LNG als scheepsbrandstof: ervaringen en perspectieven uit Noorwegen Bevindingen van studiereis 15-17 juni 2009 Remco Hoogma, secretaris Platform Duurzame Mobiliteit M.m.v. Martin Koopmans (Ministerie van VenW), Robert Mellema en Jan Traas (KEMA Gas Consultancy & Services), Kees Ausema en Leon Sluiman (Cofely Marine & Offshore), Klaas Kerssemakers (Anthony Veder) 1. Inleiding De scheepvaart is een zuinige vorm van vervoer maar ook een relatief vervuilende. In Noorwegen heeft de combinatie van eigen gasproductie, uitgestrekt en bergachtig landschap met diepe fjorden, sterke maritieme industrie en de noodzaak om emissies te reduceren geleid tot invoering van LNG als scheepsbrandstof. Het land heeft tien jaar ervaring met LNG-aangedreven schepen. LNG is aardgas dat vloeibaar is gemaakt door het te drogen, reinigen en koelen tot -162 ºC (atmosferische druk). Het volume slinkt dan tot 1/580-ste van aardgas onder atmosferische condities. Het LNG blijft vloeibaar in thermisch geïsoleerde opslagtanks. 1 normaalkubieke meter aardgas levert 1,7 liter LNG op, met een gewicht van ca. 0,8 kg en een energie-inhoud van 10,9 kWh (calorische onderwaarde). LNG bevat meer dan 98% methaan. De energiedichtheid van LNG is ongeveer 60% van die van gasolie.1 Er ontstaat gauw verwarring tussen vloeibaar aardgas en vloeibaar petroleumgas. Liquefied petroleum gas (LPG), in Nederland bekend als autogas, is een mengsel van gassen dat als restproduct bij olieraffinage ontstaat. Meestal gaat het om propaan en butaan. LPG wordt gebruikt in plaats van benzine. LPG is zwaarder dan lucht, in tegenstelling tot LNG dat bij lekkage vervliegt. LPG vormt daarentegen bij lekkage een brandbare 'deken' over de grond, omdat het zwaarder is dan lucht.
Van 15-17 juni bezocht een Nederlandse delegatie2 Noorwegen om te leren over praktijk en perspectieven voor LNG als scheepbrandstof. Er werd een bezoek gebracht aan: • een veerboot van de firma Fjord1 (met rondleiding tijdens de vaart); • rederijen Knutsen (olie- en LNG-tankers) en Hagland (o.a. shipbrokering); • Gasnor (LNG-producent en distributeur, met rondleiding op small-scale LNG-plant); • Norsk Sjøfart Direktorat (scheepvaartinspectie); • Det Norske Veritas (klassebureau); • en aan het ministerie van Handel, waar ook vertegenwoordigers van de Road Administration (concessieverlener veerboten), onderzoeksinstituut MARINTEK (Norsk Marinteknisk Forskningsinstitutt) en het NOx-fonds aanschoven. De conclusie van het bezoek is dat de technologie klaar is voor bredere toepassing en verder verbeterd wordt. De benodigde regelgeving is ontwikkeld in IMO-verband en toepasbaar door vlagstaten. LNG is beschikbaar vanuit meerdere bronnen en de logistieke keten ontwikkelt zich verder. Dit samen biedt goede kansen voor schonere short sea shipping op LNG. Deze notitie is als volgt opgebouwd: • Emissiereductie met LNG in scheepvaart (par. 2); • Ervaringen met LNG voortgedreven schepen, nieuwe ontwerpen en regelgeving (par. 3); • LNG-distributie (par. 4); • Verkenning van marktomvang (par. 5); • Rol van de Noorse overheid (par. 6); • Samenvatting en conclusies (par. 7); • Betekenis voor Nederland (par. 8). Hierbij wordt ook ingegaan op de binnenvaart.
1
2. Emissiereductie met LNG in scheepvaart Kustvaart en visserij zijn verantwoordelijk voor 40% van de Noorse NOx-emissies en 15% van de zwavelemissies, gevormd tijdens het verbrandingsproces in de scheepsmotoren. De NOx-uitstoot van een offshore bevoorradingsschip op gasolie komt overeen met die van 20.000 personenauto’s.3 Emissieregelgeving voor de internationale scheepvaart wordt ontwikkeld in IMO-verband (International Maritime Organization). IMO’s MARPOL Annex VI schrijft een getrapte aanscherping van het zwavelgehalte in scheepsbrandstoffen en van de NOx-uitstootlimiet voor, met extra lage waarden in de Emission Control Areas (ECA’s) Noordzee en Oostzee. Tier III, van kracht vanaf 2016, behelst 80% lagere NOx-emissies (g/kWh gerelateerd aan toerental) dan vandaag. Ook worden emissielimieten voor roetuitstoot verwacht, en is er toenemende aandacht voor uitstoot van broeikasgassen door de scheepvaart. Bij dit laatste moet worden benadrukt dat de scheepvaart verreweg de laagste uitstoot per eenheid vracht kent. Het aandeel van de scheepvaart in de wereldwijde broeikasgassen is 3%. De aanscherping van de eisen betekent dat de scheepvaart over moet stappen naar zwavelarmere diesel en nabehandelingtechnieken moet toepassen zoals SCR en EGR. Hiermee zijn goede resultaten te behalen maar beide werken kostenverhogend en ook neemt het brandstofverbruik toe. Een alternatief is de toepassing van de schone brandstof LNG. Dit vraagt andere motoren, aanpassingen van het scheepsontwerp, de opbouw van bunkerinfrastructuur, en aanpassing van procedures. Ook dit leidt tot kostenverhoging, zeker in de vroege marktontwikkelingsfase, maar de emissiereducties zijn aanmerkelijk groter. Brandstof SOx (g/kWh) NOx (g/kWh) PM (g/kWh) CO2 (g/kWh) Zware olie 3,5% S 13 9-12 1,5 580-630 Gasolie 0,5% S 2 8-11 0,25-0,5 580-630 Diesel <0,1% S 0,4 8-11 0,15-0,25 580-630 LNG 0 2 ~0 430-480 Indicatieve emissies scheepvaart, typische mediumspeed motor na 2000 zonder nabehandeling. Emissies afhankelijk van brandstofkwaliteit en motortype. Bron: MARINTEK.
MARINTEK heeft op de proefstand de uitstoot van gasmotoren van verschillende fabrikanten gemeten. Ten opzichte van gasolie wordt de NOx-uitstoot met 80-90% verminderd, CO2 met 20-25%, roetuitstoot is vrijwel afwezig en zwavelemissie is nul.4 Vanwege methaanslip (onvolledige verbranding van methaan) is de netto reductie van broeikasgassen enkele procentpunten lager, in extreme gevallen valt de reductie weg. Het probleem doet zich vooral voor bij laag belaste motoren. De Noorse partijen verwachten dat de methaanslip met aanpassingen aan motorontwerp en eventueel katalysatoren op te lossen valt, net zoals is gebeurd bij automotive motoren. 3. Ervaringen met LNG aangedreven schepen Grootschalige LNG-tankers varen al vele jaren op de boil-off van het LNG dat ze vervoeren. Het gebruik van LNG als brandstof voor andere scheepstypen is nog relatief nieuw. Het aantal schepen op LNG in de vaart of in de planning bedraagt omstreeks 30: • de eerste dual fuel veerboot Glutra 2000; • twee bevoorradingsschepen voor off-shore 2003/2008, en twee in bestelling; • serie van vijf autoveren 2007, 13 nieuwe verboten zijn in bestelling of op tekentafel; • drie schepen voor kustwacht in aanbouw; • twee (roll on, roll off) RoRo/container-vrachtschepen in bestelling (oplevering 2010-2011);
2
•
verscheidene andere schepen in ontwerp: bulkschepen, olieproduct tankers, sleepboten, passagiersveerboot voor langere afstanden.
Na de positieve ervaringen met de eerste veerboot Glutra besloot de Statens Vegvesen (Road Administration) om in een tender voor zeven nieuwe veerboten de verplichting op te nemen dat deze op LNG (mono-fuel) zouden varen (2004). Doelen waren vermindering van milieubelasting en veilig en efficiënt vervoer van voertuigen en passagiers. De aanbesteding werd gewonnen door de firma Fjord1 (4 verbindingen, 20-45 minuten enkele richting);5 deze schepen zijn ontworpen voor 212 personenauto’s, 22 vrachtwagens en 589 passagiers) en FosenNamsos (1 verbinding). Voor 2 andere verbindingen moeten de licenties nog worden vergeven. In totaal zullen er dan 15-18 LNG aangedreven veerboten in de vaart zijn. Voorbeelden van LNG-aangedreven schepen
Glutra
Bevoorradingsschip
Kustwacht
Veerboot Fjord1
Het bunkeren van schepen met LNG kan op drie manieren: vanuit een semi-trailer (vrachtwagen), vanaf een bunkerboot, en vanuit een opslagtank aan wal. Op de locatie Halhjem zijn twee liggende cilindrische 500 m3 opslagtanks geplaatst, vanwaar LNG onder de weg door naar het bunkerstation wordt gepompt. De Fjord1-veerboten worden in twee uur volgetankt; elk heeft twee tanks van 125 m3 aan boord. De tanks worden elke derde nacht bevoorraad door de kleine LNG-tanker Pioneer Knutsen (back-up met vrachtwagens). Op een andere locatie worden de veerboten direct vanuit vrachtwagens volgetankt. De vijf autoveren van Fjord1 verbruiken samen ongeveer 26.600 ton LNG per jaar. (1 ton LNG = 2,2 m3 LNG) Volgens DNV wordt in Zweden een bunkerboot ontwikkeld voor LNG. Er zijn geen problemen geweest met acceptatie door passagiers op LNG-veerboten. Men veronderstelt dat dit komt doordat het eerste ferryproject Glutra veel bekendheid had. De nieuwe schepen hebben voordat ze in dienst werden genomen in een aantal steden open huis gehouden: iedereen kon aan boord komen kijken, ook in de machinekamers. Er zijn wel af en toe incidenten geweest met omwonenden
3
en lokale autoriteiten: de mist die ontstaat rond de bunkerslang door de koude van het LNG is al meermaals voor brand aangezien waarna de brandweer werd gewaarschuwd. Er zijn twee typen gasmotoren: dual fuel (diesel en gas, bijv. Wärtsilä, MAN, Caterpillar) en lean-burn gasmotoren (bijv. Rolls Royce, Mitsubishi). De meeste Noorse LNG aangedreven schepen zijn puur voor gas ontworpen en maken gebruik van zuigermotoren. Geoptimaliseerd naar gas lopen deze zeer efficiënt (bijv. Rolls-Royce Bergen B35:40 V 12 spark ignited lean-burn gasmotor, 5250 kW, efficiency 48%, NOx: 1,2 g/kWh). Dual fuel kan echter voordelen bieden: • (veel) bestaande dieselmotoren kunnen naar dual fuel worden omgebouwd (mengsel van 8090% LNG met diesel); • minder onderhoud (bougies moeten elke 10.000 uur worden vervangen); • dual fuel motor kan diesel, methaan en koolwaterstoffen die daar tussenin zitten aan, is daarmee minder gevoelig voor onzuiverheden; • dual fuel motor kan ook draaien als er geen LNG gebunkerd kan worden; • een naar dual fuel omgebouwde dieselmotor is ook weer terug te bouwen naar dieselmotor. De motoren kunnen dienen als generatoren voor elektrische roerpropellors of als directe aandrijving voor scheepsschroeven. Het eerste is het geval bij de veerboten van Fjord1, het tweede bij de RoRo/container-vrachtschepen van SeaCargo. Er zijn ook combinaties. De LNG-schepen hebben vaak nog een back-up inrichting met dieselmotoren. Onderhoud van gasmotoren is gemakkelijker dan voor gasolie omdat de brandstof schoner is. Aan de andere kant kunnen de elektronische en automatiseringssystemen uitvoeriger, complexer en gevoeliger zijn. Dit vraagt speciale vaardigheden bij het personeel, dat ook goed getraind moet zijn met betrekking tot veiligheidsrisico’s en procedures. Belangrijke kenmerken van LNG zijn de lage temperatuur, lage dichtheid (d.w.z. stijgt op) en explosiegevaar bij 5-15% methaan in de lucht. DNV stelt dat “necessary training must be arranged, but is not very complicated”. Regelgeving Het pilotproject Glutra legde de basis voor ontwerp- en operatieregels voor LNG aangedreven schepen,6 die op hun beurt weer input waren voor het ontwikkelen van IMO’s Interim Guidelines for Gas fuelled ships (ter vaststelling in juli 2009, subcommittee for Bulk, Liquids and Gases). Het is de bedoeling dat deze richtlijnen overgaan in een International Gas Fuel Code. Er zijn twee sets regelgeving: voor vrachtschepen en voor passagiersschepen. Onderdeel van nieuwe IMO guidelines is de introductie van de inherent veilige machinekamer. Hierbij worden dubbelwandige pijpleidingen toegepast, waarbij gas dat eventueel door de binnenste leiding zou lekken afgezogen wordt door de buitenste leiding. Hierdoor is geen explosiekamer nodig, en dit maakt het ontwerp van de machinekamer veel eenvoudiger dan bijv de Fjord1-ferries. Dit werkt ruimte- en kostenbesparend. De Fjord1-ferries zijn ontworpen volgens de ESD (emergency shutdown) regels: redundantie door tenminste twee afzonderlijke beschermde machineruimte op onderdruk, geventileerd en met uitgebreide gasdetectie, elk met een explosiekamer. Andere voorzorgsmaatregelen voor LNG-schepen betreffen o.a. materiaalkeuzes voor de LNG-tanks, locatie van de tanks en bescherming van de scheepshuid tegen lekkage bij het bunkeren. Als partijen de IMO-regels gewijzigd willen hebben kunnen ze gebruik maken van een Formal Safety Assessment procedure. Zo zouden ze een ontwerp kunnen maken voor veilig bunkeren gelijktijdig met laden en lossen van schepen (nu niet toegestaan maar een wens bij reders). De scheepsontwerpen voor kustvrachtschepen houden rekening met brandstofcapaciteit om een tot drie weken onafgebroken te kunnen varen. Hiervoor kunnen tanks op dek worden geplaatst (onder
4
voorwaarden). De ontwerpregels voor passagiersschepen staan dit niet toe. Opmerkelijk is dat wel toegestaan is om vrachtwagens die LNG vervoeren zonder extra maatregelen op het autodek van een veerboot te vervoeren. Onder auspiciën van IMO wordt gewerkt aan de ontwikkeling van een nieuw LNG opslagsysteem (IMO A tank). Dit betreft een niet-cilindrische 450 m3 brandstoftank, gebruik makend van techniek die ook voor grootschalige LNG-tankers wordt toegepast. Regels voor ontwerp, bouw en operatie van bunkerterminals zijn vastgelegd in CEN EN 1473 Installation and equipment for liquified natural gas – Design of onshore installations, en Council Directive 96/82/EC on the control of major-accident hazards involving dangerous substances. In Noorwegen is er de verplichting om een safety assessment te doen onder inspectie van DSP, national safety department. De controle op de toepassing van de regels wordt dan door de lokale brandweer verricht. Simulaties door een Noors bureau7 van lekkage van 4.000 kg LNG bij een bunkerstation lieten zien dat bij de gekozen omstandigheden het LNG zich eerst verzamelt in een daartoe ontworpen bak in de terminal, waarna het verdampte tot een wolk die aanvankelijk dicht bij de grond bleef maar binnen 200 seconden in de lucht opsteeg. Tegen die tijd was het gas niet meer ontvlambaar. Bunkerstation Halhjem
Opslagtanks, achtergrond kleine LNG-tanker
LNG-bunkerslangen en afgeschermde steiger
4. LNG-distributie Door de Noorse topografie en bevolkingspatroon is een grootschalig gasleidingnet niet ontwikkeld. De overvloedige beschikbaarheid van waterkracht voor goedkope stroom speelt hier ook een rol. Noorwegen heeft grote gasvoorraden (bewezen voorraad 33 maal jaarproductie van 2007)8 en exporteert naar verschillende landen in Europa. Voor de markt van industriële gebruikers (fabrieken, bedrijventerreinen) is Gasnor begonnen om aardgas op beperkte schaal vloeibaar te maken en te distribueren met semi-trailers (inmiddels een 14-tal met 55 m3 truckloads).9 Daarnaast vervoert Gasnor LNG met een kleine tanker (Pioneer Knutsen, 1.100 m3) naar een 30-tal kleinere ontvangstterminals. In 2006 ging 85% van de LNG die Gasnor maakt naar industriële gebruikers (met een gasleiding vanaf de ontvangstterminal). De vraag uit de scheepvaart groeit snel: in 2008 ging al 25% van het Noorse LNG naar scheepvaart. Daarnaast levert Gasnor aan gebouwde omgeving (lokaal net), vrachtwagen/busvloten in UK en Zweden en enkele CNG-tankstations. Gasnor heeft daarom een tweede tanker gecharterd die binnenkort geleverd wordt (Coral Methane van Nederlandse reder Anthony Veder, 7.500 m3 LNG, LPG of ethyleen, vaart op boil-off of olie).10 Hiermee kan Gasnor
5
LNG vervoeren van en naar grote terminals in Noorwegen en noordelijk Europa. Rederij I.M. Skaugen heeft 6 kleinschalige multi-gas (LNG, ethyleen, LPG) tankers in bestelling (10-12.000 m3). Ook in Japan worden kleine tankers ingezet voor LNG-distributie. Productie van LNG in Noorwegen vindt plaats in: • Karmøy: 20.000 ton/jr (deze locatie is bezocht) • Kollsnes1: 40.000 ton/jr • Kollsnes2: 80.000 ton/jr • Tjelbergodden: 10.000 ton/jr • Totaal 150.000 ton/jr (allevier Gasnor) • Gepland Risavika 300 000 ton/jr (bouw start Q4 2010), gevolgd door tweede installatie ook 300.000 ton/jr. Hiermee betreedt na Gasnor een tweede producent het veld. De kleinschalige LNG-plant in Karmøy (Snurrevarden) verbruikt 10% van de energie-inhoud van het gas bij droging, reiniging en vloeibaar maken. Dit is vergelijkbaar met de grootschalige plants elders in de wereld. Ter vergelijking LNG-plant LNG-transport
Grootschalig 4 miljoen ton/jr 150.000 m3 tanker
Kleinschalig 10.000-300.000 ton/jr 1.000-10.000 m3 tanker 55 m3 vrachtwagens11
LNG-distributie
Truckterminals
Scheepsterminals (Gasnor 2008)
Er zit een groot gat tussen grootschalige LNG en kleinschalige LNG (zie tabel). De Noorse partijen verwachten dat de groei van het aantal grootschalige terminals de beschikbaarheid van LNG voor
6
kleinschalige toepassingen zal vergroten. Gasnor haalt al LNG uit de terminal in Bilbao. Er zijn echter belemmeringen: • Voor de grootschalige terminals zijn vaak langdurige contracten afgesloten, daar kom je voor kleinere afname (parcels) moeilijk tussen. • De kaderuimte bij de terminals is beperkt, de procedures zijn op grootschalige tankers afgestemd, en voor groot- en kleinschalige tankers wordt tot dusver hetzelfde tarief berekend. Zo is de Coral Methane technisch goedgekeurd voor de terminals in Huelva en Zeebrugge maar de terminal fees zijn gelijk aan die voor grootschalige tankers. • Bij terminals die vooral dienen om gas in het bestaande net te voeden is het technisch goed mogelijk om LNG af te tappen voor direct gebruik (gebeurt in de VS). Maar als er meerdere klanten in een terminal zitten die mogelijk niet allemaal LNG willen exporteren kan er onenigheid zijn over verdeling van kosten van noodzakelijke technische modificaties, en wat te doen met boil-off gas die ontstaat bij het overpompen van LNG (elke pomp in de terminal is feitelijk een elektrische verwarming). • Europa stelt de eis van verplichte toegang van third-parties tot terminals. Veel terminals in de EU (ook Gate) zijn echter ‘third party access exempted’ of hebben hiervoor een aanvraag lopen. Frankrijk heeft nu drie terminals met third party access verplichting: daar kan men dus lopende de operatie voor een aantal jaren opslagcapaciteit boeken. Het Verenigd Koninkrijk heeft een gemengde situatie: Isle of Grain is open, South Hook & Dragon zijn gesloten. Deze situatie betekent dat de LNG-behoeftige moet praten met de partijen in de terminals (klanten) om te horen of zij hem LNG willen verkopen. Zo ja, dan zullen ze terminal operator vragen de daarvoor vereiste modificaties uit te voeren. • De bouw van een aparte grootschalige terminal voor regionale distributie naar scheepvaart (bijv. een centrale terminal voor het Noordzeegebied) vergt een grote investering, terwijl de afname onzeker is. De vraag is groeiend maar nog onvoldoende voor de schaal die gevraagd wordt. Deze schaal wordt bepaald door de capaciteit van de grootschalige tankers (ca. 140.000 m3), bij inzet van kleinere tankers worden de transportkosten vanaf de LNG-plants te hoog. • Een strategie zou kunnen zijn om in te zetten op spot cargo purchase om de prijs van de LNG laag te houden. Er zijn echter twee problemen: geen garantie dat je bijv. eens per kwartaal ook daadwerkelijk op het juiste moment aan zo’n cargo kunt komen (anders moet je nog grotere tanks bouwen; een 180.000 m3 LNG-opslagtank kost zo 100 mln euro) en geen garantie dat de prijs in een zekere bandbreedte valt (langetermijncontracten zijn vaak aan ruwe olieprijzen gelinkt terwijl de spotmarkt veel grotere schommelingen laat zien). Onzekere levering met onzekere terugverdientijd levert een groot risico op voor investeerder en bank en dus ook een hoge debet rente. Het Europese project MAGALOG (Maritime Gas Fuel Logistics) heeft in vijf Europese havens studies uitgevoerd naar de mogelijkheden voor LNG-bunkering (Bergen, Gothenburg, Lübeck/Travemünde, Swinoujscie en Stockholm).12 Als uitvloeisel van het project heeft Lübeck aangekondigd daadwerkelijk LNG-bunkering te gaan verzorgen. 5. Verkenning van marktomvang In principe kan vrijwel elk type schip op LNG varen, maar de energiedichtheid van LNG is ongeveer 60% van gasolie. Dit levert beperkingen op voor de toepasbaarheid van LNG als scheepbrandstof. Er moet vaker gebunkerd worden, zodat de schepen meer gebonden zijn aan voorlopig slechts regionaal beschikbare infrastructuur. Het MAGALOG-project wijst RoRo-vrachtschepen, RoPax-vracht/passagiersschepen, en supersnelle RoPax (ferries) aan als meest kansrijke segmenten voor marktontwikkeling en opbouw van bunkerinfrastructuur in het Noord- en Oostzeegebied. (Het project acht ook de Europese binnenvaart geschikt voor LNG maar dit is niet uitgewerkt.) Redenen zijn de vaste lijndiensten, die voor goede
7
benutting van de bunkerstations zorgen, de goede aanpasbaarheid van de scheepsontwerpen, en de grote milieuwinst die te behalen is in de havens en dichtbevolkte gebieden. Zou de gehele vloot in deze segmenten overgaan op LNG (~400 schepen) dan vraagt dit 5% van de huidige Europese LNGimporten. De jaarlijkse brandstofvraag in deze segmenten is ruim 3 miljoen ton olie. Volgens MARINTEK was het brandstofverbruik van de scheepvaart in 2007 333 mln ton (3.3% van de totale consumptie van fossiele brandstof in de wereld), waarvan tweederde door diepzeeschepen en eenderde door regionaal varende schepen. De marktkansen worden onder meer bepaald door de kostenontwikkelingen van schepen en brandstof. MARINTEK hanteert als vuistregel dat een LNG aangedreven schip 8-15% extra investeringskosten vergt ten opzichte van een vergelijkbaar dieselschip. DNV haalt aan dat een bevoorradingsschip van Eidisvik Offshore ASA geschikt voor LNG 500 mln NOK gaat kosten, 25 mln (5%) meer dan een zusterschip op mariene diesel met katalytische reductie. (9 NOK, Noorse kronen = 1 euro) De meerkosten voor een RoRo-vrachtschip bedragen 2 mln NOK ten opzichte van een mariene dieselversie van 25 mln NOK (8%). Verwacht mag worden dat de kosten van LNG-aangedreven schepen omlaag zullen gaan naarmate de werven gewend zijn aan het bouwen van zulke schepen en motoren en bunker tanks in grotere getale geleverd worden. Heel andere economische factoren kunnen hier echter doorheen spelen: de eerste ferries van Fjord1 kostten 1,2 mrd NOK per stuk, maar een zesde die later is bijbesteld gaat het dubbele kosten door gestegen grondstofprijzen. Meerkosten ten opzichte van dieselaangedreven veerboten worden ingeschat op 20-30 mln NOK bij nieuwbouw en 60-90 mln NOK bij ombouw van bestaande veerboten. Schepen gaan doorgaans 30 jaar of meer mee. Door de benodigde aanpassingen in het ontwerp ligt nieuwbouw van LNG-schepen het meest voor de hand, en dat betekent dat de marktinvoering geleidelijk zal gaan. Daar waar mogelijk kan ombouw de vlootopbouw versnellen. De ontwikkeling van de LNG-prijzen zijn onzeker en worden mede bepaald door de prijzen van ruwe olie en raffinageproducten. Handel vindt vooral op basis van lange termijn contracten plaats. De verwachting in de LNG-markt is dat LNG in de toekomst duurder blijft dan Europees aardgas. Nu kost LNG ongeveer 25 ct per liter.13 De prijs van geïmporteerd LNG voor direct gebruik zal zich aanpassen aan de prijs die Europese gasbedrijven bereid zijn te betalen voor netinvoeding van hervergast LNG. Het maken van LNG uit inheems aardgas (de Noorse small-scale LNG-aanpak) voegt kosten toe aan dat aardgas. Distributie naar terminals en bunkerstations voegt ook kosten toe. Deze dalen sterk bij toename van afgeleverde volumes per levering en aantallen leveringen (lees: havens met bunkerstations) per vaart. Modellering door MAGALOG laat zien dat hogere olieprijzen en de schaal en efficiëntie van de bunkerlogistiek bepalend zijn voor sterkere concurrentiepositie van LNG als scheepsbrandstof. Volgens MARINTEK is LNG als scheepsbrandstof concurrerend gebleken met lagerzwavelige diesels bij ruwe olieprijzen van rond 80 USD. Behalve de feitelijke kosten zijn ook de voorkeuren van de charterers belangrijk. De milieufootprint van te charteren schepen speelt bij verladers steeds meer een rol bij keuzes voor contracten, vooral bij tanker tonnage. Verladers kunnen de milieuprestatie (zoals CO2-uitstoot) van de gecharterde schepen verdisconteren in de milieuprestatie van hun eigen bedrijfsvoering. Hier zit ook een financiële prikkel aan vast in het geval van de NOx-tax (zie verder) en eventuele aanstaande opname van scheepvaart onder het CO2-handelssysteem (ter discussie in IMO Marine Environment Protection Committee in juli 2009). Reders houden hierbij op hun beurt weer rekening bij ontwerpen voor schepen die ze bestellen.
8
Om bovenstaande redenen verwachten de Noorse partijen dat het varen op LNG ook in economische zin steeds aantrekkelijker wordt. 6. Rol van de overheid De visie van de Noorse overheid is dat het land een leidende maritieme natie is en moet blijven, en dat betekent dat haar maritieme industrie de meest innovatieve en milieuvriendelijke oplossingen zal leveren.14 De maritieme strategie rekent daartoe de toepassing van LNG als scheepsbrandstof. In 2002 ratificeerde Noorwegen het Gothenburg Protocol voor reductie van verzuring, eutrophicatie en ozon. In 2007 werd een NOx-belasting voor maritieme activiteiten ingevoerd met een ontsnappingsclausule: de belasting zou niet gelden voor sectoren die zelf een alternatief instrument zouden toepassen. Vooral de off-shore olie- en gasindustrie en de visserij zagen weinig mogelijkheden om hun uitstoot en daarmee belastingafdracht te verminderen. De werkgeversorganisatie Naeringslivet (vgl. NCO-NCW) en brancheorganisaties ontwikkelden daarom het NOx-fonds. Deelnemende scheepseigenaren betalen bij elk bezoek aan een Noorse haven niet de 16 NOK/kg NOx-tax maar een bijdrage van 4 NOK/kg NOx aan het fonds; off-shore olie- en gasbedrijven betalen 11 NOK/kg. Voor de deelnemers komt tot 2011 de som van 1,8 mrd NOK beschikbaar als private subsidiemiddelen voor NOx-reducerende projecten in de scheepvaart. Er zijn voor meer dan 800 schepen deelnemersovereenkomsten afgesloten. Het fonds kent een open inschrijving voor allerlei NOx-verminderende maatregelen in verschillende industrieën. De aanvragen worden behandeld in volgorde van binnenkomst.15 Het subsidiebedrag daalt met de tijd als prikkel om snel aanvragen in te dienen. Het instrument heeft goed gewerkt: tot dusver zijn 1,5 mrd NOK besteed en het doel (vermindering van 30.000 kton NOx-uitstoot in 2011) is in zicht. Er zijn gedachten om het fonds na 2011 voort te zetten als NOx en CO2-fonds. Een kwart van de beoogde NOx-reductie wordt bereikt door de inzet van LNG aangedreven schepen.16 Projecten met gasaandrijving krijgen een hoger bedrag per vermeden eenheid NOx dan andere projecten (100-150 NOK/kg NOx). De motivatie is dat de LNG schepen nieuw zijn en dus langer meegaan, en meer gebonden zijn aan de Noorse wateren zolang er wereldwijd geen LNG bunkerinfrastructuur is. Er hebben nu 21 LNG-schepen schepen financiering gekregen uit het NOxfonds. Sea Cargo heeft bijv. 50 mln NOK ontvangen voor twee RoRo/container-vrachtschepen. De “subsidies” uit het NOx-fonds zijn een belangrijke prikkel voor LNG-schepen gebleken. Andere instrumenten die het varen op LNG ondersteunen zijn: • verplichting van LNG opgenomen in concessieverlening voor veerboten17 • subsidieregeling voor investeringen in bunkerinfrastructuur voor schepen (uitvoeringsorganisatie Enova SF)18 • ondersteuning voor onderzoeksprojecten (bijv. project Fellowship voor toepassing van een met LNG gevoede brandstofcel) • actieve opstelling in IMO-verband met betrekking tot emissielimieten en regelgeving. Vegvesen geeft als redenen om LNG te stimuleren voor veerboten:19 • De projecten ”Glutra” and the “Halhjem-Sandvikvåg and Mortavika-Arsvågen contract” verliepen succesvol • De wens om de uitstoot van NOx en CO2 te verminderen en zo het milieuvriendelijke karakter van de scheepvaart (laag energieverbruik per eenheid vracht) te versterken. • Noorwegen heeft grote gasvoorraden. • De veerverbindingen zijn een instrument voor het opbouwen van een bunkerinfrastructuur voor LNG.
9
7. Samenvatting en conclusies • De scheepvaartsector staat voor de opdracht om emissies van SOx, NOx, roet en broeikasgassen te verminderen. Noorwegen ziet de inzet van LNG als scheepsbrandstof hiervoor als een belangrijk middel. Het wordt beschouwd als het voorlopig enige alternatief voor dieselbrandstoffen. • Met LNG kunnen zonder toepassing van nabehandelingtechnieken en duurdere zwavelarme diesel de strengste emissielimieten worden gehaald. Bovendien kunnen broeikasgassen worden verminderd; methaanslip wordt als een oplosbaar probleem gezien. Bij toepassing van vloeibaar biomethaan (bioLNG of liquid biomethane, LBM) is klimaatneutrale (of zelfs carbon-negatieve) scheepvaart mogelijk.20 • De technologie is er klaar voor en wordt verder verbeterd. De regelgeving is ontwikkeld in IMO-verband en toepasbaar door vlagstaten. Voor veilige bunkering kan van CEN-regels gebruik worden gemaakt. • LNG-aangedreven schepen zijn duurder om te bouwen door de opslag aan boord en de bunkerfaciliteiten. Verwacht wordt dat de kosten omlaag zullen gaan door vereenvoudiging van regels en regelgeving, verbetering van ontwerpen, schaalvergroting en concurrentie. • LNG is vandaag in Noorwegen verkrijgbaar uit kleinschalige productie op verschillende plekken. Kleine tankers kunnen bovendien LNG distribueren vanuit grootschalige importterminals in Europa. Zowel productie als distributienetwerk ontwikkelen zich verder. • De Noorse overheid was en is belangrijk voor de ontwikkelingen door financiering van bunkerinfrastructuur, concessiebeleid voor veerboten, en actieve betrokkenheid bij regelgeving. Doorslaggevend is het bestaan van het NOx-fonds dat private subsidies verleent aan scheepseigenaren die kiezen voor LNG. • Dit biedt goede kansen voor schonere short sea shipping op LNG, om te beginnen in het Noord- en Oostzeegebied. 8. Betekenis voor Nederland Toepassingen Bij het aandrijven van voer/vaartuigen kan LNG worden ingezet in scheepvaart en vrachtvervoer over de weg (en voor de volledigheid in de luchtvaart).21 In de scheepvaart en het wegtransport wordt in Nederland jaarlijks ongeveer 275 PJ aan energie verbruikt: 175 PJ wegtransport, 100 PJ scheepvaart (bron: CBS, TNO, LEI). Dit komt overeen met 5800 kton equivalent LNG wat weer gelijk staat aan 7,5 BCM (Billion Cubic Metres) gas, gerekend met de onderste verbrandingswaarde van LNG. Deze hoeveelheid is meer dan de helft van de capaciteit van de Gate terminal in Rotterdam. LNG is niet voor alle schepen en/of vrachtwagens geschikt met het oog op operationele bedrijfsvoering en functie. Als de voertuigen te lang niet rijden of varen is er risico van te hoge drukopbouw in de opslagtanks door boil-off, en dit moet worden vermeden. Indien ervan wordt uitgegaan dat er op termijn een kwart van alle schepen en vrachtwagens in Nederland met LNG wordt aangedreven, betekent dit een totaal verbruik van 1450 kton LNG, ongeveer 1,9 BCM. Hierbij is nog geen rekening gehouden met transito van LNG naar bijvoorbeeld Duitsland. LNG als scheepsbrandstof staat al in de aandacht binnen een aantal segmenten: • Binnenvaart: de Nederlandse vloot beslaat ongeveer 5000 schepen, oftewel de helft van de west-Europese vloot. Ook de binnenvaart krijgt in de komende jaren met steeds scherpere emissienormen te maken. Binnenkort start met steun uit de Subsidieregeling Innovaties Binnenvaart een demonstratieproject van LNG-gebruik in een binnenvaartschip. Het betreft de ombouw van een bestaande chemicaliëntanker van Deen Shipping naar dual fuel operatie (Caterpillar-motor). Er zal gebruik worden gemaakt van techniek die op de meeste dieselmotoren in de binnenvaart toegepast kan worden. Volgens de milieucoördinator van de
10
•
•
• • •
Europese Binnenvaart Unie stoot een dual fuel schip 15% minder CO2 uit dan een puur op gasolie varend schip. Uit een studie voor een schip met een 2400 kW motor is gebleken dat de NOx-uitstoot bij zo'n schip 50% lager ligt en de roetuitstoot 80%. Een dual fuel motor kan dus makkelijker aan strenge emissienormen voldoen dan een dieselmotor. Wanneer geen aardgas voor handen is kan de motor gewoon op gasolie varen. Het LNG wordt op de tanker opgeslagen in een speciaal geïsoleerde container. ‘Daarin past voldoende LNG om zonder te tanken van Rotterdam naar Bazel te varen en weer terug.’ LNG-bunkerstations in Rotterdam en Antwerpen volstaan dus om dit soort schepen op de Rijn operationeel te houden. Uit EBUgegevens blijkt dat de brandstofkosten bij het varen op aardgas 5-10% lager liggen dan bij gasolie.22 Visserij: in opdracht van het Innovatienetwerk en Nederland Maritiem Land is een haalbaarheidsstudie uitgevoerd naar boomkorkotters op aardgas.23 De conclusies luiden dat ombouw naar dual fuel technisch haalbaar is (op voorwaarde van goedkeuring van de Inspectie van Verkeer en Waterstaat) en economisch haalbaar bij voldoende prijsverschil tussen gasolie en LNG en bij beschikbaarheid van startsubsidies. Belangrijkste belemmering is het ontbreken van bunkerstations. De Nederlandse visserijvloot bestaat uit zo’n 800 schepen waarvan 400 kotters. Veerdiensten: rederij Doeksen wil bij de aanschaf van een nieuwe veerboot voor de verbinding Harlingen-Terschelling een zo duurzaam mogelijk schip kiezen. De gedachten gaan uit naar een lichtgewicht elektrisch aangedreven catamaran met een LNG-aangedreven generator en zonne- en windenergie voor de hotelfuncties. Short sea shipping: de LNG-schepen van SeaCargo zullen op Amsterdam gaan varen. Andere mogelijke toepassingen zijn er in de havens (loodswezen, Rijkswaterstaat, sleepboten), kustwacht en marine. Ook in het vrachtvervoer over de weg zijn projecten met inzet van LNG (en ook bioLNG) in voorbereiding.
Voorwaarden De introductie van LNG als brandstof in mobiele toepassingen is afhankelijk van de volgende voorwaarden: • Beschikbaarheid / verkrijgbaarheid; • Wet- en regelgeving; • Prijsstelling t.o.v. olieproducten; • Geslaagde pilots. In Europa is LNG al op een aantal plaatsen beschikbaar. De dichtstbijzijnde locatie voor Nederland is Zeebrugge in België. Er zijn daar voorzieningen om bijvoorbeeld tankwagens met LNG te vullen. Dit wil echter niet zeggen dat LNG ook in voldoende mate verkrijgbaar is. Gebruikers van LNG zullen partijen moeten vinden die willen leveren en/of distribueren. Anders dan de gasmarkt is de LNGmarkt niet gereguleerd en handelaren in gas mogen ook zorgen voor distributie en vice versa. Een voorbeeld hiervan is het Noorse Gasnor. Gasnor heeft al truckloads met een RoRo/containervrachtschip naar Amsterdam gestuurd. Aanbieders van LNG zullen de prijs baseren op o.a. de hoeveelheden LNG, de afstanden waarover het gedistribueerd moet worden en de voorzieningen die nodig zijn voor lokale op- en overslag. Vervoer, opslag en gebruik van LNG in Nederland is aan wettelijke regels gebonden. In de CCR (Centraal Comité voor de Rijnvaart) richtlijnen is bijvoorbeeld opgenomen dat aan boord van schepen slechts een beperkte (voor voortstuwingsdoeleinden ontoereikende) hoeveelheid LNG mag worden meegevoerd. Volgens het MAGALOG-project zullen voor het gebruik van LNG als brandstof voor de binnenvaart nationale of Europese regels moeten worden ontwikkeld. De regels en regelgeving die in
11
Noorwegen zijn ontwikkeld voor de short sea shipping kunnen hiervoor een geschikt uitgangspunt zijn. Het is opmerkelijk dat in dit verband LNG vaak wordt geassocieerd met LPG, een brandstof met significant andere fysische en verbrandingseigenschappen. Hiermee zal in de toekomstige vergunningtrajecten rekening moeten worden gehouden. Het ministerie van VROM zal een nadrukkelijke en actieve rol moeten gaan spelen bij het totstandkomen van adequate wet- en regelgeving en het informeren van lagere overheden op dit gebied. Diesel voor de Nederlandse scheepvaart is vrijgesteld van accijns en om LNG een kans te geven zal dit ook voor LNG moeten gaan gelden. Als commodity is LNG per eenheid van energie voordeliger dan diesel, maar door allerlei toeslagen voor distributie en op- en overslag en extra investeringen in voorzieningen aan boord, zal de economische haalbaarheid van varen of rijden op LNG van geval tot geval moeten worden beoordeeld. Perspectief Op het ogenblik bestaat er in Nederland t.a.v. het gebruik van LNG een gecompliceerde versie van de bekende ‘kip of ei’ situatie. Handelaren wachten op signalen uit de markt dat om LNG wordt gevraagd alvorens LNG in te kopen en terminalcapaciteit te boeken; terminals zoals Gate zullen wachten op voldoende capaciteitsboekingen van deze shippers voordat zal worden geïnvesteerd in tank-to-truck of tank-to-ship overslag, gebruikers wachten op leveringszekerheid, adequate wet- en regelgeving en voldoende lage LNG-tarieven; de wet- en regelgevende instanties wachten op de ontwikkeling van de markt. Aanvoer van LNG uit het buitenland is mogelijk maar dat zal kostenverhogend werken en bovendien zullen de ‘early adapters’ geconfronteerd worden met hoge initiële kosten, bijvoorbeeld ten aanzien van extra (en achteraf wellicht overbodig geachte) veiligheidsvoorzieningen. Om uit deze impasse te komen is het nodig dat de betrokken partijen de handen ineen slaan en een doorbraak bewerkstelligen. Er zal hiervoor een gezamenlijk initiatief moeten worden genomen, bijvoorbeeld in het kader van het Sectorakkoord Duurzame Mobiliteit. Belanghebbende ondertekenaars van dit akkoord zijn: het Centrale Bureau voor de Rijn- en Binnenvaart CBRB, Havenbedrijf Rotterdam, de verladersorganisatie EVO, de vervoerdersorganisatie(s) KNV en TLN, en de ministeries van VenW en VROM. Het initiatief zou kunnen bestaan uit: • Fase 1: Gezamenlijk organiseren van draagvlak voor LNG als scheepsbrandstof in de betrokken sectoren: 1.1 kennisoverdracht over varen en rijden op LNG, o.a. ervaringen uit Noorwegen (varen), VK en Spanje (rijden); 1.2 volgen van de pilots die in Nederland gestart worden; 1.3 opstellen van een visie, business case en stappenplan voor ontwikkeling van de noodzakelijke brandstofinfrastructuur voor visserij, kust- en binnenvaart, en vrachtwagens; 1.4 ontwikkelen van business cases voor scheepseigenaren; 1.5 aandacht voor vergroening van het LNG-gebruik door hetzij bioLNG-productie hetzij groengascertificaten; 1.6 wet- en regelgeving versneld implementeren: overnemen wat al internationaal is ontwikkeld (IMO, CEN), ontwikkelen wat aanvullend nodig is (o.a. CCR) en opstellen van heldere voorwaarden voor vergunningsaanvragen; • Fase 2: Verdere uitrol en opschaling van inzet van (bio)LNG, ondersteund door: 2.1 investeringsregeling voor bunkerstations en distributie24; 2.2 startsubsidies voor scheepeigenaren.25
12
1
Uitgaande van een stookwaarde van diesel van 42,7 MJ/kg of 35014 MJ/m3, en van LNG van 49,46 MJ/kg of 22460 MJ/m3, neemt een equivalente hoeveelheid energie in LNG ca. 60% meer volume in dan diesel. De massa van die hoeveelheid LNG is echter slechts 0,86 van de massa van diesel. 2 Deelnemers waren de auteurs van dit verslag, plus Henk Boorsma, Rederij Doeksen, en Cees van der Ben, VOPAK LNG Holding. 3 Increased use of LNG-small scale, One response to environmental challenges, Jan Koren, DNV, mei 2009 4 LNG as a ship fuel –experiences and perspectives, MARINTEK juni 2009 5 The E39 ferry-connections in Hordaland and Rogaland – gas ferries, Oscar Bergheim (Fjord1), 2009 6 Rules for Gas Fuelled Engine Installations, DNV 2005 en updates 7 Safetec Nordic AS, onderzoek onder MAGALOG-project. Small-scaleLNG is safe –but can we make it smarter? 3rd International conference on Small Scale LNG, 10-12 June 2009, Stavanger, Norway 8 De recente vondst door Shell van een groot gasveld in de Noorse zee is hierin nog niet meegerekend. 9 Gasnor folder. Aandeelhouders zijn StatoilHydro, BKK, Eon, Haugaland Kraft, Total en Norske Shell). 10 Development of world’s first combined LNG/LEG/LPG carrier, presentatie Anthony Veder, juni 2009. In de opstartfase van LNG-distributie zal de tanker niet altijd voor LNG gebruikt worden. Doordat het schip geschikt is voor meerdere gassen kunnen wachttijden worden voorkomen, dit verhoogt de restwaarde van het schip. 11 De capaciteit van de tankwagens neemt toe naar soms 57 m3, in Australië met aanhangers (road trains). In verschillende landen wordt LNG tot over 700 km en soms 1000 km rendabel vervoerd. 12 Projectpartners: Gasnor, Baltic Energy Forum, MARINTEK, Hordaland Olje og Gas, Stadtwerke Lübeck, stad Swinoujscie, m.m.v. havens van Gothenburg en Stockholm. Eindrapport december 2008. Project in Intelligent Energy Europe-programma van Europese Commissie. www.eu-magalog.eu 13 Meningen gepeild tijdens conferentie Small-scale LNG, Stavanger, 10-12 juni 2009 14 The Norwegian Maritime Strategy 2007 15 NOx-uitstoot wordt berekend als brandstofverbruik maal emissie factor. DNV heeft een database aangelegd van emissiefactoren per motor en schip om eigenaren te helpen effectieve NOx-reducerende maatregelen te nemen. Hiertoe zijn metingen gedaan aan honderden motoren. 16 The environmental agreement on NOx – status and effect on gas-ships, Geir Høibye, NOx-fond, juni 2009 17 In open tenders zijn tot dusver geen LNG aangedreven schepen aangeboden. 18 http://www.enova.no 19 LNG-ferries for a service purchasers point of view, Statens Vegvesen (Road Administration), juni 2009 20 Bio-LNG: a clean and cool biofuel for ships, Lloyd’s Maritime Academy oct 2008, http://www.hollandinnovationteam.nl/images/Presentation%20Bio-LNG%20Londen.ppt 21 In Rusland wordt al sinds 1989 geëxperimenteerd met LNG als brandstof voor vliegtuigen (o.a. Tupolev TU 155). Het concept lijkt vanuit technisch perspectief te werken, maar wordt nog niet verder doorgevoerd. Op dit moment is het in Nederland nog te vroeg om deze toepassing te overwegen. 22 Eerste binnenvaartschip op aardgas, http://www.schuttevaer.nl/nieuws/techniek/nid11433-eerstebinnenvaartschip-op-aardgas.html 23 Haalbaarheidsstudie “Boomkorvissen op aardgas”, Pieter ’t Hart, Mini-symposium Kotter van de Toekomst, Urk, 13 juni 2009, http://www.omfl.nl/uploads/nieuwsbrief/Spreker%202%20Kosten%20LNG.pdf 24 Aanhakend bij bijv. programma Duurzame Zeehavens, programma Binnenhavens, project Mainportontwikkeling Rotterdam, InnovatieAgenda Energie. 25 Bijv. via een vervolg op VERS (subsidieregeling dieselmotoren voor binnenvaartschepen), Subsidieregeling Innovatie Binnenvaart, Subsidieregeling Maritieme Innovatie.
13
