Metanudslip fra LNG-skibe smadrer deres grønne profil

Skibsmotorer, der sejler på naturgas, er blevet lovprist og fremhævet som en klimavenlig løsning for skibsindustrien. Men de såkaldte LNG-motorer er ikke så miljøvenlige som først antaget, skriver Teknisk Ukeblad.

For selvom LNG-motorer udleder 25-30 procent mindre CO2 end almindelige dieselmotorer, er klimaeffekten på nogle skibe blevet 20 procent værre med LNG-motorer, viser beregninger som Klima og Forurensningsdirektoratet i Norge har lavet for Teknisk Ukeblad.

I en rapport fra Marintek, som forsker i marineteknologi i Norge, bliver det fastslået der ryger en større mængde metangas ud i atmosfæren fra LNG-motoren.

Og metangas er per ton en 21 gange kraftigere drivhusgas end CO2 per ton. Derfor underminimerer det hurtigt den formindskede CO2 udledningseffekt.

»Motorproducenterne er klar over problemet. Det er rent teknisk. Der findes et hulrum i cylinderens top, så gassen ikke forbrændes. Der er også noget gas der slipper ud uforbrændt i skiftet mellem indsprøjtning af gas og udsugning af udstødningen,« siger Dag Stenersen, der er projektleder på Marintek til Teknisk Ukeblad.

Dog reduceres de sundhedsskadelige stoffer NOx og SOx stadig kraftigt og har dermed en positiv effekt på lokalmiljøet.

Der findes to typer LNG-motorer på markedet i øjeblikket. Nemlig lean burn-motorer, som sejler på ren gas og så Dual Fuel (DF).

I Marinteks rapport peger man på, at offshore supplyskibe alle har DF-motorer, mens kystvagten og færger har lean burn-motorer.

DF-motorer har et udslip på 80 kg metan per ton LNG, mens lean burn har et metanudslip på 44 kg per ton LNG. Men hvis man sammenligner med udnyttelsen af metanet bliver udslippet nogenlunde det samme. Lean burn-motoren har et udslip på 8,5 gram metan per kilowatttime, mens DF-motorerne ligger på 15,6 gram metan per kilowatttime.

Teknisk Ukeblad har fået chefingeniør Eilev Gjerald fra Klima- og forurensningsdirektoratet (Klif) i Norge til at beregne yderligere på LNG-motorerne.

Beregningerne viser, at den ideelle LNG-motor vil have 30 procent lavere udslip målt i CO2-ækvivalenter, som er drivhusgasser omregnet til CO2-enheder, end en tilsvarende tung olie-motor. Samtidig vil reduktionen af NOx og SOx være på 80-85 procent.

Men Klifs udregninger viser også, at lean burn-motorer har et udslip af metan, som udregnet giver samme CO2-ækvivalent som dieselmotorer og derfor er der ikke nogen klimamæssig gevinst.

Og værre ser det ud for DF-motorerne. Udslippet af CO2-ækvivalenter er op til 30-40 procent højere end en dieselmotor.

Eilev Gjerald påpeger dog at der er mange ting der spiller ind.

»Der er usikkerhed i beregningerne, afhængig af metanfaktoren, CO2-faktoren og specifikt forbrug. Skibenes driftsprofil er særlig vigtig,« siger han til Teknisk Ukeblad.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

De små danske kraftvarme værker har haft denne skavank altid- på trods af det er de jo blevet lovprist i mange år (problematikken med uforbrændt methan er ikke offentliggjort) -iøvrigt gælder det også for biogasanlæg - gassen brænder ikke ved overfladen på den kolde cylindervæg og passerer uforbrændt til udstødningen - jeg mener CO2 ækvivalenten for methan er en faktor 20. Pga. af krav om katalysator temperatur (jeg mener min) 600°C er det svært at forene med god virkningsgrad.

  • 1
  • 0

Vi er vel enige om at metan-problematikken kommer fra ufuldstændig forbrændning, eller? Det ligger vel i at man bruger modificerede dieselmotorer. Kunne en ændring af indsprøjtningssystem og brændkammerudformning ikke hjælpe på det problem?

Bent.

  • 0
  • 0

[DF-motorer har et udslip på 80 kg metan per ton LNG, mens lean burn har et metanudslip på 44 kg per ton LNG. Men hvis man sammenligner med udnyttelsen af metanet bliver udslippet nogenlunde det samme. Lean burn-motoren har et udslip på 8,5 gram metan per kilowatttime, mens DF-motorerne ligger på 15,6 gram metan per kilowatttime.]

OK: 80 kg - 44 kg = 36 kg; 36/44 x 100 = 81,81 % 15,6 g/kWh - 8,5 g/kWh = 7,1 g metan pr. kWh; 7,1/8,5 x 100 = 83,53 %

Vi lader bare tallene tale for sig selv!

  • 0
  • 0

I snart 60 år har den amerikanske flåde sejlet med kernekraftreaktorer. Så vidt vides har disse reaktorer aldrig givet anledning til uheld eller ulykker.

Var det ikke på tide at overveje at drive i hvert fald de store handelsskibe med kernekraft?

  • 1
  • 0

Var det ikke på tide at overveje at drive i hvert fald de store handelsskibe med kernekraft?

Søren, det der er fantasteri. Søg på Savannah eller Otto Hahn, så vil du forstå hvorfor. Skibe der kun må anløbe ganske få havne er ubrugelige.

Den amerikanske flåde er et helt andet emne, for så vidt at de ikke ligger under for et omkostningspres der potentielt kompromitterer sikkerheden.

Post-Fukushima er dit forslag dødfødt.

MvH,

Bent .

  • 1
  • 2

Man har drevet LNG-skibe med LNG til både gas- og dampturbiner. Hvordan forholder disse sig med hensyn til tab af metan?

Spørger Tyge udenfor min læst!

  • 2
  • 0

Det er rigtigt at Metan er en meget mere potent drivhusgas, men den har så vidt jeg har læst også en betydeligt lavere halveringstid, omkring 7 år, i modsætning til CO2's halveringstid på over 100 år. Det må da også fakturerer i vurderingen af hvor skadeligt det er for vores klima.

  • 1
  • 0

Pga. af krav om katalysator temperatur (jeg mener min) 600°C er det svært at forene med god virkningsgrad.

Ikke forstået. Bliver udstødningsgassen afkølet når den går igennem kat´en? Der må da også være energi i den metan der forbrændes i kat´en?

  • 0
  • 0

temperaturen i udstødningsgassen er omvendt proportional med virkningsgraden - jo lavere temperatur i udstødningen jo mere mekanisk arbejde - Udstødningsgassen ekspanderer på vej ud gennem turboen og ligger vel på 150 - 200° grader - jeg mener der der kræves en reaktionstemperatur på min 600° (med katalysator) for at cracke metan - en anden løsning kunne være partiel steam reforming af methangassen inden den forbrændes - på dansk 20 % laves om til brint - dette forbedrer forbrændingen rigtigt meget og kunne vel realiseres til store anlæg (skibe + kraftværker)

  • 2
  • 0

I juli 1951 gav den amerikanske kongres grønt lys til at bygge verdens første atomdrevne ubåd. Den 30. september 1954 samme år blev USS Nautilus som det første atomdrevne fartøj overdraget til USA’s flåde. Reaktoren kunne indpasses i et skib med en diameter på 8½ meter.

Reaktoren blev bygget før man kunne have tusindvis af ingeniører til at sidde og lave computerprogrammer, jvfr. ”Joint Strike Fighter”, så det tog kun 3½ år at udvikle, konstruere og bygge den. En atomreaktor kræver ikke specielt eksotiske materialer. Så der må være grænser for, hvad en masseproduceret reaktor med de dimensioner kan koste.

Jeg kender ikke reaktorens økonomi, men så vidt vides har den aldrig givet anledning til ulykker.

Forudsætter vi, at stort fragtskibs motor yder i gennemsnit 50 MW i 10 år, at dens effektivitet er 40 % og indsætter vi dagens råoliepris på 98 kr/GJ, så finder vi et brændstofforbrug i skibets levetid på 3,9 milliarder kroner. Kernebrændsel koster af størrelsesordenen 10 kr/GJ. Så driftsbesparelsen ved kernekraft vil i meget grove tal være 3,5 milliarder kr.

Et moderne kernekraftværk på land koster 20 - 25 kr/watt kapacitet. Gælder tallet også en skibsreaktor ville reaktor + dampturbine + elgenerator koste 1 milliard kroner. Og den ville kunne genbruges.

Gevinsten ved kernekraft vil altså i meget grove træk kunne udgøre 2,5 milliarder kroner i skibets levetid.

Det er vist kun I Danmark man har forsøgt at begrænse tilstedeværelsen af atombombe-bevæbnede og kernekraftdrevne krigsskibe. Amerikanske förstås. Jeg har ingen erindring om, at ditto sovjetiske nogensinde har bekymret den ellers bekymrede offentlighed.

Jeg læser også aviser og er orienteret om, hvilke følelser de japanske kernekraftulykker fremkalder. Men det er vel stadigvæk tilladt at stille kontroversielle spørgsmål.

F.eks.: ”Hvor mange mennesker ville terroristerne kunne have slået ihjel den 11. september, hvis man havde udviklet og anvendt kernekraft reaktorer til fly i stedet at flyve rundt med en 100 tons stor brandbombe?”

  • 1
  • 0

Til: Søren Holst Kjærsgård; 25. maj 2011 kl 01:08; KKraft og skibe.

Tak for den gamle historien. I nutiden kom der en russisk ingeniør hertil; hun hade arbejdet med installation af KK-maskiner på russiske skibe, men talte ikke gerne om disse. Hos os gennemførdte hun en større excelberegning (A2) for de aksielle frigange mellem rotor og stator under de forskellige driftformer på en ca 40 m KK-turbine, mens jeg arbejdede med de meget mindre radielle toleranser.

Vores fælles hobby var skøjteløb, og hun deltog gerne i KK-servce på Forsmark, de hade den fineste asfalt på tilfartsvejene!

Tilbage til tråden:

Et turbineskib behøver ikke en elgenerator og -motor for fremdrift; normalt bruger man tandhjulsgear. Man kan have andre turbiner til elgenerering.

Kan man bekræfte, at russiske KK-isbryder nu tilbyder turistrejser for de modige? Så kommer andre KK-skibe nok med tiden!

Mvh Tyge

  • 1
  • 0

Ufatteligt! En tråd om metan i udstødningen fra LNG motorer og straks springer en KK-fan op på sæbekassen. Man tager sig til hovedet. Nu mangler der kun et indlæg om RUF.

Bent.

  • 2
  • 1

Hypoteser og kendsgerninger om energiforsyning.

  1. Hypoteser. 1.1. Fortsat afbrænding af fossile brændsler vil medføre klimakatastrofer. Muligvis sandt. 1.2. Forrådet af fossile brændsler er begrænset. Sandsynligvis forkert. I hvert fald hvis man medregner oceanernes indhold af methan, og at methan stadig dannes.

  2. Kendsgerninger. 2.1. Biomasse rækker ikke til energiforsyning. 2.2. En anvendelig bølgekraftmaskine findes ikke. 2.3. Solenergi er nogle steder anvendelig til opvarmning, men fotoceller og solkraftværker er endnu prohibitivt dyre. De har desuden et back-up problem. 2.4. Vinden svinger voldsomt og i forbløffende grad i takt i hele Vesteuropa. Så den kræver back-up. Den eneste praktisk mulige form for back-up er at lukke op og i for sluserne til vandkraftværkerne afhængigt af, om det er stille vejr, eller det blæser. Men vandkraftværkernes kapacitet rækker ikke. Dette belyses af følgende tal fra hele Danmark i første kvartal 2011:

Vindproduktion MW: Middel 1290 Maksimum 3449 Minimum 4 Standardafvigelse 913

Eksport til Norge og Sverige 3634 GWh (middel 1696 MW) Import fra Norge og Sverige 54 GWh (middel 25 MW)

Vinden kan altså udmærket lægge sig om vinteren, men der er ingen back-up at hente fra de skandinaviske vandkraftværker.

2.5. Europæiske politikere tilstræber et ”fossilfrit” Europa. 2.6. Hvis et enkelt mindre land som f.eks. Danmark beslutter at klare energiforsyningen alene ved hjælp af biobrændsel og vind er dette formentlig muligt. Men dette ses ikke at være muligt for hele Europa, og derfor er klimakommissionens anbefalinger for Danmark naturligvis helt absurde. 2.7. Hvis europæiske kvinder fortsætter med kun at føde 1½ barn, vil det naturligvis komme til at se anderledes ud. Dog kan man ikke tage for givet, at Europas befolkningstal vil falde. De tomme pladser vil formentlig blive erobret af asiater og afrikanere. 2.8. Vi sidder i saksen. Et ”fossilfrit” Europa kan ikke etableres uden kernekraft. Derfor er det berettiget, at nogen stiller sig op på en ølkasse og råber kernekraft, hver gang sværmere og drømmere udtaler sig om energi.

  • 1
  • 1

Det er rigtigt at Metan er en meget mere potent drivhusgas, men den har så vidt jeg har læst også en betydeligt lavere halveringstid, omkring 7 år, i modsætning til CO2's halveringstid på over 100 år. Det må da også fakturerer i vurderingen af hvor skadeligt det er for vores klima.

IPCC opgør methans klimapåvirkning til 34x CO2's på 100 års sigt: GWP(100)=34. Netop fordi methan har en ret kort levetid (ikke halvveringstid) opgjort til ca 12år, er dens GWP meget højere i de første år. Således er GWP(20) = 86! Man bør bruge GWP(20) i erkendelse af, at de næste 20år er langt vigtigere i forhold til indsatsen mod global opvarmning end de næste 80år. Ref første afsnit i https://en.wikipedia.org/wiki/Global_warmi... " In the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, methane has a lifetime of 12.4 years and with climate-carbon feedbacks a global warming potential of 86 over 20 years and 34 over 100 years in response to emissions. User related choices such as the time horizon can greatly affect the numerical values obtained for carbon dioxide equivalents. For a change in time horizon from 20 to 100 years, the GWP for methane decreases by a factor of approximately 2.5.[1] The substances subject to restrictions under the Kyoto protocol either are rapidly increasing their concentrations in Earth's atmosphere or have a large GWP."

  • 2
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten