Marinbränsle i den lågsvavliga eran

Den globala marinbränslemarknaden dämpar sig mot en stor omvälvning, eftersom branschen förbereder sig för att komma in i nästa fas av den lågsvavliga eran. Från och med den 1 januari 2020 träder nya IMO-förordningar i kraft som syftar till att sänka mängden svavel som fartygen släpper ut i atmosfären. Låt oss ta en närmare titt på de bränslen som för närvarande används för att förstå vilken inverkan denna förändring kommer att ha på industrin och vilken blandning av olika bunkerbränslen som troligen kommer att komma fram under de närmaste åren och hur det utvidgade utbudet av möjliga bränslen kommer att utmana operatörer.

Bort från svavelutsläpp

Det är vanligt att de nya IMO-föreskrifterna beskrivs som en invänjning i en lågsvavliga era, men i själva verket kommer perioden efter 2020 att vara industrins lågsvavliga era.

Svavel är naturligt förekommande i alla fossila bränslen. Det är viktigt för att liv ska finnas, men dess närvaro i atmosfären som svaveloxider (SOx) kan i höga koncentrationer orsaka många allvarliga hälso- och miljöproblem.

Hittills har sjöfartsnäringen varit en av de som släppt ut mest SOx. Till exempel släppte fartyg ut 15 miljoner ton SOx 2007, cirka 5-8 % av de globala utsläppen. Men detta kommer att förändras snabbt.

IMO började reglera sjöfartens miljöpåverkan med MARPOL 73/78 (internationella konventionen om förebyggande av förorening från fartyg, från 1973 och uppdaterad 1978).

Sedan trädde konventionens bilaga VI i kraft 2005 och för första gången begränsades nivåerna för svaveloxid (SOx) och kväveoxid (NOx) i fartygens utsläpp. När det gäller SOx var de första globala gränsvärden satta till 4,50 % massa/massa (m/m) svavel i brännolja. Dessutom fastställdes i bilaga VI utsläppskontrollområden (ECA), ett litet antal begränsade zoner runt flera större befolkningscentra där svavelgränsen fastställdes till mycket lägre.

År 2012 sänktes den globala gränsen till 3,50 % m/m. Sedan sänktes gränsen för ECA-zoner till 0,10 % år 2015. År 2020 kommer inte ECA-gränsen sänkas ytterligare men den globala gränsen sjunker till 0,50 %.

Trots vissa oro över att både sjöfartsindustrin och raffinaderierna behöver mer tid att förbereda förändringen, har IMO har nyligen bekräftat att gränsen på 0,50 % inte kommer att skjutas på och att alla fartyg måste följa den från och med 1 januari 2020, annars kommer de få strikta påföljder och förklaras sjöodugliga.

Bränslena i den lågsvavliga eran

Även om förändringarna under det senaste decenniet redan har påverkat de olika bränslen som finns tillgängliga över världen, kör flertalet av flottan fortfarande på tung brännolja.

Men de nya reglerna som sänker nuvarande svavelhalt med 85 % kommer också medföra fler betydande förändringar än industrin någonsin sett. Operatörer utan en aktuell förståelse av bränsleparametrar och tillhörande hanteringskrav riskerar stora kostnader och problem.

Nyligen noterade paneldeltagare vid Lloyds List Business Briefing att trots att det inte finns något samordnat tillvägagångssätt från raffinaderier är det uppenbart att industrin är på väg mot en framtid med olika typer av bränslen.

Vid en djupare undersökning kan vi förvänta oss att bränslen efter 2020 faller inom fem huvudkategorier:

  • Ultra-låg svavelbrännolja (ULSFO), max 0,10 %
  • Väldigt låg svavelbrännolja (VLSFO), max 0,50 %
  • Tung brännolja, max 3,50 %
  • LNG (flytande naturgas)
  • Övriga

ULSFO 0,10 % S

En rad nya bränslen som kom in på marknaden för att uppfylla ECA:s krav på 0,10 % kommer fortsätta användas. Dessa typer av bränslen är mestadels rena destillat. Men de kan också vara hybrider, t.ex. gasolja blandad med spillolja. I allmänhet fungerar dessa bränslen bra med normala motorkonfigurationer, men kan kräva operativa förändringar. Till exempel har destillaten relativt låga viskositetsnivåer, som behöver noggrann hantering. Några av de nya hybriderna använder också produkter som inte traditionellt används i marina tillämpningar, vilket innebär osäkerhet om stabilitet, kompatibilitet och föroreningar. På grund av den potentiellt höga efterfrågan på dessa bränslen kan marinsektorn komma att hamna i konkurrens med andra industrier och dessa bränslen kan därför bli ett dyrt alternativ.

VLSFO 0,50 % S

Raffinaderier kommer alltid att ha ett behov av att proaktivt använda upp sina restprodukter. Det är möjligt att blanda lämpliga restprodukter med låga svaveldestillat för att skapa bra kvalitetsbränslen. Dessa blandningar kan innehålla upp till 40 % restprodukter men ändå hålla en svavelhalt under 0,50 %. De har dock hög risk för instabilitet och kan eventuellt vara känsliga för att blandas med andra bränslen ombord.

Tung brännolja (HFO) med skrubber

Även om IMO-föreskrifterna uttrycks i form av svavelhalten i bränslet anses fartyg vara kompatibla om de har reduceringsteknik som är anpassade för att "skrubba" svavel från sina avgaser. Skrubbrar som redan är i drift har visat sig kunna hantera höga halter av svavel i bränsle. De tillåter operatörer att fortsätta använda de billiga och rikliga restbränslena som de är vana vid. Även om det inte är lämpligt för alla fartyg kommer det bli ett attraktivt alternativ för många.

LNG

Svavelhalten i LNG ligger långt under den föreskrivna gränsen och dess rena brännegenskaper gör den till ett tilltalande val. I praktiken utesluter dock kostnaden för ombyggnad, tillverkning, transport och lagring (både på land och ombord) det som ett lönsamt alternativ för de flesta operatörer. LNG är mestadels metan, som är en kraftfull växthusgas, så läckage är ett betydande miljöproblem. Och brinnande LNG frigör fortfarande mer koldioxid än vad många inser. För närvarande finns det endast cirka 200 LNG-fartyg i drift eller på beställning. Det kommer dock att växa stadigt i nybyggnationer och ExxonMobil uppskattar att 12 % av bränslet som används år 2040 kommer att vara gas. Med andra ord kan LNG bli framtidens främsta fraktbränsle, men den framtiden förblir årtionden bort.

Övriga

En rad andra typer av bränslen har också börjat komma fram. Dessa inkluderar biobränslen, även kända som FAME (fettsyrametylester), bränslen som extraheras från plastavfall, metanol och andra nya typer som ännu inte finns på marknaden. Några av dessa bränslen uppvisar egenskaper som är problematiska för marin användning, såsom hög risk för mikrobiell tillväxt. Dock är biodiesel svavelfri och har relativt hög smörjning. Dessa typer av bränslen är för dyra för att vara ett attraktivt val som enda bränslekälla, men de kan vara användbara för blandning med andra bränslen för att minska svavelhalten.

Utmaningen för frakt

Det finns ingen smidig övergång till 0,50 % eran. Som noterat ovan kommer strikt efterlevnad att krävas från dag ett. I det avseendet kommer den största inledande utmaningen inte att vara så mycket ute till havs, utan i försörjningskedjan, där bunkerpråmar måste rengöras och vara färdiga med tankar fyllda med bränsle som uppfyller kraven.

För fartygsägare förväntas emellertid inte tillgången på svavelbränslen vara det största problemet. Deras verkliga huvudvärk kommer vara att förutse vilka olika typer av bränslen som kommer finnas och förstå hur man använder dem, individuellt och i kombination med andra bränslen. Lloyds registrerade bränslespecialist Tim Wilson förklarar:

Rederiets ägare behöver inse risken om de inte förbereder sig på ett sätt där deras bränslehantering är mycket tydligt definierad för att ta hänsyn till den enorma mångfalden och utbudet av olika sammansättningar av bränslen som de kommer erbjudas från en bunker till en annan. De kan komma att hamna i stora operativa risker ombord på fartygen.

Instabilitet

Ett bränsle anses vara stabilt om det tenderar att behålla sina materialegenskaper över tiden. På kort sikt genomgår ostabila bränslen kemiska förändringar som kan orsaka allvarliga operativa problem.

I instabila destillat oxiderar omättade kolväten, vilket ger hartser, gummin och lacker.

I instabila restbränslen tenderar asfaltener och andra aromatiska, polära kolvätemolekyler att klumpa samman och bilda tjock slam i lagertankar. Dessa slam är klibbiga och mycket viskösa.

Ett fartyg som använder instabila bränslen kan drabbas av igensatta filter, separatorer och rör. Om bränslepumparna blir överbelastade kan det uppstå problem med tändning och förbränning och risk för permanent skador på kolvar, kolvringar och cylinderfoder. Extrema fall kan till och med stoppa huvud- och hjälpmotorerna, vilket innebär allvarlig fara för skeppet och dess besättning.

Inkompatibilitet

Även om två eller flera bränslen är stabila i sig kan de skapa en instabil blandning om de blandas ihop. Detta kallas inkompatibilitet.

Till exempel kommer en blandning av HFO och VLSFO sannolikt att skapa en instabil olja. På samma sätt kan ULSFO:er ha kompatibilitetsproblem med HFO, VLSFO och även andra ULSFO:er. Eftersom vi kommer få ett brett utbud av bränslen till marknaden 2020 kan vi förvänta oss att inkompatibilitet blir ett mer utbrett och komplext problem för industrin.

Betydelsen av att testa bränslen och rengöra tankar

De stabilitets- och kompatibilitetsproblem som vi har upplevt sedan skapandet av ECA-zoner kan förväntas bli mer utbredda från 2020 eftersom leverantörer skapar blandningar för att tömma befintliga lager i bunkrar och fartyg tankar nya bränslen som blandas ihop med kvarvarande bränslen.

Stabilitetstestning av nya bränslen är absolut nödvändigt. För detta ändamål arbetar ISO WG6 (ISO 8217) och CIMAC WG7 för närvarande med metoder för att bättre förstå stabilitets- och kompatibilitetsproblem. Samarbete mellan raffinaderier och testlaboratorier kan också bidra till att de nya produkterna är välförståeliga.

Dessutom bör operatörerna se till att olika bränslen är segregerade ombord och att deras tankar och bränslebehandlingslinjer är utformade för att fungera självständigt för att minska risken för igensättning. Om bränsleblandning är oundviklig bör först kompatibilitetstester utföras. Det är möjligt att göra enkla tester ombord, men fördjupade laboratorietestningar kan ge större tillitsnivåer.

Enligt bästa praxis ska tankar rengöras regelbundet för att minska risken för att slam bildas till sjöss. På samma sätt måste besättningen vara särskilt vaksam för tecken på inkompatibilitet när man byter från ett bränsle till ett annat.

Andra överväganden

Det nya utbudet av marina bränslen kommer att öka komplexiteten i andra aspekter av bränslehantering och konditionering. I korthet kommer några av de andra utmaningarna att vara:

  • Temperatur – Olika bränslen kommer att ha olika viskositeter och flampunkter. Därför måste driftstemperaturerna hanteras noggrant för att säkerställa konsekvent bränsleflöde utan att orsaka termisk chock i pumpar och annan utrustning och för att undvika risk för brand.
  • Smörjförmåga – Besättningarna måste vara medvetna om hur mycket smörjning varje bränsle ger och vid behov göra justeringar för att skydda sina motorer.
  • Katalysatorrester – Avlägsnande av svavel från bränsle kräver katalysatorer och de lämnar kvar små, hårda partiklar som kan skada motorer och annan utrustning om de inte går att skilja effektivt från bränslet. Dessutom kan svavelhaltiga bränslen ha högre nivåer av katalysatorrester.
  • Vattenföroreningar – Vissa typer av bränslen attraherar vatten mer än andra, vilket kan sänka bränsleekonomin och korrodera motorerna och andra komponenter om de inte tas bort effektivt.
  • Mikrobiell förorening – Speciellt biobränslen kan vara benägna att få mikrobiella blomningar, vilket kan orsaka blockeringar och korrosion.

Att hålla sig i framkanten av kunskapskurvan

Eftersom den marina industrin kommer att förändras så mycket och så fort och eftersom så många aspekter av bränslesituationen efter 2020 fortfarande är osäkra är det viktigt att hålla sig insatt, särskilt när vi övergår till den nya eran.

Kunskap och medvetenhet kommer att vara nyckeln till framgång, så det är upp till alla ansvariga intressenter att dela med sig av kunskap, söka expertutlåtanden och vara en del av samtalet. Alfa Lavals fuel Line webbplats och andra framväxande webbplatser försöker informera och fokusera på dialogen. Att arbeta tillsammans som en industri, från rederier och operatörer, varv, försäkringsbolag, raffinaderier, utrustning och motortillverkare, och leverantörer, ger den bästa chansen att säkert navigera i det okända vattnet framöver.

Ladda ner Alfa Laval Adaptive Fuel Line Blue Book

Marine solutions katalog

 

Marine essentials katalog

Hur kan vi hjälpa dig?

Vänligen kontakta oss för frågor och serviceförfrågningar.

Kontakta oss

Vid akut service för varv och sjöfart, ring +46 46 36 77 00.