Nullutslippssystemer tilknyttet maritime fartøy innenfor oppdrettsnæringen
Haugum, Samuel Andreas Brøndbo; Lindgaard, Christian Min Flatøy; Martinsen, Marius; Ørstavik, Aksel Engebråten
Bachelor thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3139134Utgivelsesdato
2024Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Sammendrag
Denne rapporten vurderer egnetheten til forskjellige karbonreduserende energisystemer i maritim industri ved hjelp av simulering. Det er først skrevet en innledning med formål om å presentere motivasjonen bak, og oppbygningen av rapporten. Introduksjonen tar for seg problemet med den maritime industriens klimautslipp og legger til grunn for hvordan brønnbåter kan være et punkt for forbedring i møte med det grønne skiftet.
Følgende blir relevant teori vist for å gi en oversikt over dagens teknologiske standard for fartøy, da spesielt brønnbåter, med fordeler og ulemper knyttet til industriens metoder. Parametere som er relevante for beregninger og prinsipper blir også inkludert i dette kapitlet. Med teorien presentert skal konsekvensene knyttet til de forskjellige teknologiene være enkle å begripe.
De forskjellige systemene simulert i denne rapporten benytter seg av hver sin energibærer eller en hybrid bestående av to. De forskjellige lagringsmediene blir gått igjennom for å vise forskjellige utfordringer og særskilte konkurransefortrinn. Hydrogen og batterier er energibærerene som blir presentert i størst grad ettersom de har potensialet for fullstendig grønn drift. Derivatene av hydrogen, altså amoniakk og methanol, samt flytende naturgass og biodisel, blir presentert men til en mindre grad ettersom de ikke er fullstendig grønne i drift.
Problemstillingen til rapporten blir deretter definert tydelig sammen med oppgavens mål, omfang og begrensninger. Strategien for gjennomførelse blir også presentert her. Omfanget tar for seg utslippene, energibehovet, kostnadene, infrastrukturen, og logistikken knyttet til drift av en brønnbåt ved bruk av forskjellige energibærere.
For at resultatene skal kunne enkelt replikeres med liknende datasett, presenteres metodene brukt i rapporten. Beregninger, datainnsamling, samt simuleringsparametere blir gjort rede for og diverse antakelser forbundet med beregninger blir også tatt opp for å gjøre rede for resultatene som er produsert.
Resultatene som er produsert og innhentet med de nevnte metodene blir deretter presentert, og diskutert. Diskusjonen tar for seg de forskjellige energisystemene i et energi- og miljøorientert perspektiv. Med de tidligere nevnte simuleringssystemene, måles energisystemene opp mot dagens referansesystem drevet med diesel som brennstoff. Utslipp, energitetthet, logistikk og infrastruktur er viktige aspekter som tas opp i dybden.
Oppgaven konkluderer med at grønne alternative energisystemer sliter med å konkurrere mot dieselsystemer på grunn av en lav energitetthet, høye kostnader og et skjørt rammeverk som støtter disse alternativene. Muligheten for et transitorisk system som ikke nødvendigvis er fullstendig grønt viser seg å være en mer realistisk mulighet, sammenliknet med å konvertere uten sikkerhetsmarginer. Selv om det er mer realistisk, kreves det fortsatt en stor investering i marked og infrastruktur for å realisere dette. Abstract
This thesis aims to evaluate the feasibility of carbon reductive energy systems aboard wellboats in the maritime industry using simulations. Initially, a short introduction presents the motivation behind the report, as well as giving a short overview of the structure. The introduction covers the rising need for decarbonizing modern society as climate change approaches. As the maritime sector faces the green shift, wellboats have been observed as a source of greenhouse gas emissions where improvements can be made.
Following the introduction is a chapter including theory. This covers technology and standards in today‘s maritime industry, aiming to show the different advantages and disadvantages that influence the operation of wellboats today. Parameters for calculation and working principles are shown to give an understanding of the related consequences of alternative energy systems and storage methods.
The different systems simulated in this report revolve around carbon-reductive energy systems. The various energy carriers are presented to show what aspects are advantageous as well as the affiliated obstacles. Hydrogen and batteries are the main technologies presented as they have the potential to be entirely green. The derivatives of hydrogen, e.g. ammonia and methanol are displayed in a smaller extent, along with biodiesel and liquid natural gas, given that they are not entirely emission-free during operation.
Thereafter the problem is defined more specifically along with the goals of the report, as well as the boundaries and limits. A strategy for accomplishing this is then presented. The goal being informing the industry about carbon reductive systems is to be achieved by simulation and system modeling The boundaries and limits showcase the scope as well as the restraints shaping the report.
Subsequently, the methods used for producing results are presented. The methods cover data gathering, simulation, and calculation strategies. Using the methods presented makes it easy to replicate the results given similar datasets. Assumptions related to calculations are also mentioned to justify the end results produced.
The results obtained from the literature study and the methods used are then presented and discussed. The discussion aims to reveal the benefits and complications surrounding the different solution proposals, with a basis in numerical results. Using the numerical foundation, a perspective concerning logistics, emissions, cost, and infrastructure is investigated. Most of the results indicate the same outcome, where the feasibility of carbon reductive systems suffers heavily from high costs and low energy densities compared to traditional fuels. Sources of error are then addressed to give reason to different assumptions and possible non-representative values. Factors such as uncertain data, approximations and placeholders are some of the sources discussed.
The thesis concludes that carbon reductive systems suffer from several factors such as infrastructure and cost, and that the feasibility of these systems remains questionable, until the aforementioned reasons and market changes, to better support the various carbon reductive energy bearers. However, the possibility of a transitory period is more promising but still requires a technological and economic push to be realized.