Kalusto ja huolto
Kuljetukset
Laivaliikenteen päästöt: energiantehokas käyttö
Jatkuva parantaminen ei riitä, jos haluamme saavuttaa vuosille 2030 ja 2050 asetetut tavoitteet. Tarvitaan dramaattinen muutos. Viime aikoina on ollut paljon puhetta vaihtoehtoisista polttoaineista, kuten vety, ammoniakki ja metanoli. Näille polttoaineille on yhteistä, että ne eivät ole pääasiallisia energianlähteitä vaan pikemminkin energian kantajia. Tällä hetkellä näiden polttoaineiden raaka-aineena toimivat fossiiliset polttoaineet, kuten maakaasu, raakaöljy tai (kivi) hiili. Niitä markkinoidaan usein päästövapaina tai CO2-vapaina polttoaineina, mikä voikin pitää paikkaansa loppukäytön osalta. Näillä polttoaineilla on kuitenkin oma hiilijalanjälkensä, kun tarkastellaan asiaa koko valmistuksen ajalta (well to wake).
95 % vedyn, ammoniakin ja metanolin
raaka-aineesta tulee fossiilisista
lähteistä, joista maakaasu on suurin yksittäinen
lähde, noin 70%. Tämän takia on
oleellista tarkistaa jokaisen polttoaineen
kehitys/valmistusprosessi.
LNG/LPG/LEG
Jalostuslaitoksella maakaasu nesteytetään,
jolloin eri hiilivedyt voidaan erotella. Nesteytyksen
aikana alle 10% maakaasun
energiasta menee häviöihin ja lopputuloksena
saadaan LNG, LPG:tä. Näitä polttoaineita
voidaan kuljettaa, varastoida ja
– enemmän tai vähemmän – hyödyntää
olemassa olevissa polttomoottoreissa noin
45% hyötysuhteella tai sopivissa polttokennoissa
noin 50% hyötysuhteella.
VETY/AMMONIAKKI/METANOLI
Maakaasun höyryreformointi synteesikaasuksi
(kaasuseos, joka sisältää pääasiassa
vetyä, hiilimonoksidia ja hiilidioksidia)
ja sen edelleen jalostaminen
konvertointireaktiolla,
metanolisynteesillä
tai Haber-
Bosh-menetelmällä, aiheuttaa
20–35% häviöt energiasisältöön.
Ammoniakki ja metanoli ovat tämän
jälkeen valmiita energian kantajia, mutta
vety täytyy vielä paineistaa (n. 15% häviö)
tai nesteyttää (30% häviö) ennen kuin
sitä voidaan käyttää bunkkeripolttoaineena.
Toisin sanoen, polttoaineet, joita
voidaan käyttää päästövapaina tai vähäpäästöisinä
laivassa, nimittäin vety ja
ammoniakki,
ovat menettäneet jalostuksessa
jo 35–45% energiastaan, mitä voidaan
verrata LNG 10% häviöihin. Vastaava
määrä hiilidioksidia on myös vapautunut
ilmakehään. Metanolille kuvio on samankaltainen.
Näiden polttoaineiden hyötysuhde
polttomoottoreissa ja polttokennoissa
on sama kuin LNG:n tai LPG:n.
SÄHKÖ POLTTOAINEEN LÄHTEENÄ
Tulevaisuudessa suunnitelma on, että
lähtöenergia
on päästötöntä tai vähäpäästöinen
sähköä ja sen käytössä hyödynnetään
power to X (p-2-x) teknologioita. Tässäkin
tapauksessa, niin kauan kun tarjolla
ei ole ylimääräistä vihreää sähköä, sähkön
jalostaminen käyttökelpoiseksi polttoaineeksi
pitää olla mahdollisimman tehokasta.
Mikäli sähkö on alun perin valmistettu
fossiilisesta polttoaineesta, päästään
parempaan lopputulokseen käyttämällä
laivoissa suoraan fossiilisia polttoaineita.
Useimmilla p-2-x teknologioilla on
noin 35% häviöt. Lisäksi vety ja metaani
vaativat nesteyttämisen tai paineistamisen
häviöineen ennen kuin nämä polttoaineet
ovat sellaisessa muodossa, että ne voidaan käyttää polttoaineena. Ennen
kuin polttoaineista
saadaan taas hyödynnettävissä
olevaa mekaanista ja sähköistä
energiaa, nämä polttoaineet pitää polttaa
joko polttomoottoreissa tai polttokennoissa
missä karkeasti laskettuna puolet
energiasta menetetään. Tässä ero akustoihin
on huomattava, missä häviöt sähköverkossa
on vain 5–10% ja laivan sähköverkossa
myös noin 5%. Vaikka koko ketjua
siirtoineen ja logistisine häviöineen ei
ole kuvattu, kokonaiskuva on selvä: kaikki
energian muuntaminen aiheuttaa häviöitä
ja niin kauan kuin emme ole hukkumassa
päästövapaaseen sähköön, meidän kannattaa
käyttää sähkö sähkönä.
JOHTOPÄÄTÖKSET
LNG on ainoa laajasti saatavilla oleva polttoaine,
joka täyttää olemassa olevat ja
tiedossa olevat päästömääräykset lisäämättä
CO2-päästöjä. Vaikka LNG:n hyödyt
on kiistetty suhteessa kasvihuonekaasuihin,
LNG:n kemiallinen koostumus
tarjoaa mahdollisuudet vähentää
kasvihuonekaasuja per tuotettu energiayksikkö.
Tämä kuitenkin vaatii metaanipäästöjen
hallintaa jalostuksen ja käytön
ajalla. Jälkimmäisen osalta huomion
pitäisi keskittyä siihen, että LNG-käyttöisiä
moottoreita käytetään korkealla ja tasaisella
kuormalla ja että moottorinvalmistajat
ovat valmiita julkaisemaan metaanipäästöjen
luvut.
Ennen kuin vaihtoehtoisista polttoaineista
tulee todellinen vaihtoehto laivoissa,
maissa täytyy tapahtua energiavallankumous.
CO2-vapaiden ensisijaisten
energialähteiden määrän täytyy lisääntyä
räjähdysmäisesti ja syrjäyttää fossiilisten
polttoaineiden käytön sähköntuotannossa.
Teksti: Tomas Aminoff
Kuva: Elomatic
