Gå til hovedinnhold

SINTEF-blogg Gå til forsiden

  • Energi
  • Hav
  • Digital
  • Helse
  • Industri
  • Klima og miljø
  • Bygg
  • Samfunn
Aktuelt
  • COP29
  • EN
  • NO
Energi

Forsyningsoperasjoner offshore med utslippsfritt drivstoff

Det er mer fokus på klimagassutslipp fra skip enn noen gang før. Følgelig forventes behovet for lavutslipps- eller nullutslippsdrivkraft å øke.

Offshore platform and supply vessel
Forfattere
Elin Espeland Halvorsen-Weare
Seniorforsker
Lars Magne Nonås
Forskningsleder
Endre Sandvik
Forsker
Tina Andersen
Truls Flatberg
Seniorforsker
Patrik Kjærran
Victoria Gribkovskaia
Forsker
Publisert: 17. mar 2021 | Sist redigert: 20. mar 2025
4 min. lesing
Kommentarer (0)

Batteri- og brenselcelleteknologien har utviklet seg de siste par årene, både når det gjelder teknologimodenhet og kostnader for store applikasjoner. Under paraplyen til forskningssenteret LowEmission har en gruppe forskere fra SINTEF Industry og SINTEF Ocean sett nærmere på kostnadsfaktorer forbundet med forskjellige grader utslippsreduksjon for forsyningsskip med hybride energiløsninger – innen en realistisk driftsmessig kontekst.

Hvordan ble studien utført?

Den tverrfaglige tilnærmingen i mulighetsstudien kunne gjennomføres ved hjelp av tre beslutningsstøtteverktøy: GYMIR , HyOpt og MOLO. GYMIR er et simuleringsverktøy for testing av skip under ulike operasjoner og værforhold, HyOpt er en modell for dimensjonering og design av hybride energisystemer og MOLO er et optimeringsverktøy for planlegging av ukentlige ruter for forsyningsfartøy og flåtevalg.

Studien ble gjennomført i et representativt scenario som omfatter en måneds forsyningsfartøyoperasjoner i Nordsjøen, og basert på data verifisert av industrien. Drivkraften var et hybridsystem som brukte den marine gassoljen MGO i den interne forbrenningsmotoren og hydrogen i brenselcellen i kombinasjon med batterier.

Den tverrfaglige tilnærmingen i mulighetsstudien
Den tverrfaglige tilnærmingen i mulighetsstudien ble oppfylt ved hjelp av tre beslutningsstøtteverktøy.

Resultater

Det aktuelle testscenarioet skulle fremstille en typisk offshore forsyningsoperasjon i Nordsjøen, som består av gjentatte rundturer fra basen med besøk til fire lokaliseringer offshore, og liggetid på basen innimellom. Simuleringer i GYMIR utføres i fire forskjellige skipshastigheter mellom 8 knop og 11 knop for å kvantifisere den kraften som er nødvendig for å holde i gang et forsyningsskip under realistiske sjø- og værforhold.

Testscenarioet
Denne figuren illustrerer testscenarioet som brukes for simuleringen. Vi ser et forsyningsfartøy som forlater basen for å betjene fire plattformer og deretter returnerer til basen før det gjentar syklusen. Energimengden som brukes for dynamisk posisjonering (DP) i de ulike fasene i operasjonen (ventetid og servicetid) er også oppgitt.

HyOpt-verktøyet brukes til å finne de optimale energisystemdesignene for et forsyningsfartøy med et hybrid drivkraftsystem som inkluderer hydrogen (brenselceller), batteri og en dieselmotor, i forskjellige scenarioer. Forskjellige systemvarianter resulterer i 48 testforekomster som er vurdert for utslippsreduksjonsnivå som varierer mellom 0 og 100 %.

Ulike systemvarianter resulterer i 48 vurderte testforekomster

I motsetning til fartøyskalaanalyser utført av GYMIR og HyOpt, brukes MOLO-verktøyet til å undersøke flåteperspektivet. Det bidrar til å avgjøre om antall og kombinasjon av skip er tilstrekkelig til å dekke lastebehovet og tilfredsstille alle servicekrav offshore. Analysen er rigget for å studere overgangen fra MGO til hydrogen som foretrukket drivstofftype.

Konklusjoner og potensial for utslippsreduksjon

Reduserte kostnader for et utslippsreduksjonsnivå på 50 % vil være 6 080–6 125 kroner per tonn CO2, avhengig av testenhetens innstillinger og lastprofil. Hvis hydrogen blir tilgjengelig på alle destinasjonsplattformer kan lagringskravene for hydrogen ombord på fartøyet reduseres med omtrent 80 %, mens den optimale brenselcellestørrelsen vil være omtrent den samme som for scenariokonfigurasjonen med hydrogenforsyning bare ved kai på land.

Det er betydelige kostnader involvert i oppgradering av skipsflåter med nye eller ettermonterte hybriddrivkraftsystemer, men disse oppgraderingene har potensial til å gi store utslippsreduksjoner.

Hvis du legger til en ekstra batteripakke på enten 600 kWh eller 1200 kWh øker de totale systemkostnadene, jamført med det optimale hydrogen-diesel-hybridsystemet som muliggjør en utslippsreduksjon på 50 %. Dette er hovedsakelig på grunn av de ekstra investeringskostnadene og at batteriet vil ha en lav utnyttelsesgrad. Det finnes imidlertid betydelige fordeler ved å ha et ekstra batteri om bord, da batteriet kan brukes som reservekraftforsyning i dynamiske operasjoner, eller for mer effektiv drift av den interne motoren, som igjen vil føre til drivstoffbesparelser.

For å fullt ut forstå effekten for den totale skipsflåten, bør analyse av effekten fra en gitt teknologi på en enkeltstående fartøyoperasjon kombineres med en flåteanalyse.

I dette scenarioet må en skipsflåte på 4 hydrogenskip erstatte en flåte på 3 MGO-skip (422 t CO2-utslipp) for å kunne innfri alle logistikkkravene til forsyningsoperasjonene offshore. I et scenario med en blandet skipsflåte kan det samme servicenivået oppnås med en kombinasjon av 2 hydrogenfartøy og 1 MGO-fartøy (173 t CO2-utslipp).

Kommentarer

Ingen kommentarer enda. Vær den første til å kommentere!

Legg igjen en kommentar Avbryt svar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *

Mer om Energi

Hvordan kan energikartlegging bli en gullgruve for din bedrift?

Author Image
Author Image
Author Image
3 forfattere

Er straumnettet fullt og speler Gud med terningar?

Author Image
Author Image
Author Image
3 forfattere
Et koblingsanlegg består av en rekke enkeltkomponenter installert nørt hverandre og forbundet sammen med kobber eller aluminiumsledere. Forskjellige typer komponenter (effektbrytere, sikringer, lastbryter og skillebrytere) anvendes til å endre nettet og /eller koble bort feil. Koblingsanlegg for de høyeste spenningene (145-420kV) forbinder typisk 3-10 kraftlinjer og transformatorer. I Norge finnes det i dag noen hunder koblingsanlegg på disse spenningene. Slike anlegg kan være luftisolerte eller SF6-isolerte (SF6-anlegg). Brukergruppen har registrert 159 slike anlegg blant sine medlemmer. På bildene er det eksempler på to slike SF6-anlegg, hvor alle komponenter er innelukket i gassrom. Dette gjør at SF6-anlegg tar vesentlig mindre plass enn luftisolerte anlegg og egner seg på steder med begrenset plass, typisk i byer og tettsteder.

Gassregnskap 2024

Maren Istad
Maren Istad
Forsker

Teknologi for et bedre samfunn

  • Om denne bloggen
  • Slik skriver du en forskningsblogg
  • Tema og samlinger
  • Meld deg på nyhetsbrev
  • Podcast: Smart forklart
  • Forskningsnytt: Gemini.no
  • Facebook
  • LinkedIn
  • Instagram
Gå til SINTEF.no
SINTEF logo
© 2025 Stiftelsen SINTEF
Redaktører Personvern i SINTEF Pressekontakter Nettside av Headspin