Maritimt drivstoff i en lavsvovelverden

Sett kursen bort fra svovelutslipp

Det er vanlig å beskrive de nye IMO-forskriftene som en innledning til en lavsvovel-epoke, men faktisk vil etter-2020 være bransjens lavsvovel-epoke.

Svovel er et naturlig forekommende grunnstoff, som er tilstede i alle fossile brensler. Det er viktig for livet på jorden, men tilstedeværelse i atmosfæren i form av svoveloksider (SOx) kan i høye konsentrasjoner forårsake mange alvorlige helse- og miljøproblemer.

Hittil har skipsfartsindustrien vært en av de største utslipperne av SOx – i 2007, for eksempel, slapp skipene ut 15 millioner tonn SOx, omtrent 5–8 % av de globale utslippene. Men dette vil kunne endre seg raskt.

IMO begynte å regulere skipsfartens miljøpåvirkning med MARPOL 73/78 (den internasjonale konvensjonen for forebygging av forurensning fra skip, 1973, endret ved protokollen fra 1978).

Så, i 2005, trådte tillegg VI i konvensjonen i kraft. For første gang begrenset man her svoveloksid- (SOx) og nitrogenoksid (NOx)-utslipp fra skip. For SOx ble den første globale grenseverdien satt til 4,50 % masse/masse (m/m) svovel i brenselolje. I tillegg ble det i tillegg VI etablert utslippskontrollområder (ECA-er), et lite antall begrensede soner rundt flere store befolkningsentre, hvor svovelgrensen ble satt mye lavere.

I 2012 ble den globale grensen redusert til 3,50 % m/m. I 2015 ble så ECA-sonegrensen senket til 0,10 %. I 2020 opprettholdes ECA-grensen, men den globale grensen senkes til 0,50 %.

Til tross for noe bekymring over at både rederiene og raffineringsindustrien ville trenge mer tid på å forberede seg på endringen, har IMO nylig bekreftet at grensen på 0,50 % ikke vil bli utsatt og at alle skip fra 1. januar 2020 må etterfølge denne eller bli ilagt strenge straffer, inkludert å bli erklært sjøudyktig.

Drivstoff i lavsvovelepoken

Mens endringene i løpet av det siste tiåret, og vel så det, allerede har påvirket en rekke brensler som er tilgjengelige rundt om i verden, går hoveddelen av flåten fortsatt på tung brenselolje.

De nye reglene, som reduserer dagens svovelinnhold med 85 %, vil gi betydelig mer endringer enn industrien noensinne har sett. Operatører uten oppdatert forståelse av drivstoffparametere og tilhørende håndteringskrav utsetter seg for risikoen for å pådra seg store kostnader og problemer.

På en nylig gjennomført Lloyd's List Business Briefing bemerket deltakerne at selv om det ikke er noen koordinert tilnærming fra raffinerienes side, er det tydelig at industrien er på vei mot en fremtid med flere typer drivstoff.

Mer i detalj kan vi forvente at drivstofftypene etter 2020 kan deles inn i fem hovedkategorier:

• Brenselolje med ultralavt svovelinnhold (ULSFO), maksimalt 0,10 %
• Brenselolje med svært lavt svovelinnhold (VLSFO), maksimalt 0,50 %
• Tung brenselolje, maks 3,50 %
• LNG (flytende naturgass)
• Andre

ULSFO 0,10 % S

En rekke nye brennstoff som kom inn på markedet for å oppfylle 0,10 % ECA-kravene, vil fortsatt bli brukt. Disse typene drivstoff er for det meste lette destillater. De kan imidlertid også være hybrider – gassolje blandet med restolje. Generelt fungerer disse drivstoffene godt med standard motorkonfigurasjoner, selv om de kan kreve operasjonelle endringer. For eksempel har destillatene relativt lave viskositetsnivåer, som trenger nøye styring. I tillegg bruker noen av de nye hybridene produkter som tradisjonelt ikke er brukt i maritime løsninger, og introduserer dermed usikkerhet om stabilitet, kompatibilitet og forurensning. På grunn av den potensielt høye etterspørselen etter disse drivstoffene, kan maritim sektor havne i konkurranse med andre næringer, og disse drivstoffene vil da være et dyrt alternativ.

VLSFO 0,50 % S

Raffinerier vil alltid ha behov for å proaktivt bruke opp sine restoljer. Det er mulig å blande egnede restprodukter med lavt svoveldestillat for å skape gode, kompatible brennstoffer. Disse blandingene kan inneholde opptil 40 % restoljer, men likevel holdes under grensen på 0,50 % svovel. Imidlertid kan de ha stor risiko for ustabilitet og kan potensielt være overfølsom for blanding med andre drivstoff om bord.

Tung brenselolje (HFO) med scrubberinstallasjoner

Selv om IMO-forskriftene omhandler svovelnivåer i drivstoffet, anses skipene å være kompatible hvis de har reduksjonsteknologi som er utstyrt for å "skrubbe" svovelet fra eksosgassene. Scrubberinstallasjonene som allerede er i drift har bevist at de er i stand til å håndtere høye nivåer av svovel i drivstoffene. Det gjør at operatører kan fortsette å bruke de billige, rikelige restbrennstoffene de allerede kjenner godt. Selv om dette ikke passer for alle skip, vil dette være et attraktivt alternativ for mange.

LNG

Svovelinnholdet i LNG ligger godt under regulatoriske grenser, og dets rene brennegenskaper gjør det til et tiltalende valg. I praksis utelukker imidlertid kostnadene til ombygging, produksjon, transport og lagring (både på land og ombord) dette som et levedyktig alternativ for de fleste operatører. LNG er for det meste metan, som er en kraftig drivhusgass, noe som gjør lekkasje til en betydelig miljøbekymring. Og forbrenning av LNG frigjør fortsatt mer karbondioksid enn mange er klar over. For øyeblikket er det kun rundt 200 LNG-skip i drift eller i bestilling. Dette tallet vil vokse jevnt for nye bygg, og ExxonMobil anslår at i 2040 vil 12 % av drivstoffet som brukes, være gass. Med andre ord kan LNG bli fremtidens viktigste skipsfartsdrivstoff, men den fremtiden forblir årtier unna.

Andre

En rekke andre typer drivstoff har også begynt å gå inn i diskusjonen. Disse inkluderer biodrivstoff – også kjent som FAME (fettsyremetylester) – drivstoff ekstrahert fra plastavfall, metanol og andre nye typer som ennå ikke er på markedet. Noen av disse drivstoffene har egenskaper som er problematiske for maritim bruk, som for eksempel høy risiko for mikrobiell vekst. Likevel er biodiesel svovelfri og har relativt høy smøreevne. Disse typene drivstoff forblir for dyre til å være et attraktivt valg alene, men de kan være nyttige for blanding med andre drivstoff for å kutte svovelinnholdet.

Utfordringen for shipping

Ved skiftet til 0,50 %-epoken (det er ingen jevn overgang, som nevnt ovenfor) vil streng etterlevelse være nødvendig fra dag én. I den forstand vil den største innledende utfordringen ikke være så mye til sjøs, men i forsyningskjeden, hvor bunkersflåter må rengjøres og klargjøres, og tanker må fylles med kompatibelt drivstoff.

Det er uansett ikke forventet at tilgjengelighet til lavsvoveldrivstoff vil utgjøre det største problemet for rederiene. Den virkelige hodepinen blir å forutse hvilke forskjellige typer drivstoff som er tilgjengelig og forstå hvordan de skal brukes, enkeltvis og i kombinasjon med andre drivstoff. Som Lloyd's Registers drivstoffspesialist Tim Wilson forklarer:

Rederne må innse risikoen ved ikke å forberede seg på en slik måte at administrasjon av drivstoff er veldig klart definert når det gjelder å ta hensyn til det enorme mangfoldet og spekteret av drivstoffsammensetninger de kommer til å stå overfor fra den ene drivstoffleverandøren til den neste. De kan utsette seg for enorme operasjonelle risikoer ombord på skipet.

Ustabilitet

Et drivstoff anses å være stabilt dersom det tenderer til å beholde de materielle egenskapene over tid. Ustabile drivstoff gjennomgår kjemiske endringer på kort sikt som kan forårsake alvorlige operasjonelle problemer.

I ustabile destillater blir umettede hydrokarboner oksidert, og de produserer harpiks, gummi og ferniss.

I ustabile restbrensler har asfalt og andre aromatiske, polare hydrokarbonmolekyler en tendens til å klumpe seg sammen, og danne tykt slam i lagertankene. Dette slammet er klissete og svært viskøst.

Et skip med ustabilt drivstoff kan bli utsatt for tilstoppede filtre, separatorer og rør. Hvis drivstoffpumpene blir overbelastet, kan det oppstå problemer med tenning og forbrenning og det kan være fare for permanent skade på stempler, stempelringer og sylinderfester. I ekstreme tilfeller kan det til og med stoppe hoved- og hjelpemotorer, noe som utgjør en alvorlig fare for skipet og mannskapet.

Uforlikelighet

Selv om to eller flere drivstoffer kan være stabile i seg selv, kan de ved sammenblanding produsere en ustabil blanding. Dette kalles uforlikelighet.

For eksempel vil blanding av HFO og VLSFO sannsynligvis skape en ustabil olje. På samme måte kan ULSFO-er ha forlikelighetsproblemer med HFO, VLSFO og til og med andre ULSFO-er. Siden det fra 2020 vil være et bredere utvalg av drivstoff i markedet, kan vi forvente at uforlikelighet blir et mer utbredt og komplekst problem for industrien.

Betydningen av å teste drivstoff og rengjøring av tanker

Stabilitets- og forlikelighetsproblemene vi har opplevd siden etableringen av ECA-soner, vil ventelig bli mer utbredt fra 2020, når leverandører lager blandinger for å bruke opp eksisterende lagre i bunkeren eller når skip laster inn nytt drivstoff i tanker med gjenværende drivstoff.

Stabilitetstesting av nye drivstoff er helt avgjørende. For dette formålet arbeider ISO WG6 (ISO 8217) og CIMAC WG7 for tiden med metoder for å bedre forstå stabilitets- og kompatibilitetsproblemer. Samarbeid mellom raffinerier og testlaboratorier kan også bidra til at de nye produktene blir godt forstått.

Videre bør operatørene sørge for at ulike brensler er adskilt ombord og at tankene og drivstoffbehandlingslinjene er utformet for å fungere uavhengig, for å redusere risikoen for tilstopping. Hvis drivstoffblanding er uunngåelig, bør det først utføres kompatibilitetstester. Enkel prøvetaking om bord er mulig, men dyptgående laboratorietesting kan gi større grad av sikkerhet.

Når det gjelder god fremgangsmåte, bør tankene rengjøres regelmessig for å redusere sjansen for at det dannes slam til sjøs. På samme måte må mannskapet være spesielt oppmerksom på tegn på inkompatibilitet når man bytter fra ett drivstoff til et annet.

Andre hensyn

Den nye blandingen av maritimt drivstoff vil øke kompleksiteten når det gjelder andre aspekter av drivstoffhåndtering og -behandling. Her er i korthet noen av de andre utfordringene:

• Temperatur – Ulike brensler vil ha forskjellige viskositeter og flammepunkter. Derfor må driftstemperaturene styres nøye både for å sikre konsistent drivstoffstrøm uten å forårsake termisk støt i pumper og annet utstyr, og for å unngå brannfare.
• Smøreevne – Mannskap må være oppmerksomme på hvor mye smøring hvert drivstoff har, og foreta justeringer som nødvendig for å beskytte motoren.
• CAT fines – Fjerning av svovel fra drivstoff krever katalysatorer som etterlater små, harde partikler som kan skade motorer og annet utstyr dersom de ikke er effektivt skilt fra drivstoffet. Dessuten kan drivstoff med lavt svovelnivå ha høyere nivåer av CAT fines.
• Vannforurensning – Noen typer brennstoff tiltrekker vann mer enn andre, noe som kan redusere drivstofføkonomi og føre til korrosjon i motorer og andre komponenter dersom det ikke fjernes effektivt.
• Mikrobiell forurensing – Biodrivstoffene kan være særlig utsatt for mikrobielle oppblomstring noe som kan forårsake blokkeringer og korrosjon.

Å være fremst i kunnskapskurven

Fordi maritim industri vil forandre seg så mye og så fort – og fordi så mange aspekter av drivstoffsituasjonen etter 2020 fortsatt er usikre – er det viktig å være engasjert, spesielt når vi går over til den nye epoken.

Kunnskap og bevissthet vil være nøkkelen til suksess, så det er opp til alle ansvarlige interessenter å dele kunnskap, oppsøke sakkyndige meninger og være en del av samtalen. Alfa Lavals Fuel Line-nettstedet og andre fremvoksende nettsteder søker å informere og fokusere dialogen. Å jobbe sammen som en industri – inklusive rederier og operatører, verft, forsikringsselskaper, raffinerier, utstyr- og motorfabrikanter og leverandører – gir den beste muligheten til å navigere trygt i det ukjente vannet.