Σταύρος Χατζηγρηγόρης, Ιδιοκτήτης της Advanced Engineering Services
Οι νέοι τύποι καυσίμων που έχουν μέχρι στιγμής προσελκύσει το ενδιαφέρον για την πρόωση των πλοίων είναι το υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG), τα βιοκαύσιμα, η μεθανόλη, το υδρογόνο, η αμμωνία, το υγραέριο (LPG) και στο μέλλον η πυρηνική ενέργεια.
Μου ζητήθηκε να εκφράσω τη γνώμη μου για το πώς βλέπω τις εξελίξεις σχετικά με τους αέριους ρύπους, τα νέα καύσιμα, τις νέες τεχνολογίες και την άποψή μου για το πώς βλέπω να εξελίσσεται η ελληνική ναυτιλία. Με σκοπό τη συμμόρφωση με τους νέους κανονισμούς που αφορούν τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, η παγκόσμια ναυτιλία στρέφεται στην αναζήτηση εναλλακτικών λύσεων, όπως η χρήση νέων τύπων καυσίμων και η υιοθέτηση προχωρημένων τεχνολογιών. Οι νέοι τύποι καυσίμων που έχουν μέχρι στιγμής προσελκύσει το ενδιαφέρον για την πρόωση των πλοίων είναι το υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG), τα βιοκαύσιμα, η μεθανόλη, το υδρογόνο, η αμμωνία, το υγραέριο (LPG) και στο μέλλον η πυρηνική ενέργεια. Το υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG) εμφανίζεται να είναι ένας από τους πρωταγωνιστές των εναλλακτικών καυσίμων, όπως γίνεται εμφανές από τις συνεχώς αυξανόμενες παραγγελίες νέων LNG-ready dual fuel πλοίων. Συγκεκριμένα, το 2021 περίπου το 22% των παραγγελιών για containerships (πάνω των 10.000 TEU) αφορούν σε LNG dual fuel πλοία, ενώ το 2022 το αντίστοιχο ποσοστό φτάνει περίπου το 40%.
Η πρόκληση που προκύπτει στη χρήση του ως καυσίμου για την πρόωση των πλοίων έγκειται στην αποθήκευσή του τόσο λόγω της μισής ενεργειακής πυκνότητάς του σε σχέση με τα παραδοσιακά καύσιμα, όσο και στην ανάγκη διατήρησης χαμηλών θερμοκρασιών (-160ο C) για την αποθήκευσή του. Επιπλέον, η εκπαίδευση των πληρωμάτων είναι ένα ζήτημα για όλα τα εναλλακτικά καύσιμα. Η εναλλακτική των βιοκαυσίμων, παρότι είναι περιβαλλοντικά βιώσιμη, φαίνεται να μην είναι το ίδιο ανταγωνιστική σε σχέση με το LNG προσώρας, καθώς αφενός το κόστος τους είναι μεγαλύτερο, αφετέρου δεν είναι ευρέως διαθέσιμα ακόμα. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι τα βιοκαύσιμα μπορούν να αναμιχθούν με άλλα καύσιμα όπως το HFO ή το MGO. Η μεθανόλη ως καύσιμο κάνει τα πρώτα της βήματα, καθώς οι πρώτες Dual Fuel μηχανές με καύση μεθανόλης είναι ήδη διαθέσιμες στην αγορά. Για την παραγωγή της μεθανόλης είναι δυνατή η αξιοποίηση ανανεώσιμων πρώτων υλών, όπως αστικά και βιομηχανικά απόβλητα, η βιοενέργεια και το διοξείδιο του άνθρακα και το υδρογόνο. Οι προκλήσεις που προκύπτουν εντοπίζονται μεταξύ άλλων στη διαβρωτική φύση της, που έχει πιθανές επιπτώσεις στο σύστημα παροχής καυσίμου στη μηχανή, όπως και στη δυσκολία αποθήκευσής της. Tο υδρογόνο αποτελεί αρκετά υποσχόμενο υποψήφιο καύσιμο του μέλλοντος. Ανάμεσα στα πλεονεκτήματά του είναι το μεγάλο εύρος αναφλεξιμότητάς του, αλλά έχει χαμηλή πυκνότητα ενέργειας ανά λίτρο στη θερμοκρασία αποθήκευσης. Επιπλέον εμπόδια είναι η έλλειψη κανονισμών ασφαλείας, το αυξημένο κόστος επένδυσης και η αποθήκευσή του που απαιτεί τη διατήρηση ιδιαίτερα χαμηλών θερμοκρασιών (-256ο C). Πιθανή λύση για τη χρήση υδρογόνου εμφανίζεται να είναι η παραγωγή του πάνω στο πλοίο. Η χρήση της αμμωνίας βρίσκεται ακόμα σε αρχικά στάδια, με τις πρώτες dual fuel μηχανές με καύση αμμωνίας να αναμένονται το 2024/2025. Στα πλεονεκτήματά της εμπεριέχονται η ευκολία αποθήκευσής της καθώς δεν απαιτεί διατήρηση χαμηλών θερμοκρασιών, όπως επίσης και η χαμηλή αναφλεξιμότητα αποφεύγοντας ζητήματα ασφαλείας. Μειονεκτήματα αποτελούν η υψηλή τοξικότητά της που δύναται να προκαλέσει βλάβες σε διάφορα εξαρτήματα και η ανάγκη χρήσης καυσίμου εναύσεως (pilot fuel) που αυξάνεται πολύ στα χαμηλά φορτία της μηχανής. Επίσης, προκύπτουν και εμπορικά εμπόδια, καθώς η ναυτιλία ανταγωνίζεται τη βιομηχανία των λιπασμάτων, το οποίο συνεπάγεται αυξημένο κόστος.
Όσον αφορά το υγραέριο (LPG), ήδη αρκετά πλοία έχουν εγκατεστημένα dual fuel συστήματα για καύση LPG. Βέβαια, η πλειονότητα των πλοίων με αυτή την επιλογή είναι πλοία μεταφοράς LPG, τα οποία χρησιμοποιούν το φορτίο τους ως καύσιμο. Εκτός από τη χρήση εναλλακτικών τύπων καυσίμων, νέες τεχνολογίες, όπως προηγμένες βαφές της γάστρας, το air lubrication, ο εξηλεκτρισμός, οι κυψέλες καυσίμων, το Alternative Marine Power (AMP) ή Cold ironing, τα rotor sails και το carbon capture (το οποίο μπορεί να εξαλείψει την ανάγκη για εναλλακτικά καύσιμα), θα παίξουν αναμφισβήτητα σημαίνοντα ρόλο στην επίτευξη του στόχου μείωσης των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Όσον αφορά το μέλλον της ναυτιλίας μας πιστεύω ότι: α. Η ναυτιλία γενικά, αλλά ειδικότερα στους περισσότερους κλάδους της, δημιούργησε αρκετά μεγάλη συσσώρευση κεφαλαίων τα τελευταία δεκαπέντε χρόνια. β. Η απόδοση των κεφαλαίων που επενδύονται στη ναυτιλία τείνει να πλησιάσει το κέρδος που αποδίδουν άλλες επενδύσεις με έμφαση στις νέες τεχνολογίες, τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. γ. Τα πλοία με την εισαγωγή νέων τεχνολογιών θα γίνουν ακριβότερα. δ. Τα νέα καύσιμα θα κοστίζουν ακριβότερα από το πετρέλαιο. ε. Η φορολόγηση των ρύπων θα περιπλέξει ακόμη περισσότερο την εικόνα. ζ. Η νέα γενιά των Ελλήνων πλοιοκτητών, με βάση την κεφαλαιουχική τους επάρκεια αλλά και τη δυνατότητα δανεισμού, θα εξετάσει την πιθανότητα δημιουργίας νέων εμπορικών σχέσεων σχετικών με τη ναυτιλία, αλλά και σε άλλους τομείς με πιθανά μεγαλύτερες αποδόσεις. η. Εύχομαι η ναυτιλία να παραμείνει στην Ελλάδα και οι πλοιοκτήτες να ακολουθήσουν πολιτικές που να επιτρέπουν τη συνέχιση της μακράς ναυτιλιακής παράδοσης, ενός κλάδου στον οποίο η Ελλάδα αποτελεί παράδειγμα προς μίμηση και όχι προς αποφυγή.
-------------
ALTERNATIVE FUELS AND NEW TECHNOLOGIES
Stavros Ηatzigrigoris, Advanced Engineering Services
I wish shipping remains home and shipowners pursue strategies to keep up with our long tradition in shipping, an industry brightly and finely exemplified by Greece
I was asked to express my opinion on how I see developments regarding gaseous pollutants, new fuels, and new technologies, and provide an outlook of Greek shipping.) In order to comply with the new regulations on reduction of carbon dioxide emissions, global shipping is focusing on a search for alternative solutions, such as the use of new types of fuels and the adoption of advanced technologies. The new types of fuels that have so far attracted interest in ship propulsion are liquefied natural gas (LNG), biofuels, methanol, hydrogen, ammonia, liquefied petroleum gas (LPG) and in the future nuclear power. LNG appears to be one of the protagonists of alternative fuels, as evidenced by the ever-increasing orders for new LNG-ready Dual Fuel vessels. Specifically, in 2021 approximately 22% of orders for containerships (over 10,000 TEU) concerned LNG Dual Fuel ships, a rate jumping to 40% in 2022.
However, a challenge in using it as a propellant for ships is its storage, owing to both its half energy density compared to traditional fuels, and the need to store it at very low temperatures (-160oC). In addition, crew training when using any alternative fuel is an issue to be considered. The biofuels alternative, although environmentally sustainable, does not seem to be as competitive as LNG yet, because of their higher cost and not being widely available yet. Interestingly, biofuels can be blended with other fuels, too, such as heavy fuel oil (HFO) or marine gasoil (MGO) in any proportion. Methanol as a fuel is taking its first steps, with the first Dual Fuel engines using methanol being already available on the market. Notably, methanol can be produced from renewable raw materials, such as municipal and industrial waste, bioenergy, carbon dioxide and hydrogen. The challenges in using methanol as a fuel lie, inter alia, with its corrosive nature, which may affect the engine’s fuel supply system, as well as its difficulty of storage. Although the technology for using hydrogen as a marine fuel has not yet matured, hydrogen is a promising potential fuel for the future. Among its advantages is its wide range of flammability, but it has a low energy density per liter at storage temperature. Additional deterrents include the lack of safety regulations, higher investment cost and its storage at very low temperatures (-256οC). What seems to be a possible solution is the idea for hydrogen production onboard. The use of ammonia as a marine fuel is still in its infancy, with the first Dual Fuel engines using ammonia expected in 2024- 2025. Its pros include the ease of storage with no need for low temperatures, and its low flammability that improves its safety profile. However, its cons include its high toxicity which can cause damage to various components, and the need to use pilot fuel, which increases greatly at low engine loads. Commercial barriers are also emerging, such as the low availability of sufficient ammonia that can be used as fuel, as shipping competes with the fertilizer industry, and this results in higher costs. With regard to LPG, several ships already have dual fuel systems installed for LPG use.
Of course, the majority of ships with this option are LPG carriers, which use their cargo as fuel. In addition to the use of alternative fuels, new technologies such as advanced hull paints, air lubrication, electrification, fuel cells, Alternative Marine Power (AMP) or cold ironing, rotor sails and carbon capture (which can eliminate the need for alternative fuels), will undoubtedly play a major role in achieving the goal of reducing carbon dioxide emissions. The newly introduced regulations will inevitably have an impact on the commercial operation of ships owing to a likely reduction in speed or engine power, as well as on the size of ships, as the larger vessels will have an advantage over smaller ones.
Regarding the future of our shipping I believe that: a. Shipping in general, but especially in most of its industries, has created quite a large accumulation of capital in the past fifteen years. b. The return on investment in shipping tends to approach the return of other investments with an emphasis on new technologies, renewable energy, and also areas related to the recovery of the economy in the post-Covid era. c. Ships will be more expensive with the introduction of new technologies. d. New fuels will cost more than oil. e. Pollution taxation (initially in Europe and later in the US, China and Japan) will further complicate the picture. g. The new generation of Greek shipowners, based on their capital adequacy and borrowing options, will consider establishing new trade relations in shipping, but also in other sectors with possibly higher returns. I wish shipping remains in Greece and shipowners pursue strategies to keep up with our long tradition in shipping, an industry brightly and finely exemplified by Greece.
