| dc.description.abstract | Med stadig økende klimautfordringer, øker også kravet til den maritime næringen på å begrense sitt utslipp. IMOs klimamål legger føring for dette med et mål om utslippskutt på 20-30 % innen 2030, sammenlignet med 2008, og nullutslipp innen 2050. Dette medfører et økt behov for grønne energibærere, energieffektivisering av eksisterende systemer og ny teknologi for at den maritime industrien også skal utvikle seg i takt med klimamålene. Denne omstillingen krever flere løsninger og i denne oppgaven er det undersøkt hvorvidt metanol kan være en av disse. Energimarkedet er komplekst og innebærer lange energikjeder som må endres for å gjennomføre en omstilling. Gjennom litteraturstudier og samtaler med mentorbedrift, konkluderes det med at en av hindringene for metanol er hvordan det kan implementeres i fartøy. Tilgjengelig forskning baserer seg hovedsakelig på implementeringen i større skip og er ikke nødvendigvis overførbart til mindre fartøy. Det er tilsynelatende god kunnskap rundt fremstilling av metanol, men lav andel forbrukere.
Resultater fra litteraturstudien antyder at rene metanol motorer kan ha en relativ økning i virkningsgrad på 35 % sammenlignet med dagens forbrenningsmotorer. For brenselceller kan virkningsgrad på 61 % oppnås. Dette er dog ung teknologi som krever videre utvikling. De potensielle økonomiske og miljømessige følgene av å implementere metanoldrift i ulike skip undersøkes ved å benytte tre ulike skipsprofiler med ulikt effekt- og energibehov. De tre skipstypene benyttet i oppgaven er en hurtigbåt, en fiskebåt og et langtransportskip. Utslippsvariasjoner for forbrenningsmotorer og brenselceller, samt praktiske betraktninger som plassbruk, inngår i en vurdering av de mest effektive energisystemene.
Beregningene viser at metanoldrift kan føre til endring i CO2-utslipp på pm 20 %. I alle tilfeller vil det også være redusert eller eliminert utslipp av NOx og SOx. Størst reduksjon viser til høy-virkningsgrad systemer, som ikke er kommersielt tilgjengelige enda. Dette innebærer usikkerhet, men viser til potensiale i markedet. Økonomiske vurderinger antyder at økte avgifter og drivstoffpriser på diesel kan gi betydelige besparelser ved metanoldrift. For å sette perspektiv på besparelsene er det beregnet nedbetalingstid for investering i nye brenselcelle- eller forbrenningsmotorsystemer, denne later til å kunne variere mellom 2 og 12 år, med stor usikkerhet knyttet til investeringskostnadene. En av de største utforingene kan vise seg å være plassbehovet. For hurtigbåten kan en forbrenningsmotor være mest realistisk og for fiskebåten og langtransportskipet later begge energisystemene til å kunne være gjennomførbare.
Resultatene viser til at metanol kan være et økonomisk og klimamessig bærekraftig alternativ. For at dette skal være gjennomførbart kreves en utfasing av produksjon basert på fossile kilder, i tillegg til at avgifter og subsidier tilrettelegger mer for de bærekraftige alternativene. | |
| dc.description.abstract | With increasing climate challenges, the demand for the maritime industry to limit its emissions is also growing. IMO's climate goals aim for a 20-30% cut in maritime emissions by 2030, compared to 2008 levels, and achieving zero emissions by 2050. This entails a need for green energy carriers, energy efficiency improvements in existing systems, and new technology to ensure that the maritime industry progresses in line with climate goals. This transition necessitates multiple solutions, and this study explores whether methanol could be one of them. The energy market is complex, involving long energy chains that must be altered to facilitate the transition. Through literature reviews and discussions with the mentor company, it is concluded that one obstacle for methanol is how it can be implemented in vessels. Available research mainly focuses on implementation in larger ships and may not necessarily be applicable to smaller vessels. There appears to be significant knowledge about methanol production but a low consumer base.
Results from the literature study suggest that pure methanol engines can achieve a increase in efficiency of the order of 35%, compared to todays combustion engines. For fuel cells, the efficiency can reach 61%. However, this is still an emerging technology requiring further development. The potential economic and environmental impacts of implementing methanol propulsion in various ships are examined using three different ship profiles with varying power and energy needs. The three types of ships used in the study are a high-speed ferry, a fishing boat, and a cargo ship. Emission variations for combustion engines and fuel cells, as well as practical considerations such as space utilization, will factor into evaluating the most effective energy systems.
Calculations show that methanol operation can lead to a change in CO2 emissions of pm 20%. In all cases, there will also be reduced or eliminated emissions of NOx and SOx. The greatest reduction is shown by high-efficiency systems, which are not yet commercially available. This implies uncertainty, but shows potential in the market. Economic considerations suggest that increased taxes and fuel prices on fossile fuels can provide significant savings with methanol operation. To put the savings analysis into perspective, the payback time for the investment of new fuel cell or combustion engine systems has been calculated. The results show that the payback time can be between 2 and 12 years, but there is uncertainty associated with the investment costs. One of the biggest challenges may turn out to be the space requirement. For the high-speed ferry, a combustion engine could be most realistic and for the fishing boat and cargo ship, both energy systems seem to be feasible.
The results indicate that methanol can be an economically and climatically sustainable alternative. For this to be feasible, a phase-out of production based on fossil sources is required, in addition to taxes and subsidies facilitating the sustainable alternatives. | |
