Pioneer Knutsen Fot. DNV

Przyszłość należy do gazu

 

Ograniczenia nałożone na armatorów przez Międzynarodową Organizację Morską (IMO) zmuszą ich do inwestowania w czystsze paliwa jak np. skroplony gaz ziemny (LNG).

Opracowywane przez towarzystwa klasyfikacyjne wytyczne, dotyczące używania LNG na statkach, mają pomóc armatorom i stoczniom przygotować się do wprowadzenia, na szeroką skalę, gazu jako paliwa okrętowego. Zawierają one kryteria dotyczące zasad projektowania i montażu napędów oraz urządzeń pomocniczych na gaz ziemny, aby zapewnić podobny poziom niezawodności, jak przy spalaniu paliwa konwencjonalnego.

Według Larsa Pettera Blikoma, dyrektora segmentu LNG w Det Norske Veritas (DNV), większość statków zamówionych w 2020 r. będzie miała możliwość zasilania gazem ziemnym. Komitet ds. Bezpieczeństwa na Morzu (MSC) IMO oficjalnie zniósł, na początku czerwca 2009 r., zakaz używania gazu ziemnego jako paliwa okrętowego, przyjmując rezolucję MSC 285 (86) i włączył nowe zasady do Międzynarodowej Konwencji o Bezpieczeństwie Życia na Morzu (SOLAS). Harmonogram IMO, dotyczący kolejnej rewizji SOLAS, zaplanowano na 2014 r. Wtedy też prawdopodobnie w przepisach znajdą się zasady używania do napędu statków zarówno LNG, jak również innych gazów, takich jak LPG.

DNV było pierwszym towarzystwem klasyfikacyjnym, które opracowało zasady instalacji na statkach silników zasilanych gazem. Wykorzystanie gazu jako paliwa wymaga akceptacji ze strony państwa bandery, ze względu na brak konwencji międzynarodowych. Pierwszym w historii napędzanym gazem statkiem był prom Glutra, który został zbudowany w 2000 r., na podstawie przepisów DNV. Obecnie towarzystwo jest zaangażowane przy ponad 1/3 wszystkich budowanych terminali LNG. Ponadto 1/5 statków służących do przewozu LNG jest klasyfikowana w DNV, począwszy od małych jednostek, jak Pioneer Knutsen (o pojemności 1100 m³), aż do jednostek wielkości Q-flex (o pojemności ponad 216 tys. m³).

Do tej pory powstały 22 statki stosujące paliwo LNG, inne niż zbiornikowce do przewozu gazu, z czego 21 jest sklasyfikowanych przez DNV, a 18 kolejnych ma trafić do eksploatacji w 2013 r., w tym m.in. promy pasażersko-samochodowe dla norweskich armatorów Fjord1 MRF czy Torghatten Nord, które buduje Gdańska Stocznia „Remontowa”, oraz holowniki, czy statki patrolowe. Powstają również pierwsze zasilane gazem jednostki ro-ro.

Natomiast Germanischer Lloyd (GL), w ub.r. wydał wytyczne związane z użyciem gazu jako paliwa okrętowego, zgodnie z regulacjami IMO. Przepisy te dotyczą wszystkich jednostek, z wyłączeniem gazowców. Wytyczne mają być stosowane w połączeniu z odpowiednimi przepisami konwencji SOLAS z 1974 r. oraz Protokołu z 1988 r. Pod nadzorem niemieckiego towarzystwa, w Chinach, trwa właśnie budowa serii małych gazowców LNG, które będą mogły zaopatrywać porty w surowiec. Będą one miały 137 m długości i będą mogły przewozić 10-12 tys. m³ LNG oraz ethylen i LPG.

Ekonomiczny rachunek

LNG jest bezwonny, bezbarwny, nietoksyczny i nie powoduje korozji. Możliwość sprężenia i znacznego zmniejszenia objętości sprawia, że jest znacznie bardziej opłacalny do transportu na długich dystansach. W porównaniu z ropą naftową, ma 2 atuty: wysoką wydajność i mniejszy wpływ na środowisko. Szczególnie w zakresie emisji tlenków siarki, CO2 i NOx. Ponadto, likwiduje problemy związane z niską jakością ciężkich olejów opałowych, jako paliwa okrętowego, a co za tym idzie, ze słabym zapłonem i spalaniem oraz problemami w działaniu tłoków, pierścieni tłokowych i tulei cylindrowych.

Specjaliści GL podkreślają również, że długoterminowa przyszłość ciężkiego oleju opałowego, jako paliwa, jest wątpliwa, zarówno z powodu uzależnienia od ropy naftowej, jak i poziomu szkodliwych emisji. Gaz ziemny jest natomiast bardziej przyjazny dla środowiska w procesie spalania, a jego rezerwy wydają się być znacznie większe niż ropy. Dlatego też LNG może być rozwiązaniem dla żeglugi, jeśli chodzi o spełnianie coraz bardziej restrykcyjnych norm ochrony środowiska na morzu.

Z prognoz publikowanych przez EIA-US Energy Information Administration, wynika, że różnice cen ropy i gazu, jako paliw, będą systematycznie rosły w ciągu najbliższych 30 lat. Ropa naftowa może osiągnąć cenę trzykrotnie wyższą, niż gaz ziemny.

Natomiast LNG, produkowany i rozprowadzany w niewielkich ilościach, można nabyć za cenę porównywalną z ceną ropy naftowej, podczas gdy w przypadku długoterminowych umów międzynarodowych jego cena jest prawie o połowę niższa. Może się to jeszcze zmienić na korzyść LNG, biorąc pod uwagę odkrycia złóż gazu łupkowego czy też dużą liczbę budowanych właśnie na całym świecie terminali gazu. Jest to niezwykle ważne dla armatorów, gdyż koszty paliwa stanowią średnio 30% kosztów eksploatacji statku. Według World Shipping Council, sięgać mogą 50-60%, w zależności od typu statku i rodzaju żeglugi.

Ponadto, zastosowanie instalacji LNG na zbiornikowcu klasy VLCC umożliwia odzysk 500 t surowca, surowca traconego w postaci gazów ulatniających się z ładunku w trakcie podróży, np. z Bliskiego Wschodu do USA czy Japonii.

Mniejsze emisje

IMO przyjęła plan redukcji emisji tlenków siarki (SOx) emitowanych z paliw okrętowych. W 2020 r. ich zawartość będzie musiała spaść z obecnych 4,5% do 0,5%, a na obszarach wrażliwych ekologicznie, tzw. ECAS, z 1% do 0,1% już w 2015 r. IMO określiło także program ograniczenia emisji tlenków azotu (NOx). Obecna ich redukcja, o 20%, zostanie podwyższona o kolejne 75% od końca 2015 r. Usuwanie SOx i NOx ze spalin wymaga znacznych zmiany w systemach spalinowych statków, w tym dodatkowych zbiorników, rur, pomp, systemów uzdatniania wody, składowania substancji chemicznych i odpadów specjalnych. Obecnie bowiem stosowane scrubbery (separatory spalin) usuwają co prawda siarkę z układu wylotowego silnika, lecz odbywa się to kosztem większego zużycia energii, a tym samym większej emisji CO2. Natomiast zastosowanie LNG zmniejszy emisję cząstek stałych i tlenków siarki o prawie 100%, tlenków azotu o 85% i dwutlenku węgla o ok. 25%. I to wszystko bez dodatkowej instalacji oczyszczania spalin.

– Stosowanie gazu jako paliwa zapewnia również czystość na statku, np. w rejonie instalacji paliwowych. Jest to ważne przede wszystkim z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego – mówi Michał Bagniewski, kierownik ds. rozwoju DNV Polska.

Koszty i dostawy

Już teraz coraz więcej nowych statków LNG wyposażonych jest w wysokiej wydajności silniki dwupaliwowe (dual fuel). Ten nowy trend zachęca do wprowadzenia LNG jako paliwa okrętowego. Nowe statki o napędzie LNG są jednak droższe w budowie o ok. 10-20%. Ten dodatkowy wydatek zwróci się w przyszłości, w trakcie eksploatacji jednostki, zarówno dzięki zastosowaniu tańszego paliwa, jak również oszczędności związanych z oczyszczaniem spalin.

Głównym problemem, związanym z wykorzystaniem LNG do napędu statku, jest znacznie większa, niż przy paliwie konwencjonalnym, przestrzeń potrzebna na zamontowanie zbiorników. W porównaniu z olejem napędowym, zbiorniki na LNG wymagają objętości o ok. 1,8 razy większej. Ponadto, przy zastosowaniu izolacji zbiornika, objętość ta wzrasta dodatkowo do ok. 2-3 razy. Dochodzi do tego jeszcze konieczność zastosowania zbiorników o kształcie cylindrycznym, co w rezultacie sprawia, że wymagana przestrzeń na statku musi być ok. 4 razy większa.

– Mimo wszystko należy sobie zdać sprawę, że LNG nigdy w pełni nie zastąpi paliwa olejowego, m.in. właśnie ze względu na problem z wielkością zbiorników gazowych. Dlatego też statki oceaniczne w trakcie rejsów, w dalszym ciągu będą w większości korzystały z paliwa konwencjonalnego, zaś gaz może być używany do manewrowania na obszarach wrażliwych ekologicznie, jak Morze Bałtyckie czy Morze Północne, do napędu agregatów prądotwórczych lub do innych celów, np. chłodzenia – wyjaśnia Michał Bagniewski.

Dlatego też LNG, jako główne paliwo, może być używany przede wszystkim na statkach operujących na krótkich trasach, np. w ramach żeglugi krótkiego zasięgu, na promach, holownikach, patrolowcach, statkach rybackich czy statkach białej floty. Jednostki te muszą bowiem mieć możliwość częstego bunkrowania.

W portach nie powstała jeszcze odpowiednia infrastruktura zapewniająca zaopatrzenie statków w LNG. Pojawiają się także pytania, jak powinno wyglądać zaopatrywanie statków w płynny gaz (oprócz gazowców) oraz łańcuch jego dostaw do portów. Bez odpowiedniej infrastruktury, wykorzystanie LNG zostanie ograniczone do poszczególnych tras z możliwościami takich dostaw oraz specjalnych typów statków, jak np. małe promy.

M. Bagniewski zwraca uwagę, że najlepiej sytuacja z zaopatrywaniem statków w LNG wygląda w portach skandynawskich, takich jak norweskie Bergen i Stavanger. Na Bałtyku jednak odpowiedniej infrastruktury na razie nie ma, poza szwedzkim Nynäshamn. W Skandynawii rozwijany jest też system zaopatrywania statków przy pomocy cystern samochodowych.

Natomiast GL wskazuje, że zmiany zachodzące obecnie na Bałtyku wskazują, że wiele miast portowych takich jak: Lubeka, Trelleborg, Goeteborg, Sztokholm, planuje wykorzystanie LNG w zakresie dostaw energii. W Lubece np. powodem do opracowania projektu terminalu LNG są korzyści z dostaw gazu dla miasta. Ponadto, dostępność gazu w porcie daje możliwość wykorzystania go jako paliwa dla statku. Zdaniem M. Bagniewskiego, nowe perspektywy dla regionu Morza Bałtyckiego otwiera budowa terminalu LNG w Świnoujściu, z którego mogą być również zaopatrywane statki, a gaz może być transportowany w pierwszym etapie drogą lądową, np. w specjalnych kontenerach. Jeśli zaś chodzi o dostawy skroplonego gazu ziemnego, to partnerem dla małych klientów LNG w obszarze Morza Bałtyckiego może być Norwegia. Tym bardziej, że dysponuje już odpowiednią infrastrukturą LNG, a jego produkcją zajmuje się m.in. LNG Nordic. (Roczna wydajności należącego do firmy zakładu Skangass LNG, to ok. 300 tys. t, z możliwością zwiększenia mocy do 600 tys. t.) Możliwe jest również sprowadzanie stosunkowo taniego gazu z Kataru. Właśnie stamtąd ma on trafiać do polskiego gazoportu.

M. Bagniewski zwraca jednak uwagę na dotychczasowy brak zainteresowania LNG ze strony polskich armatorów. Na razie ich większość obserwuje zmiany zachodzące w przepisach i najwyraźniej czeka, aby tuż przed ich wejściem w życie, poczynić niezbędne inwestycje, dostosowane do bieżącego rozwoju infrastruktury.

Piotr Frankowski