Navigating Regulatory Changes: Strategic Fleet Management under FuelEU Maritime and EU ETS

Abstract

For å redusere miljøutslippene til skipsfartsnæringen, har EU innført FuelEU Maritime initiativet og utvidet sitt eksisterende klimakvotesystem (EU ETS) til å dekke denne næringen. Begge disse tiltakene omfatter skip større enn 5000 bruttotonn og gir økonomiske insentiver for operatører i bransjen til å redusere utslippene sine. EU ETS ble innført allerede tidligere i år, og FuelEU initiativet skal håndheves fra 1. januar, 2025.

I denne masteroppgaven undersøker vi derfor konsekvensene av disse nye tiltakene for skipsfartsnæringen. Ved å utvikle en optimeringsmodell som inkluderer både FuelEU og EU ETS i problemet, har vi evaluert effekten av dem både individuelt og i kombinasjon med hverandre. Modellen har som mål å minimere kostnadene til en flåte av Supramax bulkskip som opprinnelig bruker fossile drivstoff, i perioden fra 2024 til 2050. Modellen bestemmer om skipene skal bytte drivstoff, og eventuelt når dette skal skje.

Modellen tillater skipene å bytte til flere typer drivstoff, og ulike prisscenarier har blitt generert for å ta høyde for de mer usikre parameterne. Oppgaven diskuterer balansen mellom å minimere kostnader og redusere utslipp, og demonstrerer hvordan modellen kan brukes som beslutningsstøtte for redere og andre aktører i bransjen. Bio-metanol var et foretrukkent drivstoff for skip som går på VLSFO, både som en nybyggserstatning og for oppgraderinger. LNG-drevne skip valgte ofte å oppgradere til ammoniakksystemer, og i visse scenarier valgte begge typer skip å bytte til kompatible e-drivstoff. Tidspunktet for beslutningene hadde en sterk korrelasjon med utslippsgrensene satt av FuelEU, og i mange tilfeller oppnådde strategien 80% reduksjon i utslipp, noe som samsvarer med målet til dette initiativet.

Resultatene indikerer at FuelEU vil ha en betydelig innvirkning på industrien, og vil tvinge gjennom en overgang til mer miljøvennlige drivstoff. Initiativet er redusere utslipp effektivt, gir forutsigbarhet for bransjen, og tilbyr ulike kommersielle muligheter. EU ETS viste seg derimot å være mer uforutsigbar, og ha mindre påvirkning på utslippsreduksjoner. Studien stiller derfor spørsmål ved nødvendigheten av begge reguleringene og foreslår at en fjerning av EU ETS potensielt kan føre til en mer balansert tilnærming for næringen samtidig som man når utslippsmålene.

In response to increasing environmental concerns, the European Union has introduced the FuelEU Maritime regulation and extended the EU Emissions Trading System (ETS) to cover the maritime shipping industry. Both regulatory measures apply to all vessels above 5000 gross tonnage and provide economic incentives for vessel operators to reduce their emissions. The EU integrated the shipping sector into the ETS earlier this year and will enforce the FuelEU regulation starting January 1, 2025.

In this timely master's thesis, we develop an optimisation model to address a maritime fleet renewal problem. We incorporate these new regulations into the model to evaluate their impact on fleet strategies, both individually and in combination. The model aims to minimise the overall costs for a fleet of Supramax dry bulk vessels initially powered by fossil fuels from 2024 to 2050.

The model considers multiple fuel transition options for each vessel and several pricing scenarios for uncertain parameters. The thesis addresses the balance between minimising costs and reducing emissions and demonstrates the model's applicability as a decision-support tool for shipping operators. Strategy-wise, bio-methanol was found to be the preferred option for newbuild replacements and VLSFO retrofits. LNG-powered vessels preferred ammonia retrofits, and in certain scenarios, both types of vessels opted to switch to compatible e-fuels. The timing of these decisions correlated with the step-wise reduction of the FuelEU greenhouse gas intensity limits, often achieving the 80% target set by the regulation.

The findings indicate that FuelEU will significantly impact the industry, forcing a fuel transition to adopt more environmentally friendly alternatives. It is found to be efficient in reducing emissions, predictable for shipping operators, and offers potential business opportunities. Conversely, the EU ETS proved to be an unpredictable, less efficient carbon pricing mechanism in reducing emissions. The study questions the necessity of both regulations, suggesting that removing the EU ETS could provide a more balanced approach for shipping operators while still achieving reduction targets.