Βασίλης Δημουλάς, Technology & Innovation manager Greece Cyprus & Malta Bureau Veritas
Μία τετραετία μετά την πρώτη ανακοίνωση των στόχων του ΙΜΟ για μείωση των εκπομπών ρύπων, καταγράφουμε τι έχει καταφέρει η ναυτιλία και τι μπορεί να περιμένει μέχρι το πρώτο ορόσημο του 2030.
Eχει αναφερθεί πολλές φορές ότι στον τομέα των μεταφορών η ποντοπόρος ναυτιλία είναι ο πιο αποδοτικός τρόπος μεταφοράς φορτίων με πολύ λιγότερες εκπομπές ρύπων ανά τόνο φορτίου σε σχέση με άλλους, όπως οι επίγειες ή εναέριες μεταφορές. Παρ’ όλα αυτά, συνεχίζοντας την παράδοση της αυτορρύθμισης που τη διακατέχει, η ίδια η ναυτιλιακή βιομηχανία έχει αναγνωρίσει την υποχρέωσή της να μειώσει και γιατί όχι να μηδενίσει τελικά τις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου από τα πλοία. Ο Παγκόσμιος Ναυτιλιακός Οργανισμός (ΙΜΟ) έχει θέσει από τον Απρίλιο του 2018 τους στόχους μείωσης των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, με ημερομηνίες ορόσημα το 2030 και το 2050 και ημερομηνία αναφοράς το 2008. Για το πρώτο ορόσημο του 2030 ο στόχος είναι μείωση κατά τουλάχιστον 40% στην ένταση των εκπομπών (τόνοι εκπομπών ανά μεταφορικό έργο). Σήμερα, ακριβώς μία τετραετία μετά την πρώτη αυτή ανακοίνωση των στόχων του ΙΜΟ, είναι ενδιαφέρον να προσπαθήσουμε να καταγράψουμε τι έχει καταφέρει η ναυτιλία και τι μπορεί να περιμένει μέχρι το πρώτο ορόσημο του 2030. Το πρώτο και πολύ σημαντικό έργο προς την επίτευξη ενός ποσοτικοποιημένου στόχου είναι ο ορισμός του δείκτη της μετρούμενης επίδοσης. Πολλά έχουν γραφτεί και λεχθεί σε δημόσιες συζητήσεις για την επιλογή του IMO ο δείκτης αυτός να είναι το λεγόμενο CII (Carbon Intensity Indicator). Το CII είναι ένας απλός δείκτης που ορίζει το μεταφορικό έργο ως το γινόμενο της απόστασης που ένα πλοίο διανύει μέσα στο έτος επί τη μέγιστη μεταφορική του ικανότητα. Έχει χαρακτηριστεί, όχι άδικα, σχετικά ανακριβής, μια και δεν εμπεριέχει την πραγματική ποσότητα φορτίου που μεταφέρθηκε. Η αλήθεια είναι όμως ότι με το CII ο ΙΜΟ είχε στη διάθεσή του στοιχεία για να ποσοτικοποιήσει με σχετικά καλή ακρίβεια την επίδοση του παγκόσμιου στόλου το 2019 και να καθορίσει τους ρυθμούς μείωσης που θα πετύχαιναν τον πρώτο στόχο για το 2030. Τα στοιχεία αυτά προέρχονταν από τις μετρήσεις μέσω του συστήματος DCS (Data Collection System) το οποίο ο ΙΜΟ έθεσε σε εφαρμογή για πρώτη φορά το 2019. Η εκτίμηση του Παγκόσμιου Ναυτιλιακού Οργανισμού μετά τη μελέτη των εκπομπών του 2019 ήταν ότι ο στόλος είχε ήδη καταφέρει μια κατά μέσο όρο μείωση της έντασης των εκπομπών της τάξης του 20%-22%.
Η μείωση αυτή αποδίδεται κυρίως στις χαμηλότερες ταχύτητες οι οποίες είχαν σταδιακά υιοθετηθεί. Η εξέλιξη στην τεχνολογία σχεδιασμού της ενεργειακής απόδοσης των πλοίων από το 2008 μέχρι το 2019 είχε και αυτή κάποιο μερίδιο, αλλά όχι ιδιαίτερο, μια και δεν σημειώθηκαν εντυπωσιακές πρόοδοι στο διάστημα αυτό. Η ομάδα Technology & Innovation του Bureau Veritas Piraeus προσπάθησε να κάνει μια σύγκριση στις επιδόσεις του παγκόσμιου στόλου ανάμεσα στο 2019 και το 2020 χρησιμοποιώντας τα δεδομένα του DCS. Η σύγκριση έγινε για τέσσερις βασικούς τύπους εμπορικών πλοίων, bulk carriers, tankers, containerships και LNG Carriers. Τα αποτελέσματα φαίνονται στα διαγράμματα δεξιά. Η πρώτη ανάγνωση των αποτελεσμάτων δείχνει ότι οι διαφορές στις επιδόσεις είναι αμελητέες. Η μείωση του required CII είναι 1% ανάμεσα στο 2019 και το 2020, ενώ οι τιμές των attained CII είναι λίγο πολύ οι ίδιες, άλλοτε καλύτερες και άλλοτε χειρότερες ανάμεσα στα δύο έτη. Το τελευταίο είναι μια ένδειξη ότι τα ποντοπόρα πλοία έχουν λίγα περιθώρια να βελτιώσουν τις επιδόσεις τους στην ενεργειακή απόδοση με απλές επιχειρησιακές πρακτικές, όπως τη μείωση της ταχύτητας. Αυτό σημαίνει ότι με την πάροδο των χρόνων και τη μείωση του required CII κατά 2% κάθε χρόνο μετά το 2023, η διαφορά ανάμεσα στις τιμές required και attained θα μεγαλώνει. Υπάρχει μια σειρά τεχνικών λύσεων που μπορούν να εφαρμοστούν σε υπάρχοντα πλοία για να τα βοηθήσουν να ακολουθήσουν τους ρυθμούς μείωσης του CII μέχρι το 2026, άλλες περισσότερο και άλλες λιγότερο αποδοτικές, που συνοδεύονται όμως και από αντίστοιχα κόστη. Τα κόστη αυτά θα πρέπει να μπορούν να δικαιολογηθούν με αντίστοιχα κέρδη ή εξοικονομήσεις, είτε από κόστος ενέργειας/ καυσίμων, είτε από μείωση του κόστους εκπομπών ρύπων στην περίπτωση που νομοθεσίες όπως το EU ETS ή FuelEU Maritime έρθουν σε ισχύ. Σε επίπεδο καθαρά επιχειρησιακό, η καλύτερη χρονική εκμετάλλευση του πλοίου με μείωση του χρόνου αναμονής στα λιμάνια μπορεί να αυξήσει το μεταφορικό έργο που το πλοίο εκτελεί μέσα στο έτος, μειώνοντας έτσι την ένταση των εκπομπών. Χρειάζεται πολύ καλή συνεργασία διαχειριστών, ναυλωτών και λιμανιών για να επιτευχθεί αυτό.
Η χρήση εναλλακτικών καυσίμων Πέρα από αυτά όμως και για να επιτευχθεί ο ήδη φιλόδοξος στόχος της μείωσης της έντασης ρύπων κατά 40% το 2030, απαιτείται η χρήση κάποιου είδους εναλλακτικού καυσίμου ή τεχνολογίας. Μια πολύ δημοφιλής πρώτη επιλογή είναι τα βιοκαύσιμα, μια και είναι έτοιμα για χρήση από τις υπάρχουσες μηχανές ντίζελ χωρίς μετατροπές. Τα βιοκαύσιμα έχουν χαμηλό ισοζύγιο εκπομπών CΟ2 στον κύκλο ζωής τους (carbon-neutral), γιατί η βιομάζα από την οποία προέρχονται έχει δεσμεύσει CO2 κατά την παραγωγή της. Ο Παγκόσμιος Ναυτιλιακός Οργανισμός έχει ξεκινήσει την ανάπτυξη κανονιστικού πλαισίου που θα εξετάζει αυτό το ισοζύγιο στον κύκλο ζωής, κάτι που μέχρι σήμερα δεν υπάρχει. Το LNG επίσης είναι κάτι που ήδη είναι σε χρήση, μια και με την τρέχουσα μέθοδο λογισμού των εκπομπών από τη δεξαμενή στην προπέλα (well to wake), προσφέρει μια μείωση των εκπομπών κατά περίπου 20%. Η αυξητική τάση της χρήσης του έχει «φρενάρει» τελευταία, λόγω της αύξησης της τιμής αλλά και των γεωπολιτικών εξελίξεων, όμως δεν παύει να αποτελεί μια μεταβατική λύση προς τα επόμενα carbon-free καύσιμα. Βλέπουμε επίσης αυξημένο ενδιαφέρον και για τη μεθανόλη, η οποία μπορεί να είναι carbon-neutral αν παράγεται από ανανεώσιμες πηγές και η τεχνολογία για τη χρήση της ήδη υπάρχει. Το ενδιαφέρον επίσης αυξάνεται και για την αμμωνία, ένα carbon-free καύσιμο, το οποίο όμως έχει αρκετά προβλήματα ασφάλειας της χρήσης της λόγω αυξημένης τοξικότητας.
Οι μηχανές αμμωνίας αναμένονται να είναι έτοιμες για εγκατάσταση σε πλοία περί το 2025. Για να επανέλθουμε όμως στο θέμα, η ναυτιλία τα τελευταία τέσσερα χρόνια δεν έχει δείξει σημαντικά βήματα βελτίωσης στις εκπομπές ρύπων και ο λόγος είναι ότι έχει ήδη βελτιωθεί σημαντικά από το 2008, έχοντας φτάσει στα όρια της βελτίωσης που μπορεί να επιτύχει χωρίς νέες τεχνολογίες και εναλλακτικά καύσιμα. Για τα επόμενα 3-4 χρόνια αναμένεται να γίνουν κάποια επιπλέον βήματα με επιχειρησιακή βελτιστοποίηση και με εφαρμογή τεχνολογιών ενεργειακής απόδοσης στον υπάρχοντα στόλο, αλλά και οι πρώτες εφαρμογές νέων καυσίμων από τους «πρωτοπόρους». Στον υπόλοιπο χρόνο μέχρι το 2030 αναμένουμε πιο διευρυμένη χρήση των εναλλακτικών καυσίμων αρχικά με LNG και βιοκαύσιμα, καθώς θα αναμένουμε την εξέλιξη της τεχνολογίας και των λύσεων που θα οδηγήσουν τη ναυτιλία στον απώτερο στόχο των μηδενικών εκπομπών μέχρι το 2050.
----------------
ACCELΑRATIΝG BY... REDUCING SPEED
Vassilis Dimoulas, Vassilis Dimoulas Technology & Innovation Manager, Greece Cyprus & Malta at Bureau Veritas Hellas SA
Four years after the first announcement of the IMO targets for reducing emissions, we record what shipping has achieved and what can be expected by the first milestone of 2030
It has often been reported that in the transport sector, seagoing shipping is the most efficient way of transporting cargo with much less emissions per ton of cargo compared to others ways, such as land or air transport. Nevertheless, keeping up with the tradition of self-regulation, the shipping industry itself has recognized its obligation to reduce and possibly eliminate ship greenhouse gas emissions to zero. The International Maritime Organization (IMO) in April 2018 set the targets for reducing carbon dioxide emissions, with the milestone dates being 2030 and 2050, and a reference date of 2008. For the first milestone of 2030, the target is to achieve a reduction of at least 40% in emissions intensity (tonnes of emissions per transport project). Today, exactly four years after this first announcement of the IMO targets, it is interesting to try and record what shipping has achieved and what can be expected by the first milestone of 2030. The first and very critical task towards achieving a quantified goal is to define the index of measured performance. Much has been written and said in public debates about the choice of the IMO to set this indicator as the so-called Carbon Intensity Indicator (CII). CII is a simple indicator that defines the transport project as the product of the distance that a ship travels during the year by its maximum carrying capacity.
The CII has been described, not unjustly, as relatively inaccurate, as it does not contain the actual amount of cargo transported. The truth is, however, that with the CII, the IMO had available data at its disposal to quantify relatively well the performance of the global fleet in 2019, and to determine the rate of decline that would achieve the first target for 2030. These data wee derived by measurements through the DCS (Data Collection System), which the IMO implemented for the first time in 2019. The IMO estimate following the 2019 emissions study was that the fleet had already achieved an average reduction in emissions intensity by 20% - 22%. This reduction was mainly attributed to the lower speeds which were gradually adopted. The evolution in ship energy efficiency design technology from 2008 to 2019 also played a role, but only minor, since no impressive progress was made during this period. Bureau Veritas Piraeus’ Technology & Innovation team attempted to make a comparison of global fleet performance between 2019 and 2020 using DCS data. The comparison was made for four main types of merchant ships, bulk carriers, tankers, containerships and LNG Carriers. The results are shown in the following charts: A first glance at the results shows that variations in performance are negligible. The reduction in required CII is 1% between 2019 and 2020, while the prices of attained CII are more or less the same, sometimes better and sometimes worse between the two years. The latter is an indication that seagoing ships, by simple business practices such as speed reduction, have little room for improvement in energy efficiency. This means that over time, and by reducing the required CII by 2% each year after 2023, the deviation in the required and attained prices will grow. There are a number of technical solutions that can be applied to existing ships to help them keep up with the decline in CII by 2026, with some of them being more costeffective and some others less cost-effective, but at a lower cost. These costs should be able to be compensated by corresponding profits or savings, either from energy/fuel costs or from reducing emissions costs in the event of legislation, such as the EU ETS or FuelEU Maritime coming into force. On a purely operational level, a better time management of the ship by reducing port waiting time, can increase the transport work that the ship performs during the year, thus reducing the intensity of emissions. It takes very good cooperation between managers, charterers and ports to achieve this.
Using alternative fuels
Beyond that, however, in order to achieve the already ambitious goal of reducing emissions by 40% by 2030, the use of some kind of alternative fuel or technology is required. A very popular first choice is biofuels, as they are ready for use by existing diesel engines without conversions. Biofuels have a low CO2 emission balance in their life cycle (carbon-neutral), as the biomass from which they come has bound CO2 during its production. The IMO has begun to develop a regulatory framework that will address this life cycle balance, something that does not exist to date. LNG is also already in use, since with the current method of calculating emissions from the tank to the propeller (well to wake), it offers an emissions reduction by about 20%. The growing trend of LNG use has slowed down recently, due to an increase in prices and geopolitical developments, but it still is a transitional solution toward the next generation of carbon-free fuels. We are also seeing increased interest in methanol, which can be carbon-neutral if produced from renewable sources, and the technology for its use already exists. There is also growing interest in ammonia, a carbon-free fuel, which, however, poses several safety issues due to its increased toxicity. Ammonia engines are expected to be ready for installation on ships around 2025. In the past four years, shipping has not shown significant steps to improve emissions, as it has already improved significantly since 2008, having reached the limits of improvement that can be achieved without new technologies and alternative fuels. In the coming 3-4 years, some additional steps are expected to be taken with regard to operational optimization and application of energy efficiency technologies in the existing fleet, as well as the first applications of new fuels by the “pioneers.” By the year 2030, we expect more expanded use of alternative fuels -initially LNG and biofuels- as we will be expecting the evolution of technology and solutions that will lead shipping to the ultimate goal of zero emissions by 2050.
