Kan batterier bli en «game changer» i maritim næring?

Batteriprisene stuper like raskt som nye Teslaer ruller ut på norske bilveier. Nå står nye næringer som fly og maritim sektor for tur, varsler DNV GLs Bjørn K. Haugland. 

Tesla-sjef Elon Musk tenker stort og er i full gang med å realisere sin grønne gigantiske batterifabrikk.

Fabrikken, som er et samarbeidsprosjekt med Panasonic, får en kapasitet på en halv million batteripakker i året og skal bli verdens største, mest avanserte og selvsagt den grønneste. Elon Musk’s visjoner inspirerer mange og nå er batteriteknologi på vei inn i den tradisjonelle bilindustrien men også i andre næringer – ikke minst i maritim næring.

Hybride løsninger med dieselelektriske fremdriftssystemer har lenge vært anvendt i skip, primært for å bedre respons og manøvreringskarakteristikk under krevende operasjoner. Slike systemer har også vært avgjørende for å bedre drivstoff-forbruket.

I Nordsjøen var supply skipet Skandi Marstein blant de første som fikk installert et slikt anlegg i 1996 og allerede på den første reisen viste skipet en drivstoffbesparelse på 35%.

Høye drivstoffkostnader, krav til utslippsreduksjoner, videreutvikling av lagringsteknologi og ikke minst reduserte priser har gjort at batterier i økende grad representerer en ny teknologikomponent som nå er i ferd med å bli høyaktuell i den maritime næringen.

Batteriene kan lagre store mengder energi som kan frigjøres raskt når en har belastningsvariasjoner i fremdriftssystemer eller andre systemer ombord.

Hybride systemer med batteri er testet ut i flere fartøy de siste årene. Så hva er læringen så langt?

Gjennom egen forskning og utvikling, og ikke minst deltakelse i Fellowship-prosjektet som utviklet verdens første hybride offshore forsyningsskip Viking Lady, har vi gjort oss følgende erfaringer:

  • Sikkerhet – batterier gir bedre kontroll og høyere sikkerhetsmarginer.
    Mens de viktigste driverne for hybridiseringen har vært å redusere drivstoff-forbruk, vedlikeholdskostnader og utslipp, viser det seg at det også er andre egenskaper ved hybride driftssystemer med batteri som mannskapet setter pris på.Batteriet representerer en energibuffer som kan leveres umiddelbart. Dette gjør en i stand til raskere og mer effektivt å dekke de intense belastningsvariasjoner som typisk oppstår i krevende operasjoner – slik som dynamisk posisjonering, hiv-kompensering og standbyoperasjoner.
  • Batterier gir store utslippsreduksjoner.
    Resultater fra Viking Lady viser at den batterihybride installasjonen med LNG drift har resultert i 15% reduksjon i drivstofforbruket, 25% reduksjon i NOx-utslipp og vesentlige reduksjoner i klimagassutslipp. Tar en i betraktning at den globale flåten av offshore supply skip av relevante størrelser teller over 4000 vil slike teknologier ha potensial til å gjøre en stor forskjell når det gjelder å redusere flåtens Co2 utslipp og bedre næringens miljømessige fotavtrykk.
  • Batteribaserte løsninger er lønnsomt:
    Tilbakebetalingstiden for et rent batteri og hybridsystemer er avhengig av kapitalinvesteringer i tillegg til de operasjonelle kostnadsbesparelser. Selv om kapitalkostnader knyttet til et rent batteri eller hybridsystemer for biler er betydelig mindre enn for skip, kan tilbakebetalingstiden være vesentlig kortere for et skip på grunn av mye høyere energibehov og brukstimer. I tillegg kan et rent batteri eller hybride skip bidra til reduksjoner i utslipp tilsvarende utslipp fra tusenvis av biler.

    Batteri eller hybridsystemer for relevante skipstyper og fartsområder er derfor en fornuftig investering.

Batteri og batterihybride løsninger er teknologier med stort potensial. Men en del gjenstår allikevel i forhold til å gjøre teknologiene til de foretrukne innenfor forskjellige industrisegmenter.

Batterier lagrer store mengder energi og det betyr naturlig nok at sikkerhet, teknologikvalifisering og god risikohåndtering er helt avgjørende.

Boeings introduksjon av Li-Ion batterier i Boeing 787 (Dreamliner) viste med all tydelighet hvilke konsekvenser det kan få om dette ikke håndteres riktig. Flere problemer med batteriene det første året den nye flytypen ledet til full gjennomgang av United States Federal Aviation Administration (FAA). Resultatet ble at hele 787 flåten ble satt på bakken i 123 dager før den nye teknologien var tilstrekkelig kvalifisert og flyene igjen kom i normal operasjon.

I DNV GL har vi systematisert og konvertert vår erfaring inn i verdens første klasseregler samt utviklet en guideline for fremdriftsbatterier for skip. Reglene og guidelinen vil spille en viktig rolle i å muliggjøre sikker og pålitelig innføring av hybridløsninger med batterier i maritim næring.

Så hva med olje- og gassindustrien, kan batterier også finne en fornuftig anvendelse her?

Olje og gassindustrien er underet stadig press for å redusere både kostnader og utslipp – som ofte er i konflikt med hverandre.  Ettersom batterier kombinert med tradisjonelle kraftproduserende enheter kan være med på å redusere drivstofforbruk og utslipp, kan hybride teknologier representere en del av løsningen. 

Selv om hybridteknologien har begynt å modne i den maritime næringen har den ennå ikke blitt brukt i offshoreindustrien. Jeg mener at denne spennende teknologien nå er klar til å bli tatt i bruk på borerigger og feltutbygginger.

Med et hybrid system kan kraftproduksjon optimaliseres for en gjennomsnittlig belastning i stedet for en toppbelastning, og følgelig kan kraftgenereringskapasitet reduseres. Et batteri, som de som brukes i maritime fartøy, vil fungere som en buffer ved store kraft behov og lades opp når etterspørselen er lav.

Energi kan gjenvinnes fra, for eksempel, elektriske heisespill som brukes for boring eller kraner og mellomlagres i batterier. I dag blir denne energien brent av som varme.

Mange rigger har renseanlegg på eksos for å redusere utslipp av NOx og SOx. Men disse fungerer ikke optimalt når generatorsettet opererer på lav effekt. Ved bruk av et hybridsystem vil generatorene dimensjoneres slik at de opererer på en høyere last hvilket resulterer i at renseanlegget fungerer vesentlig bedre samtidig som effektiviteten på generatorene går opp.

Kort fortalt, jo større kraft variasjoner et anlegg har jo større gevinst vil man ha av et hybridsystem.

Teknologiutviklingen skyter fart

Verden er inne i en transformasjon hvor energiproduksjon er i ferd med å bli mer bærekraftig ved hjelp av fornybare kilder. Samtidig gjøres det mye – både i næringsliv og samfunnet for øvrig – i forhold til forskning og utvikling. Dette gjør nye teknologier mer kostnadseffektive. Ikke minst gjelder dette lagrings- og batteriteknologi hvor det er store forsknings og utviklingsprosjekter på gang for å øke kapasitet og bedret effektivitet og lønnsomhet. Batterier vil fremover ha en økende anvendelse i distribuert kraftproduksjon, off-grid løsninger, transport og ikke minst i datamaskiner og telefoner.

Og teknologien er i stadig utvikling.

Rett før jul annonserte Tesla at deres første modell, Tesla Roadster, nå vil komme i en ny utgave hvor rekkevidden er forbedret med 40%. De sier de i løpet av noen uker vil demonstrere at den nye utgaven kan kjøre San Fransisco – Los Angeles (400 miles /640 km) på én ladning.

Prisen på battericeller har falt 75% de siste 4 årene og Elon Musk selv spår et ytterligere prisfall på 60% innen 2020.

Forrige uke kunngjorde Boeing og Cambridge universitetet «take off» av deres første hybride test fly med lithium-polymer batterier. Resultatene så langt viser en 30% reduksjon i drivstoff forbruk sammenlignet med et tradisjonelt jet fly.

Les også: Norge kan bli verdensledende på miljøvennlig kystfart

Maritim næring står ovenfor en teknologirevolusjon de neste 5 til 10 årene. Jeg er overbevist om at Norge og norsk maritim næring har en unik mulighet til å bli globalt ledende på utvikling, installasjon og anvendelse av nullutslippsteknologi, hybride løsninger, batterier og tilhørende kontrollsystemer. Prisen på battericeller har falt 75% de siste 4 årene og Elon Musk selv spår et ytterligere prisfall på 60% innen 2020.

Jeg tror anvendelse av batterier vil representere en game changer i maritime næring.

Det blir viktig å gripe mulighetene nå.

(Kommentaren ble først publisert på Maritim.no)

Tips oss

Har du et godt tips til en sak vi bør skrive om? Send ditt tips til post@innomag.no!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Translate »