Merenkulun uudet polttoaineet

Merenkulku tuli EU:n päästökaupan piiriin vuoden alusta. Vuonna 2050 meriliikenteen pitäisi olla kokonaan päästötöntä. Hyvä niin, sillä meriliikenne tuottaa kolme prosenttia globaaleista hiilidioksidipäästöistä.

Laivat käyttävät tällä hetkellä lähes sataprosenttisesti hiilidioksidia runsaasti ilmakehään päästävää raskasta polttoöljyä eli bunkkeria. Vuonna 2022 vähemmän kuin 0,1 prosenttia käytetystä laivapolttoaineesta oli muuta kuin bunkkeria.

Koska alukset ovat käytössä vuosikymmeniä, varustamot varautuvat tulevaisuuden regulaation vaatimuksiin. Ne etsivät kuumeisesti päästöttömiä vaihtoehtoja kuljettaa lastejaan maailman merillä.

”Vaihtoehtoiset polttoaineet ovat tärkeä osa toimenpiteitä merenkulun hiilineutraalisuuden saavuttamiseksi”,  Ulla Tapaninen sanoo.

Hän on Tallinnan teknillisen yliopiston professori. Hänen tutkimusryhmänsä tutkii laajasti, miten ympäristömääräykset vaikuttavat merenkulkuun.

Uusiutuvat biopolttoaineet sopivat nykyisiin aluksiin

Uusiutuvat polttoaineet kuten biokaasu ja biodiesel ovat helposti käyttöönotettavia polttoaineita, koska ne eivät vaadi suuria muutoksia laivamoottoreihin. Uusiutuvista raaka-aineista tehtyjen biopolttoaineiden käyttö laivaliikenteessä kohtaa Tapanisen kanssa kuitenkin ongelmia jo lähivuosina, koska lentoliikenne vie leijonanosan saatavilla olevista biopolttoaineista.

”Lentoyhtiöillä on varaa maksaa enemmän biopolttoaineista, ja ne tarvitsevat niitä enemmän kuin varustamot.”

Nesteen Marine fuels and services -liiketoimintoja johtava  Sveta Ukkonen on optimistisempi.

”Voimme tällä hetkellä myydä paljon enemmän meriliikenteen uusiutuvia polttoaineita kuin niille on kysyntää”, hän sanoo.

Neste valmistaa kahta bunkkeriin sekoitettavaa niin sanottua drop-in biopolttoainetta. Toinen on co-prosessoitu laivapolttoaine ja toinen uusiutuva diesel. Co-prosessoitua polttoainetta valmistetaan lisäämällä bioraaka-ainetta raakaöljyyn polttoaineen tuotantovaiheessa. Uusiutuva diesel tuotetaan kokonaan uusiutuvista raaka-aineista.

Uusiutuvien laivapolttoaineiden tuotannon maksimikapasiteettia ei ole Ukkosen mukaan läheskään saavutettu. Lähivuosikymmeninä tulee aivan uusia raaka-aineita, joista polttoaineita tuotetaan. Neste tutkii muun muassa mikrolevien ja yhdyskuntajätteen käyttöä polttoaineen syöttöaineena.

”Olen optimisti, että IMO:n vuoden 2050 tavoite hiilidioksidivapaasta merenkulusta on mahdollinen.”

Muutosta vauhdittaa Ukkosen mukaan muun muassa se, että monet nykyiset laivat voivat käyttää biopolttoainetta bunkkeriin lisättynä.

”Biopolttoaineita on saatavilla riittävästi auttamaan siirtymää. Ongelmana on se, että vaihtoehtoisia polttoaineita käytetään vielä vähän”, Ukkonen sanoo.

Ala on hänen mukaansa konservatiivinen ja monet varustamot ovat varovaisia käyttämään biopolttoaineita.

Vety olisi päästötön polttoaine, mutta se vie valtavasti lastitilaa. Se on energiatiheydeltään toisessa ääripäässä verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin. Muutamia vetyä käyttäviä koelaivoja on jo rakennettu, mutta Tapaninen ei usko vedyn voittokulkuun merenkulussa.

Vihreä metanoli lisää suosiota

Vihreitä vaihtoehtoja jää jäljelle kaksi: metanoli ja ammoniakki.

”Metanoli johtaa parhaillaan, kun seuraa, minkälaisia laivoja rakennetaan. Rakenteilla on useita metanolilla käyviä laivoja, mutta ammoniakilla käyviä on vain muutama testialus.

Vaikka ammoniakki olisi teknologisesti helppo ja edullinen vaihtoehto, hillitsee myrkyllisyys sen käyttöönottoa.

Näiden polttoaineiden rinnalla on toki sähkö, jota käytetään lyhyen matkan kaupunki- ja saaristolautoissa monessa maassa Euroopassa sekä pidemmän matkan aluksissa muun muassa Argentiinassa.

”Sähkö on tehokkain ja helpoin teknologiaa, mutta akkujen koko on ongelma. Akkujen kapasiteetti ei riitä meriliikenteessä yli 50 kilometrin matkoilla.”

Hidas siirtymä

Merenkulku siirtyy hitaasti vähäpäästöisiä polttoainetta käyttäviin aluksiin. Välivaiheena on kaksoispolttoaine- eli dual fuel -alukset.

Suurin ongelma on tuotanto: jos päästöjä halutaan aidosti vähentää, pitää polttoaine tuottaa vihreällä teknologialla eli ilman päästöjä. Esimerkiksi vedyn tuotanto vaatii paljon energiaa.

”Erilaisissa vihreiden polttoaineiden projekteissa ollaan pitkällä. Parhaillaan on meneillään muun muassa EU-rahoitus, jolla lisätään satamien vihreän energian tankkauspaikkoja”, Tapaninen sanoo.

Vaikka tilanne ei ratkea lähivuosina, Tapaninen on optimisti.

”Uskon samanlaiseen nopeaan muutokseen, joka tapahtui LNG-ketjun rakentumisen kanssa. EU:n ja IMO:n taloudelliset kannusteet ja pakotteet vievät investointeja uusiin polttoaineisiin ja niiden käyttöön.”

IMO:n (International Maritime Organization) tavoite päästä meriliikenteessä hiilineutraalisuuteen vuoteen 2050 mennessä on EU:n tavoitteita pakottavampi. Se ohjaa varustamoja hankkimaan aluksia, jotka täyttävät uusimmat vaateet. Meriliikenteen luokitus- ja vakuutuslaitokset sekä rahoittajat edellyttävät uusilta aluksilta vähäpäästöisyyttä.

”Puolet laivojen rahoittajista on sitoutunut  Poseidon-periaatteisiinAvautuu uuteen välilehteen eli merenkulkua määrittäviin ympäristökriteereihin. Rahoitus lopulta määrää, minkälaisia laivoja tehdään.”

Laivojen käyttövoimamurros on alkanut varsin samalla tavalla kuin sähköautoistuminen. Tilatuista aluksista on tällä hetkellä muutama prosentti vaihtoehtoisia polttoaineita käyttäviä aluksia.

Kaksoispolttoainealusten osuus kasvaa kuitenkin vuosittain. Esimerkiksi metanolia käyttäviä aluksia tilattiin viime vuonna 138 ja LNG:tä ja raskasta polttoöljyä bunkkeria käyttäviä aluksia 130. Metanolia käyttävien alusten tilausmäärät kasvavat samalla kun LNG:n suosio laskee. Ammoniakin suosio on vielä pientä 11:llä tilatulla aluksella.

”Olemme muutoskäyrän alkuvaiheessa. Muutos on samanlainen kuin rikkidirektiivin kanssa. Ensin niitä vastustettiin. Siirtymä oli kymmenen vuotta. Nyt muutos voi olla paljon nopeampi”, Tapaninen uskoo.

Hän muistuttaa koko alan mahdollisuudesta siirtyä vähäpäästöisempään maailmaan.

”Merikuljetukset ovat poskettoman halpoja. Logistiikkaketjujen kustannuksia voidaan kasvattaa merkittävästi. Kun koko markkina siirtyy, kustannukset nousevat kaikilla. Halpoihin merikuljetuksiin ei ole enää paluuta.”

Tekniset keinot on käytetty loppuun

Merenkulun päästövähennykset alkoivat vuoden 2010 jälkeen, kun rikkidirektiiviin valmistautuvat laivat alkoivat säästää polttoainetta. Polttoaineen hinta nousi rikkidirektiivin myötä.

”Uudet alukset käyttävät polttoainetta jopa puolet vähemmän kuin kymmenen tai viisitoista vuotta vanhat”, Tapaninen sanoo.

Kulutusta alettiin pienentää monin keinoin: tehokkaammalla propulsiotekniikalla, paremmalla laiva- ja potkurimuotoilulla, tuuli- ja aurinkovoiman käytöllä sekä sillä, miten laivoja ajetaan. Se, että satamista lähdetään hitaammalla vauhdilla, kauanko matkoihin käytetään ja miten reitit suunnitellaan polttoainetta säästäviksi vaikuttavat paljon polttoaineen kulutukseen.

Näiden toimenpiteiden seurauksena merenkulun päästöjen kasvu on pysähtynyt.

”Kaikki helpot keinot on nyt käytetty, eivätkä vaihtoehtoiset polttoaineet ole vielä ratkaisu”, Tapaninen sanoo.

Vihreällä metanolilla kulkevat laivat saapuvat kesällä Suomeen

Singaporelainen konttien syöttöliikenteeseen keskittynyt X-press Feeders -varustamo tuo reiteilleen lähivuosina neljätoista metanolia käyttävää kaksoispolttoainealusta. Niistä neljä tulee Itämerelle suuntautuvaan liikenteeseen. Ensimmäiset kaksi alusta ovat tulossa heinäkuussa 2024 Green Finland X-PRESS -reitillä Helsingin ja HaminaKotkan satamiin.

”Laivat on suunniteltu Pohjois-Euroopan reiteille. Niissä on suljetut komentosillat, joissa ei ole sivusiipiä. Miehistö on suojassa kaikissa sääolosuhteissa”,  Bert Moran sanoo. Hän on X-Prees Feedersin Pohjois-Euroopan-toimintojen Senior Line Manager.

Laivojen majoitustilat ja komentosilta ovat sen etuosassa. Näin lastiksi saada maksimimäärä kontteja ilman että näkyvyys komentosillalta heikkenee. Aluksella on dynaamiset konttiohjurit, joiden ansiosta lastiksi voidaan ottaa 20- ja 40-jalkaisten konttien lisäksi esimerkiksi 30- ja 45-jalkaisia kontteja, joita X-Press Feedersin asiakkaat käyttävät Pohjois-Euroopan lyhyillä reiteillä.

Pitkä projekti on liki maalissa

Kaikkien X-Press Feedersin kaksoispolttoainealusten kapasiteetti on 1,200 TEU:ta, ja niiden pituus on 148 metriä. Osa aluksista on A1-jääluokkaa, jolloin ne soveltuvat ympärivuotiseen liikenteeseen pohjoisilla merillä.

”Aloitimme alusten suunnittelun viisi-kuusi vuotta sitten. Olimme silloin yksi ensimmäisistä varustamoista, joka päätti tuoda vihreitä aluksia markkinoille. Matkalla on ollut haasteita, mutta projekti on edennyt ja olemme hyvin aikataulussa.”

”Suurimmat haasteet ovat liittyneet moottoritekniikkaan sekä siihen, että alukset tuodaan markkinoille silloin, kun vihreää metanolia on saatavilla”, Moran sanoo.

Aluksista kahdeksan valmistuu vuoden 2025 maaliskuun loppuun mennessä ja loput kuusi seuraavan vuoden ensimmäisellä puoliskolla. Ensimmäinen laivoista on viimeistelyä vaille valmis telakalla Kiinan JinJiangissa.

Kysyntää vihreille kuljetuksille

Suomi ja Skandinavian maat ovat Moranin mukaan vaihtoehtoisten polttoaineiden kysynnässä edelläkävijöitä. Merenkululta edellytetään täällä vihreitä vaihtoehtoja enemmän kuin muualla maailmassa. Siksi X-Press Feeders tuo vihreää metanolia käyttävät alukset ensimmäiseksi näille reiteille.

”Suunnitelmamme tuoda vihreää metanolia käyttäviä aluksia näille reiteille sai asiakkailtamme hyvin positiivisen vastaanoton. Asiakkaillamme on vihdoin vaihtoehtoinen ratkaisu, kun he auttavat omia asiakkaitaan vähentämään CO2-päästöjään”, Moran sanoo.

Itämerelle suuntautuvien reittien valintaan on vaikuttanut myös se, että tällä alueella on lähivuosina saatavilla vihreää metanolia. Parhaillaan on menossa useita hankkeita, jotka parantavat sen saatavuutta.

X-Press Feeders tekee polttoaineen osalta yhteistyötä hollantilaisen polttoainetoimittaja  OCI BunkersinAvautuu uuteen välilehteen kanssa. Aluksi vihreää metanolia tankataan Rotterdamissa.

”Toivomme, että tulevaisuudessa on enemmän satamia, joissa vihreää metanolia voi tankata. Monissa satamissa, myös Suomessa, on kiinnostus kehittää vihreän metanolin tankkausvaihtoehtoja.”

Vihreä metanoli on osa vastuullista merenkulkua

Metanolin käyttöönotto ei ole X-Press Feedersin ainoa tapa vähentää CO2-päästöjä. Koska yrityksen laivasto on keski-iältään kuusi vuotta, ovat sen päästöt modernin tekniikan ansiosta matalat.

Yrityksellä on tuotekehitysosasto, jossa kehitetään päästövähennyksiin tähtääviä toimenpiteitä kuten alusten rungon muotoa niin, että ne käyttävät mahdollisimman vähän polttoainetta. Miehistöjä koulutetaan operoimaan aluksia energiatehokkaasti.

”Suunnittelemme jokaisen matkan reitin niin, että alus säästää polttoainetta, mikä vähentää hiilidioksidipäästöjä”, Moran kertoo.

***

Näin merenkulku yltää vuoden 2050 hiilineutraalisuustavoitteeseen

1. Uusissa aluksissa otetaan huomioon, mitä polttoainetta käytetään eli siirtyminen ensin bunkkerista dual-fuel-aluksiin ja myöhemmin pelkästään vaihtoehtoisia polttoainetta käyttäviin aluksiin.

2. Polttoaineen säästö kuten hitaammat lähdöt satamista, reittien optimointi ja miehistölle bonukset siitä, että polttoaineenkulutus saadaan alas.

3. Jokaisen kuljetuksen kohdalla harkitaan vähäpäästöisintä kuljetusmuotoa.

***

Teksti: Jukka Nortio
Kuvat: X-Press Feeders