Havn som energiknutepunkt

Medforfattere: Eirill Bachmann Mehammer og Cecilia H Gabrielii –

Fremtidens sjøfartøy vil drives med mange flere typer drivstoff. Dette vil kreve riktige og gode investeringer i infrastruktur på land.

En nødvendig utvikling

De totale utslippene fra norsk maritim transport tilsvarer omtrent 5,5 millioner tonn CO2 per år, noe som er nesten 13% av Norges totale utslipp av klimagasser. Den maritime næringen har målsetninger om å halvere disse utslippene innen 2050, mens Norge har ambisjoner om å kutte utslipp fra ikke-kvotepliktig sektor med 50% innen 2030. Skipsfarten bruker i dag hovedsakelig fossile drivstoff, og for å nå disse målene vil det være nødvendig å gå over til drivstoff med lave eller ingen utslipp.

Mange ulike energiformer vil bli nødvendig

For nærskipsfarten (sjøtransport mellom havner i Norge og mellom havner i Norge og øvrige havner i Europa), er batterier og brenselceller mulige løsninger på disse utfordringene. For deep sea -fartøy, derimot, vil det være nødvendig med forbrenningsmotorer eller gassturbiner basert på hydrogen, ammoniakk, metanol eller biodrivstoff. Batterier er opp mot 20 ganger tyngre og større enn diesel per energienhet, derfor er elektrisk fremdrift mindre egnet for skip som går over lange distanser. Det ville også kreve enorme utbygginger av infrastruktur for å levere all denne elektrisiteten i havnene[1]. De fleste deep sea -fartøy bruker i dag bunkersolje som drivstoff, som har relativt lavt kvalitet og kan erstattes med bioolje. Det er mange utfordringer knyttet til hydrogenbasert fremdrift av skip, inkludert sikkerhetsspørsmål og mangel på infrastruktur.

I fremtiden vil det derfor være nødvendig med en miks av flere ulike energibærere, hvor biodrivstoff, elektrisitet, varme, hydrogenbaserte energibærere, metanol og fossile drivstoff alle vil være en del av bildet. Ulike tiltak og løsninger kan være optimale for ulike skipstyper, havner og byer. En miks av fartøy medfører at havner også vil måtte tilby disse drivstoffene for å fortsatt kunne være attraktive for rederier.

Energiforsyningen endrer seg

Havner ligger sentralt med tanke på mottak og distribusjon av energi. Mange av de fossile energibærerne transporteres med skip, og med en fremvekst av offshore vind vil havner kunne være en sentral aktør for mottak av energien. En stor økning i distribuert produksjon av strøm, ved spesielt solceller og vindkraft skaper muligheter for å kunne produsere og lagre ulike energibærere lokalt.

Integrerte energisystemer

Tradisjonelt har energisystemet vært bygget opp i mer eller mindre adskilte verdikjeder, hvor for eksempel elektrisitet produseres ett sted, og leveres til brukere i den andre enden. Det samme gjelder for andre energisystemer som olje og gass og fjernvarme[2]. Disse har typisk levert til ulike sektorer, og har hatt lite integrasjon mellom hverandre. På grunn av en enorm fremvekst av fornybare energikilder, ny utvikling og kostnadsreduksjoner innenfor konverteringsteknologier, og en økt etterspørsel etter nullutslipps energikilder, vil disse markedene se store endringer fremover. Også EU har sett dette behovet, og har lansert en egen strategi på tematikken Integrated energy systems[3].

For å avkarbonisere energisystemet og maritim transport er det på grunn av stor fremvekst av fornybar elektrisitet lurt å elektrifisere der det er gunstig[4]. For å lagre energien over tid og for å forsyne store behov vil det være nødvendig å benytte flere energiformer, og å konvertere energi mellom ulike energibærere. Konvertering av elektrisitet til hydrogen, og videre til ammoniakk og metanol er bare noen av mulighetene, og ved all konvertering er det visse tap, som gjerne resulterer i spillvarme. For å få utnyttet det fulle potensialet i disse mulighetene er det viktig å se på det totale systemet, og for havner virker dette å bli spesielt aktuelt fremover, med de store endringene som kommer. Havner er av mange spådd å bli fremtidens energiknutepunkt. Maritim sektor er gjennom NHO-rapporten Grønne Elektriske Verdikjeder identifisert som et av seks områder hvor Norge har spesielt store eksportmuligheter, hvor hydrogen, elektrifisering og nullutslipps fremdriftssystemer er i fokus.

Hva kan SINTEF

For å vite hva som er riktig løsning for hver enkelt havn er det nødvendig med god kunnskap om de ulike teknologiene, mulighetene, og utfordringene som dette bildet gir. SINTEF har lang erfaring fra forskningsprosjekter knyttet til de ulike energiformene. SINTEF fokuserer også på å finne hvilke store muligheter energisamspill og sektorkobling kan gi. Innenfor by- og boligutvikling har man blant annet i FME ZEN begynt å se på muligheter for samspill mellom fjernvarme og elektrisitet. Innovasjonsprosjektet ElMar fokuserer på havner og har som mål å øke brukstiden til landstrøms- og ladestrømsanlegg for skip gjennom flerbruk av kapasiteten i strømnettet, lokale energilager og lokal energiproduksjon. På større systemer har SINTEF sett på samspill mellom energisystemer i prosjektene OpenENTRANCE, CleanExport og FME NTRANS, og har store og detaljerte modeller for denne typen studier.