Session 2 Selma Bengtsson

Chalmers University of Technology

LNG som marint bränsle –hur miljövänligt är det ur ett livscykelperspektiv?Selma Bengtsson, doktorandAvdelningen för sjöfart och marin teknikChalmers tekniska högskolaTransportforum, Linköping 2010-01-13


Agenda

Bild 2Transportforum, Linköping 2010-01-13 Bild 2

Inledning och metod

Resultat

Slutsats och diskussion


INLEDNING OCH METOD

Vad är livscykelanalys? Syfte, avgränsningar, jämförda bränslealternativ och flödesscheman.

Transportforum, Linköping 2010-01-13 Bild 3


Livscykelanalys• Studera miljöpåverkan för en produkt (eller tjänst) från ”vaggan”

till ”graven”• Energianvändning och miljöpåverkan längs hela livscykeln

relateras till en funktionell enhet– 1 ton gods transporterat 1 km med ett RoRo-fartyg

Transport av godsUtvinning av råmaterial Distribution Produktion av bränsle

Emissioner till luft, vatten och mark






Syfte och avgränsningar

• Att undersöka miljöpåverkan från marina transporter beroende på val av bränsle ur ett livscykelperspektiv

• Funktionell enhet– 1 ton gods transporterat 1 km med ett

RoRo-fartyg

• Systemgränser– Geografiska gränser: Nordsjön och

östersjön (SECAs)– Tidsperspektiv 2015-2020– Förändringar i produktionssystem har inte

modellerats– Tillverkning av kapitalvaror är inte

inkluderade

http://i.pmcdn.net/p/ss/library/docs/subscriber/ECAs_2009.pdf

0%

1%

2%

3%

4%

5%

Global Global alt. SECA

Kommande reglering av svavelhalt i marina bränslen



Studerade bränslen


HFO MGO MGO med katalysator

LNG från Nordsjön

LNG från Qatar

GTL GTL med katalysator

Max 0,1% svavel Max 2,0-3,4g NOx/kWhReferens

HFO med skrubber (93%)

Tjockolja (IFO 380, 1,5 % S)

• Tillhör de tjockaste fraktionerna från raffinering av olja

• Innehåller vanligtvis mellan 4,5 -0,5 % svavel

Marin gasolja (MGO, 0,1 % S)

• Destillerat marint bränsle

• Innehåller < 0,5 % svavel

Syntetisk diesel (GTL)

• Syntetiskt diesel framställd från naturgas

• Innehåller < 0,002 ppm svavel

Flytande naturgas (LNG)

• Kyld kondenserad naturgas

• Hålls flytande vid ca -163 C

• 600 gånger högre densitet än naturgas

• Svavelhalt ≈ 0


Undersökta bränslekedjor

Raffinering (cradle-to-gate)

Transport med bunkringsfartyg 5

km

Transport från raff + lagring

Bunkring

Transport av 1 ton gods 1 km med

Ro-ro-fartyg

Produktion av

smörjmedel

Transport

Lastning

Produktion av urea

Transport

Tjockolja och marin gasolja

Rening och förvätskning


km

Transport med gastanker

Bunkring


Ro-ro-fartyg

Utvinning av naturgas och rörtransport

Lagring och lastning

Lossning, lagring och lastning

Produktion av

smörjmedel

Transport

LNG

Produktion av syntetisk diesel

Transport med produkttanker

Bunkring


Ro-ro-fartyg

Produktion av

smörjmedel

Transport

Utvinning av naturgas och rörtransport


km

Lossning, lagring och lastning

Produktion av urea

Transport

Lagring och lastning

GTL

Transportforum, Linköping 2010-01-13 Bild 7Utvinning av råmaterial

Produktion av bränsle Distribution Transport av

gods


Modellering av RoRo fartyget

Vid HFO, MGO och GTL drift• Motortyp: tvåtaktsdieselmotor• Verkningsgrad: ca 45 %• Motoreffekt: 46 800 kW• Belastning: 85%• Hastighet: 18 knop• Dödviktston: 15000 ton• Fyllnadsgrad: 88%• Nyttolast: 50%

Vid LNG drift• Motortyp: gasmotor• Verkningsgrad: ca 44 %• Motoreffekt: 46 800 kW• Belastning: 85%• Hastighet: 18 knop• Dödviktston: 15000 ton• Fyllnadsgrad: 88%• Nyttolast: 49%



RESULTATEnergieffektivitet, klimatpåverkan, försurning och övergödning.



0 0,2 0,4 0,6 0,8

HFO

MGO

LNG from North Sea

LNG from Qatar

GTL

Energy use [MJ/tonne km]

0 10 20 30 40 50

HFO

MGO

LNG from North Sea

LNG from Qatar

GTL

GHG emissions [g CO2-eq./ tonne km]

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

GH

G e

mis

sion

s [g

CO

2-eq

./ to

nne

km]

Energy use [MJ/tonne km]

MGO

LNG from North Sea

GTLHFO

LNG from Qatar

Energianvändning jämfört med utsläpp av klimatgaserLNG från Nordsjön är det alternativ med lägst utsläpp av klimatgaser, medan tjockolja är det energieffektivaste bränslet. GTL är både det bränsle som kräver mest energi och det bränsle med mest utsläpp av klimatgaser.


Framtida förändringar i produktion från raffinaderier ger ökade utsläpp av CO2 och ökad energianvändning


• Det är framförallt emissioner av NOx som bidrar till övergödning och försurning• Emissioner av SO2 bidrar till försurning• Dessa alternativ uppfyller Tier III kraven (>3,4 g NOx/kWh)• Dessa regler ska gälla i NECA för nybyggnation efter 2016• Det finns planer på att införa NECA i nordsjön och östersjön

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

Eut

roph

icat

ing

emis

sion

s [g

PO

43--e

q./to

nne

km]Raw material extraction Fuel productionFuel distribution Urea productionTransportation of cargo

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

Aci

dify

ing

emis

sion

s [g

SO

2-eq

./ton

nekm

]

Raw material extraction Fuel productionFuel distribution Urea productionTransportation of cargo

Försurningspotential Övergödningspotential



0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

MGO with SCR LNG from North Sea LNG from Qatar GTL with SCR

GH

G e

mis

sion

s [g

CO

2-eq

./ to

nne

km]

Raw material extraction Fuel production Fuel distribution Urea production Transportation of cargo

Klimatpåverkan från bränslen som uppfyller Tier III


• Skillnaden mellan LNG från Nordsjön och LNG från Qatar är distributionen

• Vid transport av LNG används avkoket vanligtvis som bränsle (ca 0,15% av LNG kokar av per dag)

• Globalt transporteras LNG av stora fartyg som drivs av ångturbiner med låg verkningsgrad


DISKUSSION OCH SLUTSATSER

Fossila bränslen är likvärdiga vad gäller utsläpp av klimatgaser. LNG minskar utsläppen av svaveldioxid och kväveoxider.



Hur miljövänligt är LNG ur ett livscykelperspektiv?

• De fossila bränslena ger i stort sett likvärdig klimatpåverkan– LNGs lägre koldioxidutsläpp tas ut av högre metanutsläpp– Distributionen av LNG har betydelse för dess klimatpåverkan

• LNG ger minst försurnings- och övergödningspotential under livscykeln– Med katalysator ger övriga bränslena i stort sätt likvärdig

påverkan


Documents

Session 2 Selma Bengtsson