligvis hydrogenbrenselceller til å produsere elektrisitet som driver skipsmotoren. Hydrogen kan også benyttes som gass i vanlige bensinmotorer (Otto-motorer). Selv om teknologien er lovende, har den fortsatt noen begrensninger når det gjelder driftsområdet og tilgjengelighet av infrastruktur for produksjon, lagring og distribusjon av hydrogen. Og foreløpig er hydrogen et dyrt drivstoff. Norske myndigheter og næringsliv har vist økende interesse for bruk av hydrogen som drivstoff i skipsindustrien, og flere initiativ og prosjekter pågår for å utvikle hydrogen som et alternativt drivstoff. Fergeselskapet Norled drifter nå riksvegfergesambandet Hjelmeland – Nesvik – Skipavik i Rogaland med en ferge som går minst halve tiden på hydrogen, og resten av tiden på energi fra lading av batterier ved kai (Teknisk ukeblad (TU) 30. juli 2019).

Norge har en potensielt sterk posisjon innen produksjon av hydrogen på grunn av rikelig tilgang på vannkraft (grønt hydrogen), men vi kan også produsere hydrogen fra våre rikelige kilder med naturgass (blått hydrogen). Produksjon av hydrogen planlegges flere steder.

Samlet sett er statusen for hydrogen som drivstoff for skipsmotorer fortsatt i utviklingsfasen, men det er økende interesse og aktivitet på feltet.

Ammoniakk

Bruk av ammoniakk som drivstoff for skipsmotorer er i utvikling, og det er positive signaler som peker mot at ammoniakk kan spille en rolle som et alternativt drivstoff.

Ammoniakk er en energirik, klimavennlig og bærekraftig energikilde og kan produseres fra fornybare energier som sol, vind og vannkraft. Bruk av ammoniakk gir ingen utslipp av CO2 eller andre skadelig stoffer, men har utfordringer knyttet til håndtering, lagring og distribusjon på grunn av sin toksisitet, markante lukt og høye reaktivitet.

Det pågår allerede flere prosjekter og initiativ for å utvikle ammoniakk som et alternativt drivstoff for skipsindustrien. Flere ledende skipsprodusenter og teknologiselskaper har begynt å utforske ammoniakkdrevne skip, og det er støtte fra myndigheter og næringsliv for å utvikle ammoniakk som et alternativt drivstoff.

Samlet sett er statusen for ammoniakk som drivstoff for skipsmotorer i utviklingsfasen, men det er økende interesse og aktivitet på feltet. Med riktig teknologi og infrastruktur på plass kan ammoniakk bli et viktig bidrag for å redusere utslippene fra skipsindustrien.

E-metanol

E-metanol betraktes som en lovende alternativ energikilde for skipsmotorer og en mulig løsning for å redusere utslippene fra sjøtransportsektoren. E-metanol produseres ved elektrolyse av vann og CO2, og elektrisiteten kan komme fra fornybare energikilder som for eksempel vind- og solkraft. For å skille sluttproduktet fra tradisjonelt fremstilt metanol fra fossile råstoff kalles den for e-metanol, der e-en står for elektrisiteten som anvendes til fremstillingen.

Metanol er et utmerket drivstoff, ikke minst for fartøy. Det er en væske ved romtemperatur, noe som gjør lagringen enkel. Bruken resulterer i veldig lave utslipp av nitrogen, svovel og partikler.

Men e-metanol har også noen ulemper. Det er giftig, brenner uten synlig flamme, energiinnholdet er om lag halvparten av diesel og en må ha diesel i tillegg

Fartøy har god plass til drivstoff, og det stilles ingen spesielle krav til utformingen av drivstofftankene. Økt mengde drivstoff er derfor intet problem.

Metanol vil ikke tenne i en dieselmotor, en må bruke til dels store mengder diesel i et såkalt «dual fuel»-system. Det gjør selvsagt metanoldrift mindre miljøvennlig.

Per i dag er det begrenset bruk av e-metanol i skipsindustrien, men det pågår en rekke forsknings- og utviklingsprosjekter for å teste ut e-metanol som et alternativt drivstoff.

En av fordelene ved e-metanol er at det kan brukes i eksisterende skipsmotorer. Riktig nok må det gjennomføres betydelige ombygginger av motoren, det er særlig topplokket som må gjennomgå store forandringer. Det må også installeres et parallelt drivstoffanlegg i tillegg til diesel. Men bruk av metanol vil bidra til å redusere CO2-utslippene fra skipsindustrien, som er en av de største kildene til klimagassutslipp globalt. CO2-utslipp fra forbrenning av e-metanol regnes dessuten som klimanøytral. I tillegg vil det føre til kraftig reduksjon av utslipp av partikler, svovel og nitrogen.

Likevel, for å utvikle e-metanol som en bærekraftig løsning for skipsindustrien, må det utføres mer forskning og utvikling for å optimalisere produksjonen og redusere kostnadene. Det må også gjøres investeringer i infrastruktur og distribusjonsnettverk for å muliggjøre e-metanol som et vanlig drivstoff for skipsindustrien.

Biometanol

Biometanol, som kan produseres fra biogene materialer og bioavfall, kan også brukes som drivstoff i skipsmotorer, på samme måte som e-metanol, med de samme fordelene og ulempene.

Biometanol lages ikke av mat som rapsolje, korn eller palmeolje. Det lages av grener og topper fra skogsdrift, fra trestokker som før gikk til tresliperier, fra slakteavfall og annet biogent avfall.

Biometanol produseres ved å forgasse biomasse og avfall med høyt innhold av biogent materiale. Forgassingen foregår anaerob, det vil si uten tilførsel av tilstrekkelig mengde luft eller oksygen for en fullstendig forbrenning. Resultatet er en syntesegass som inneholder kullos CO og hydrogen H2. For å produsere metanol CH3OH trenger en dobbel mengde hydrogen. Den kan enten produseres ved å bruke deler av CO-gassen og vanndamp til å lage hydrogen og CO2, eller separat produksjon av hydrogen ved elektrolyse av vann. Da vil en også kunne anvende oksygen fra elektrolysen til den anaerobe forgassingen og dermed unngå luftens nitrogen.

Fordelen ved å bruke biometanol som drivstoff er at utslippet av CO2 regnes som klimanøytralt, siden det er «mat» for ny bioproduksjon i trær og busker.

Imidlertid, selv om biometanol er en lovende alternativ energikilde, er det per i dag ikke et vanlig drivstoff i skipsindustrien på grunn av høye produksjonskostnader og begrenset tilgjengelighet. Produksjon av biometanol krever også betydelige investeringer i infrastruktur og teknologi for å kunne konkurrere med fossilt drivstoff.

Likevel, som en del av det økte fokuset på miljøvennlige alternativer, pågår det forsknings- og utviklingsarbeid for å øke produksjonen og redusere kostnadene. Flere prosjekter er blitt startet for å teste ut bruken av biometanol som alternativt drivstoff for skip.

OME: klimavennlig syntetisk diesel fra biometanol

Det er mulig å produsere syntetisk diesel fra biometanol. Her finnes det flere produksjonsteknologier. Fordelen med slik produksjon er at en kan redusere utslipp av klimagasser fra dieselmotorer. CO2- utslipp fra forbrenning av syntetisk diesel regnes som klimanøytral med null i bidrag, da denne CO2- en er «mat» for produksjon av ny biomasse.

Det er særlig næringene skog- og jordbruk, tungtransport og kystfart som kan ha stor nytte av klimanøytral syntetisk diesel, da de ellers ikke har åpenbare alternativer til fossilt drivstoff.

Figur 22.1 Fiskebåter i Nusfjord.

Myndighetene stiller krav til at diesel som selges i Norge, skal inneholde en betydelig mengde biodrivstoff, for tiden om lag 25 %, med et delkrav at om lag 10 % av dette skal være såkalt avansert Myndighetene stiller krav til at diesel som selges i Norge, skal inneholde en betydelig mengde biodrivstoff, for tiden om lag 25 %, med et delkrav at om lag 10 % av dette skal være såkalt avansert biodrivstoff. Avansert biodrivstoff er lagd av råmaterialer som ikke fører til avskoging i sårbare fjerne strøk. Disse kravene øker fra år til år.

Det foreligger planer om å produsere et avansert biodrivstoff i Norge som heter oksymetylen eter og forkortes OME. OME skal lages av biometanol og formaldehyd i vandig løsning.

Figur 22.2 OME 3-5.

Litt kjemi

Molekylet til OME er vist i figur 22.3. Dette er OME 1, det vil si at det er én -CH2-O formaldehydgruppe, markert med rødt. Ved to formaldehydgrupper kalles stoffet OME 2, og så videre.

Figur 22.3 OME-molekylet.

OME er en vannklar væske. Den OME-en som har om lag samme viskositet som diesel, heter OME 3 til 5, og den er en blanding av OME 3, OME 4 og OME 5. For enkelhets skyld blir betegnelsen OME 35 brukt.

OME er et syntetisk drivstoff som grunnet manglende C – C-bindinger har et ekstremt lavt utslipp av sot, svovel og nitrogen ved forbrenning. Det er ikke giftig eller farlig. Stoffet er flytende ved normal trykk og romtemperatur.

OME er biologisk nedbrytbar. Egenvekten er om lag 1 kg/liter. Brennverdien er lavere enn diesel, en må bruke 70 % mer drivstoff for å oppnå samme motorkraft.

I tillegg er OME et sterkt løsemiddel som krever sterke pakninger i rør og tanker som kommer i kontakt med stoffet.

Den største fordelen med OME er at det ikke kreves noen form for ombygging av eksisterende dieselmotorer. Bruk av OME krever ingen ny infrastruktur.

OME er en sterk klimanøytral kandidat til å erstatte fossil diesel som drivstoff.

Og vinneren er...

Tabell 22.1 viser en sammenfattende vurdering av de ulike teknologiene.

Tabell 22.1 Vurdering av ulike teknologier.

Metanol brukes i dag på enkelte skip. Flere skip med metanoldrift er kontrahert av det danske rederiet Maersk. Hydrogen brukes av Norled på ett fergesamband. OME produseres foreløpig ikke i Europa.

Det er ikke lett å plukke en vinner. Sannsynligvis trenger vi alle teknologiene. Det er likevel verd å merke seg at med OME kan en benytte den eksisterende infrastrukturen, inklusiv eksisterende motorer.

Marked for klimanøytral diesel i Norge

Det er et stort marked for syntetisk klimanøytral diesel i Norge, og det er økende interesse for dette drivstoffet fra både næringsliv og myndigheter. Dette skyldes økende bevissthet om klimaendringer og behovet for å redusere utslippene fra transportsektoren og kystfarten.

I Norge har regjeringen som mål å redusere utslippene fra transportsektoren med 55 % innen 2030, og en av strategiene er å øke bruken av klimanøytralt drivstoff. Syntetisk klimanøytral diesel kan være et alternativ for å erstatte fossil diesel i sektorer som tungtransport og skipsindustrien.

Det er allerede flere selskaper som tilbyr syntetisk klimanøytral diesel i Norge, og flere selskaper ser på dette som en mulighet for å diversifisere sine forretningsområder og tilby bærekraftige løsninger. Det er også støtteordninger og insentiver tilgjengelig for selskaper som ønsker å investere i produksjon og bruk av fornybart drivstoff i Norge.

Samlet sett kan markedet for syntetisk klimavennlig diesel i Norge bli betydelig, spesielt med tanke på økende bevissthet om klimaendringer og behovet for å redusere utslippene fra transportsektoren og kystfart.