| dc.description.abstract | Verden står ovenfor betydelige klimaendringer som en av vår tids største utfordringer. Klimaendringer har gitt et økt fokus på å redusere verdens klimagassutslipp og er også på toppen av FNs agenda. Skipsfartsindustrien står for 90% av verdens transport varer og er en viktig del av verdensøkonomien. Med ansvar for en så stor del av verdens handelen følger den et høyt utslipp forårsaket av fossilt brensel. Akvakulturindustrien i Norge kan bidra til det grønne skiftet ved elektrifisering av oppdrettsanlegg, batteribruk på fartøy og infrastrukturutvikling. Forskning viser at 80% av dagens oppdrettsanlegg kan elektrifiseres lønnsomt hvis energibesparelser er inkludert i beregningen. I tillegg skaper elektrifiserte lokasjoner nye muligheter for el-drevne havbruksfartøyer.
Denne oppgaven tar sikte på å se på muligheten for utslippsreduksjon gjennom elektrifisering av akvakulturfartøy med hovedfokus på brønnbåter. En litteraturstudie har blitt utført på forskjellige energilagringssystemer, med særlig fokus på batterier. En litteraturstudie på brønnbåter var også nødvendig for å forstå hvilke krav fremdriftssystemet må tilfredsstille i et så komplekst fartøy som en brønnbåt. Gjennom litteratursøk på brønnbåter viste hjelpesystemene seg å være svært energikrevende. Batteri implementering i fartøy som dette viste seg å være mer utfordrende enn forventet. Ettersom fartøyene har uforutsigbare seilingsmønstre og energiintensive operasjoner, kan helt elektrisk operasjonsarbeid uten landtilkobling se utfordrende ut. Bruk av batteri til lastutjevning, kutting av effekttopper eller som en reserve, kan bidra til redusert drivstofforbruk. På grunn av høyt forbruk i både havn og ved oppdrettsanlegg, vil en plug-in hybrid-løsning med mulighet for å lade batteriet og utføre operativt arbeid med landstrømforbindelse være den potensielt beste løsningen. Gjennom en lastprofilestimering basert på hastighets- og posisjonsdata fra AIS og antagelser på hjelpe systemenes last basert på data fra en leverandør av fiskepumpe-, sirkulasjons- og håndteringsutstyr, et det laget en representativ og troverdig lastprofil for en typisk brønnbåt. Lastprofilen ga en god oversikt over fartøyets last og la grunnlaget for casestudien.
Casestudien så på tre forskjellige scenarier, en konvensjonell løsning, en batteri hybrid løsning for kutting av effekttopper og en batteri hybrid løsning for lastutjevning. Batteriløsningen for kutting av effekttopper ga et urealistisk stort batteri, og lastutjevnings scenariet ga en lav minimal drivstoffbesparelse. Ettersom konstant belastning for hjelpe systemene er antatt, noe som resulterer i at ingen svingninger fremtrer uten endringer i skipets hastighet. Derfor brukes batteriet bare under transport eller manøvrering, noe som gjør det mindre lønnsomt enn det sannsynligvis vil være. Selv om casestudien viser at løsningene med batteri ikke reduserer fartøyets utslipp vesentlig og derfor heller ikke vises å være lønnsomme, bør effekten av redusert slitasje på motorsystemene også tas i betraktning på fordelesiden. | |
| dc.description.abstract | The world society is facing significant climate change as one of the biggest challenges of our time. Climate change has provided an increased focus on reducing the world's greenhouse gas emissions and is also on top of the UN Association's agenda. The shipping industry accounts for 90% of world transport goods and is an essential part of the world economy. With responsibility for such a large part of the world's trade, it follows a high emission caused by fossil fuel. The aquaculture industry in Norway can contribute to the green shift by electrification of fish farm locations, battery usage on vessels, and infrastructure development. Research shows that 80% of today's aquaculture sites can be electrified profitably if energy savings are included in the calculation. In addition, electrified locations create new opportunities for electric-powered aquaculture vessels.
This thesis aims to look at the possibility of emission reduction through electrification of aquaculture vessels with the main focus on wellboats. A literature study has been carried out on various Energy Storage Systems (ESS), with a particular focus on batteries. A literature study on wellboats was also necessary to understand what requirements the propulsion system must satisfy in such a complex vessel as a wellboat. Through literature searches on wellboats, the auxiliary systems proved to be highly energy demanding. Battery implementation in vessels like this proved to be more challenging than expected. As the vessels have unpredictable sailing patterns and energy-intensive operations, fully electrical operation work without a shore-side power connection might look challenging. Battery use for load leveling, peak shaving, or as a non-spinning reserve can contribute to reduced fuel consumption. Due to high consumption in both port and at the fish farms, a plug-in hybrid solution with the possibility of charging the battery and carrying out operational work with a shore power connection will be the potential best solution.
Through a load profile estimation based on speed and position data from AIS and assumptions for auxiliary loads based on data from a supplier of the fish pumping, circulation, and handling equipment, a representative and credible load profile for a typical wellboat is made. The load profile provided a good overview of the vessel's load and made the basis for a case study. In the case study, three different scenarios are tested, a conventional solution, a battery hybrid solution for peak shaving operations, and a battery hybrid solution for load leveling. The battery solution for peak shaving provided an unrealistic-sized battery for the vessel, and the load-leveling scenario provided a minimal fuel saving. Eventually, constant load assumed for the auxiliary load, resulting in no fluctuations disregard when there are changes in the ship's speed. Therefore the battery is only used during transit or maneuvering, making it less profitable than it probably would be. Although the case study shows that the solution does not reduce the vessel's emissions significantly and therefore does not appear profitable, the impact of the reduced wear on engine systems should also be taken into account on the benefit side. | |
