Dekarbonizacja w transporcie morskim. Fikcja czy realny postęp?

Dzieje się tak mimo tego, że praktycznie każdy rozwinięty kraj chwali się, że ma program dekarbonizacji i rozwoju gospodarki przyjaznej dla środowiska, a każdy armator informuje o szeroko zakrojonej akcji przestawiania floty na jednostki z siłowniami o małej emisji substancji szkodliwych dla środowiska. Na około 98 tys. statków handlowych tylko około 25 tys. mieści się we wskaźnikach zalecanych przez IMO.

Można stwierdzić, że w świadomości armatorów i biur projektowych powszechna jest wiedza o konieczności uwzględniania w projektowaniu nowych jednostek odpowiednich wskaźników. Chodzi o EEDI (Wskaźnik Projektowania Efektywności Energetycznej), a także: EEXI (Wskaźnik Istniejący Efektywności Energetycznej), CII (Wskaźnik Intensywności [emisji] Węgla] i SEEMP (Plan Zarządzania Efektywnością Energetyczną Statków).

Istota wskaźników efektywności energetycznej

EEXI będzie obowiązywał w styczniu 2023 r. i jest obliczany przy użyciu modyfikacji formuły stosowanej dla EEDI. Jednak w przeciwieństwie do EEDI, EEXI będzie mieć zastosowanie retrospektywnie do już istniejących statków, które mogły nie zostać zbudowane z myślą o zrównoważonym rozwoju i efektywności energetycznej.

EEDI dotyczy statków zbudowanych po 2013 roku, a EEXI statków zbudowanych przed 2013 rokiem. Indeks jest miarą liczby gramów CO₂ emitowanego przez silnik na tonomilę (gCO₂/ton mil). Wskaźniki uwzględniają dużą liczbę zmiennych związanych ze specyfikacją statku. Obliczenia dokonane przez VesselsValue przedstawiają nienajlepszy obraz światowej floty handlowej. W przypadku masowców odsetek floty odpowiadającej wymaganiom IMO osiąga 10%.

– Pomimo tego, że flota jest stosunkowo młoda, ze średnim wiekiem życia wynoszącym 11,4 lat, to tylko 1 na 10 statków masowych spełniałby obecne przepisy EEDI/EEXI – twierdzi Joey Daly, Cargo Analyst z VesselsValue[2].

Planowanie czas zacząć

- Wiedza jest najlepszym przyjacielem armatora, a właściciele, którzy jeszcze nie znają swoich wyników EEXI, powinni się o tym jak najszybciej dowiedzieć. Jedynym sposobem na zagwarantowanie płynnego procesu przestrzegania przepisów jest wykorzystanie tych informacji do rozpoczęcia planowania już teraz” – napisał na łamach „Splash Simon Hodgkinson, szef zapobiegania stratom w West P&I”[3].

Jego zdaniem już dawno należało rozpocząć planowanie dostosowania flot do EEXI. Choć EEXI wejdzie w życie 1 listopada 2022 r., to przeglądy statków po dniu 1 stycznia 2023 r. będą musiały uwzględniać zużycie energii i emisję CO₂. Odnosić się będzie to do statków o pojemności powyżej 400 GT i zgodnie z załącznikiem VI do konwencji MARPOL. Trzeba będzie systematycznie przygotowywać statki do wymagań EEXI tak, by spełniały oczekiwane standardy podczas następnego przeglądu.

Twórcy przepisów mają nadzieję, że będzie to jeden z najważniejszych nowych przepisów dotyczących żeglugi od lat i doprowadzi do fundamentalnej zmiany w całej branży. Nakaz, by nawet najbardziej niechętni właściciele działali, stworzy nowe możliwości dla niektórych armatorów zgodnie z innymi przełomowymi przepisami – wraz ze znaczącymi nowymi zagrożeniami.

Statki w kategoriach

Joey Daly wyjaśnia, jak pływające dziś statki będą musiały się dostosować do procesu dekarbonizacji określnego przez IMO. Ekspert VesselsValue dzieli jednostki niespełniające warunków indeksu IMO na 3 grupy. Podstawowym kryterium jest tu stwierdzona różnica między jego zidentyfikowanym a wymaganym poziomem EEDI/EEXI. Taki pomiar pozwala na określenie, o ile musi się poprawić „efektywność energetyczna” statku[4].

– Kategoryzacja opiera się na różnicy pomiędzy osiągniętym a wymaganym wskaźnikiem oraz skuteczności ulepszeń technologicznych – wyjaśnia Daly. Kategoria 1. obejmuje statki, które można dostosować do wymagań za pomocą urządzeń ESD (Energy Saving Devices) zamontowanych w głównej konstrukcji. Kategoria 2. grupuje statki, dla których najbardziej prawdopodobna jest procedura EPL (Engine Power Limitation). Natomiast Kategoria 3. uwzględnia statki, które będą miały trudności z zachowaniem zgodności z EEDI/EEXI bez drastycznego zmniejszenia prędkości i zużycia paliwa. Te statki „będą głównymi kandydatami do podróży w jedną stronę na złomowisko – zauważa Daly.

Niedostosowanie statków do wymagań IMO niesie ze sobą wiele ryzyk. Na sposoby jego ograniczenia zwraca uwagę Simon Hodgkinson.

- Najlepszym narzędziem, jakim może dysponować armator, jest informacja. Dlatego armatorzy powinni jak najszybciej poznać EEXI swoich statków – podkreśla Hodgkinson i zaznacza, że obliczenie indeksu powinno być stosunkowo prostym zadaniem dla armatora, ponieważ większość towarzystw klasyfikacyjnych oferuje obecnie narzędzia online, które można zastosować w odniesieniu do większości statków, ponieważ statki zbudowane po 2015 r. ma już ocenę EEDI.

Klasyfikacja statków według EEDI/EEXI

Od stycznia 2023 statki będą klasyfikowane na podstawie różnicy między osiągniętym a wymaganym EEDI/EEXI. VesselsValue podzielił statki niespełniające wymagań na trzy grupy. Ustalenia te opierają się na różnicy pomiędzy osiągniętym a wymaganym wskaźnikiem oraz skuteczności ulepszeń technologicznych.

Pierwsza z tych grup obejmuje statki, które można dostosować do wymagań za pomocą energooszczędnych urządzeń dodatkowo zamontowanych na już eksploatowanych statkach. Druga kategoria obejmuje statki, na których zmniejszenie emisji szkodliwych substancji będzie możliwa poprzez ograniczenie mocy silnika. Trzecia kategoria obejmuje te statki, które będą miały trudności z zachowaniem zgodności z założonymi parametrami bez drastycznego zmniejszenia prędkości i zużycia paliwa. Najprawdopodobniej ich modernizacja będzie zbyt droga. W efekcie armatorzy takie jednostki będą kierować do stoczni złomowych[5].

EEDI/EEXI Kategoria 1.

Siłownie na statkach należących do kategorii 1 będą musiały zostać wyposażone w taką energooszczędną technologię, aby spełnić wymagania przepisów IMO. Stocznie remontowe opanowały już sposoby modernizacji napędów głównych statków i mają w portfelu wiele rozwiązań, które pozwalają na to, by zmniejszyć zużycie paliwa i poprawić efektywność energetyczną starszych jednostek.

Jedną z najbardziej popularnych metod poprawy EEXI statku jest zmniejszenie mocy silnika głównego. Utrzymania prędkości rejsowej zapewnia się poprawiając w czasie remontu hydrodynamikę kadłuba statku i zmieniając śrubę napędową. Wprowadza się np. system „smarowania” kadłuba powietrzem. Rozwiązanie to poprawia sprawność jednostki i zmniejsza o około 10% emisję CO₂ w czasie przejścia statku między portami.

Taki system proponuje Wärtsilä. Urządzenia oszczędzające energię (Energy Saving Devices - ESDs) mają bezpośredni wpływ na wydajność napędu statku poprzez zmniejszenie oporów kadłuba i poprawę ciągu śruby napędowej. Wärtsilä oferuje urządzenia niwelujące kawitację, takie jak Wärtsilä EnergoFlow i Wärtsilä EnergoProFin, a także wysokowydajne powłoki kadłuba. Rozwiązania te zapewniają zmniejszenie oporu kadłuba w czasie pływania i redukują w efekcie zanieczyszczenia środowiska[6].

Na statkach mieszczących się w kategorii 1. można również poprawić EEXI statku poprzez użycie żagli lub rotorów. Takie rozwiązania proponuje np. Norsepower’s Rotor Sails. Układ z wirnikiem Norsepower to unowocześniona wersja wirników Flettner. Technologia Rotor Sail oparta jest na efekcie Magnusa. Kiedy wiatr opływa wirujący Rotor Sail, przepływ powietrza przyspiesza po jednej stronie Rotor Sail i zwalnia po przeciwnej stronie Rotor Sail. Zmiana prędkości przepływu powietrza powoduje różnicę ciśnień, która wytwarza siłę nośną prostopadłą do kierunku przepływu wiatru[7].

EEDI/EEXI Kategoria 2.

W przypadku statków kategorii 2. zamontowane urządzenia oszczędzające energię nie zmienią w istotny sposób wartości EEXI. Dotyczy to jednostek, które wymagają ograniczenia mocy silnika (EPL – Engine Power Limitation) lub ograniczenia mocy na wale (ShaPoLi - Shaft Power Limitation). EPL to ogólna nazwa nadana technologii, która ogranicza maksymalną moc silnika możliwą do osiągnięcia przez silnik okrętowy. Technologie ShaPoLi zmniejszają moc przekazywaną przez wał do śrub okrętowych[8].

Ograniczenie maksymalnej mocy silnika bezpośrednio zmniejszy jego maksymalną ciągłą moc znamionową. Moc znamionowa MCR (Maximum Continuous Rating) jest kluczowym elementem równania EEXI. Zmniejszenie wartości użytej w równaniu zmniejszy wyjściową wartość EEXI. To sprawia, że EPL jest ważnym czynnikiem w ograniczaniu emisji ze statków. Wraz z usprawnieniem zastosowaniem ESD, statki mogą spełniać wymagania EEXI[9].

Zmniejszenie prędkości i zużycia paliwa ma kapitalne znaczenie dla efektywności ekonomicznej na szlakach oceanicznych i w serwisach poprawić może w znacznie konkurencyjność operatora statków.

EEDI/EEXI Kategoria 3.

W przypadku wielu starszych statków pozostaje eksploatacja z wysokim EEXI i emitowanie CO₂ powyżej zalecanych wielkości lub wycofanie statku z eksploatacji. W pierwszym przypadku statkom grozi utrata Międzynarodowego Certyfikatu Efektywności Energetycznej (IEEC), porty nie będą zezwalać na wejście takich jednostek, banki mogą odmówić finansowania takich statków, a firmy ubezpieczeniowe i reasekuracyjne znacznie podwyższyć stawki.

Armatorzy jednostek niespełniających wymagań IMO mogą spodziewać się, że administracje krajów, które administrują wodami i akwenami portów, na których obowiązuje dyrektywa siarkowa, będą na statki nakładały dotkliwe kary za to, że nie spełniają wymagań IMO.

Długofalowym celem operatorów, którzy chcą utrzymać się w biznesie morskim, musi więc być wdrożenie szeroko rozumianej strategii dekarbonizacji opartej na daleko idących zmianach w układach napędowych i konstrukcjach nowych statków.

Drogi dekarbonizacji

Już dzisiaj daje się zauważyć, że wiodący armatorzy testują kilka rozwiązań. Część stawia w okresie przejściowym na zasilanie gazem. Coraz powszechniejsze staje się wprowadzanie napędu elektrycznego. Wprowadza się statki, których silniki są zasilane amoniakiem, bioLNG i wodorem. Jako napęd wspomagający na skalę eksperymentalną wprowadza się rotory lub żagle. Wciąż jednak jest to margines -zarówno w skali globalnej, jak i obserwując portfel zamówień na nowe jednostki.

Dekarbonizacja nie może jednak ograniczać się do rozwiązań technicznych. Jest to proces oparty na czerech grupach działań. Obszar techniczny, handlowy, regulacyjny i tzw. czwarta rewolucja spalania (alternatywne paliwa ekologiczne) to cztery zespoły działań, które należy zrealizować, by osiągnąć postępy w dekarbonizacji żeglugi morskiej, które wymienił Philippos Phillis, prezes European Community Shipowners’ Associations (ECSA) na konferencji Capital Link Greek Shipping Forum[10].

W miarę zbliżania się terminu 2023 roku dostęp do obliczeń EEDI/EEXI dla szerokiej gamy statków towarowych jest niezbędny do monitorowania i analizowania podstaw rynku. Wyzwanie dekarbonizacji obejmie wszystkie obszary żeglugi, a sama EEXI będzie stanowić mnóstwo wyzwań dla właścicieli, operatorów i finansistów.

– Dane VesselsValue wskazują, że ponad 75% floty handlowej (masowce, tankowce i kontenery) nie będzie spełniało wymagań. Rodzi to pytanie: Co należy zrobić, aby te statki były zgodne z przepisami? – alarmuje Joey Daly z VesselsValue, zauważając, że dekarbonizacja obejmie wszystkie obszary żeglugi, a osiągnięcie EEXI będzie stanowić wyzwanie dla właścicieli, operatorów i inwestorów[11].

Wielu armatorów sprawę dekarbonizacji prawdopodobnie odłożyło na później. Na pierwszym planie ciągle są sprawy ważniejsze. Walka z pandemią, rwące się łańcuchy logistyczne, zmiany w globalnych przepływach towarów w związku z napaścią Rosji na Ukrainę, rozchwiane rozkłady rejsów, spiętrzenia w terminalach i zatory w stoczniach remontowych – to wszystko przyprawia o ból głowy operatorów statków.

Indeksy w kontraktach i kalkulacjach

Określenia EEXI statku to nie wszystko. Na tej podstawie należy zaplanować modernizację jednostki, czas oraz wydatki na inwestycje modernizacyjne i prace remontowe. Należy również dokonać analizy kontraktów.

- Tam, gdzie szybkość transportu stanowi część umów, ważna jest ścisła i wspólna współpraca z interesariuszami – w tym z podmiotami czarterującymi – w celu znalezienia rozwiązania, które spełnia standardy EEXI, jednocześnie powodując minimalne zakłócenia [w transporcie morskim - MG] – zwraca uwagę Hodgkinson.

Na rynku funkcjonuje już wiele rozwiązań, które wspierają operatorów w prowadzeniu odpowiednich kalkulacji. Sugeruje się, by w umowach handlowych na przewóz statkiem umieszczać odpowiednie klauzule, które wykluczą odpowiedzialność, jeśli prędkość statku zmieni się z powodu konieczności uwzględnienia EEXI. Taki kalkulator proponuje Vessel Value, natomiast BIMCO opracowało niedawno wzorcową klauzulę, która może pomóc w formułowaniu kontraktów po 1 stycznia 2023 r.

- Jeśli statek spełnia wymagania, można uniknąć przyszłych problemów umownych, zapewniając aktualność opublikowanych statystyk statku – podkreśla Hodgkinson i zaznacza, że w drastycznych przypadkach armator powinien skontaktować się z działem zapobiegania stratom swojego Klubu P&I, jeśli napotka dodatkowe wyzwania EEXI. Np. w West P&I działem zapobiegania stratom kierują byli marynarze, inżynierowie i eksperci merytoryczni, którzy udzielają praktycznych wskazówek dotyczących ograniczania ryzyka dla ich statku.

- Przejście na paliwa alternatywne będzie procesem powolnym, ponieważ powiązania między żeglugą a przemysłem rafineryjnym są złożone i symbiotyczny – uważa Joey Daly z VesselsValue.

Dlatego w miarę zbliżania się terminu wprowadzenia indeksu IMO na początku 2023 r., szczególnie przydatny będzie powszechny dostęp do narządzi pozwalających na dokonywanie szybkich obliczeń EEDI/EEXI. Narzędzia te oferują praktycznie wszystkie wiodące instytucje klasyfikacyjne, przedsiębiorstwa wspierające zarządzanie flotami i organizacje armatorów.

Transformacja w stoczniowych dokach

Obecnie tylko niespełna 1% statków handlowych z ok. 98 tys. znajdujących się w eksploatacji można uznać za znacznie przyjazne ekologicznie. Poza tą statystyką jest 3,7 mln statków rybackich i drugie tyle dużych jachtów.

W połowie 2022 r. statki przystosowane do paliw alternatywnych stanowiły 62% zamówień w 2022 r. w ujęciu CGT – wyliczyli eksperci Clarksons Research[12]. Świadczy to o tym, że wiodący armatorzy konsekwentnie wdrażają strategie przebudowy flot na bardziej ekologiczne. Notowane jest rekordowe tempo zamówień na statki zasilane gazem. Według najnowszych danych platformy Alternative Fuels Insight DNV zamówienia na LNG utrzymywały się na wysokim poziomie w maju 2022 r., znacznie przekraczając poziom sprzed roku[13].

W maju ulokowano w stoczniach 30 nowych zamówień na statki z siłowniami zasilanymi gazem, co oznacza, że ​​drugi kwartał 2022 r. jest już najlepszym kwartałem w historii. Dominują kontenerowce i statki do transportu samochodów. W kwietniu 2022 r. armatorzy ulokowali w stoczniach 51 zamówień, co po wprowadzeniu statków do eksploatacji zwiększy zapotrzebowanie na około pół miliona ton LNG.

Motorem wzrostu ilości kontraktów na statki napędzane gazem jest coraz częstsze stosowanie tego typu rozwiązań w projektach dużych statków dalekomorskich. DNV oblicza, że ​​od początku tego roku złożono łącznie 151 zamówień, co stanowi prawie jedną piątą całego portfela zamówień na statki z napędem gazowym. Na koniec maja 2022 r. stocznie miały zamówienia na ​​805 statków z zasilaniem gazowym. W portfelach stoczniowych dominują statki kontenerowe (175 statków), następnie samochodowce (95 statków). Na kolejnych miejscach są zbiornikowce (88 jednostek) oraz 44 masowce. Te segmenty transportu morskiego stanowią połowę zamówień na statki LNG. Pozostałe kontrakty są rozproszone we wszystkich głównych rodzajach żeglugi.

Kurs na LNG

Tak szybki rozwój floty może sprawić problemy z bunkrowaniem. Porty nie rozwijają bowiem infrastruktury do bunkrowania LNG tak szybko, jak szybko rośnie liczba jednostek wprowadzanych z napędem na gaz. DNV wyliczyło, że ​​na całym świecie działa obecnie 38 bunkierek LNG. Jednak portfele zamówień na statki do bunkrowania LNG rośną - w tej chwili stocznie realizują zamówienia na kolejnych 18 statków, a DNV ustaliło, że prowadzone są rozmowy dotyczące budowy kolejnych 17 bunkierek[14].

Dobry trend na statki przyjazna środowisku rozpoczął się w I kwartale 2022 r. W jego końcu notowano, że już 61% zamówień na statki stanowiły jednostki z siłowniami na paliwa alternatywne. Jeśli wyłączyć gazowce, to udział ten wyniósł 48%, a 10% wszystkich zamówień dotyczyło zarówno paliw LNG, jak i gotowych do zasileniem amoniakiem[15].

57% zamówień według tonażu (101 zamówień 9,3 mln GT) dotyczyło wykorzystania gazu jako paliwa, 3,4% metanolu (4 zamówienia 0,6 mln GT), 0,6% zamówień etanu (2 zamówienia po 0,1 mln GT) i 0,7% wliczając hybrydowy napęd elektryczny. Kolejne 12% zamówień to statki z silnikami przygotowanymi do zasilania amoniakiem (26 zamówień na 2,0 mln GT), 1,4% to statki przystosowane do wprowadzenia gazu (10 zamówień na 0,2 mln GT) i 0,1% z układami do wprowadzenia silników na wodór (3 zamówienia na 15 tys. GT )[16].

Dylematy oceanicznej dekarbonizacji

Należy zwrócić uwagę, że suma portfela zamówień przekracza 100%, bowiem wielu armatorów stawia na przygotowanie statków do wykorzystania wielu paliw. Dla porównania, w 2021 r. 32,7% zamówionego tonażu dotyczyło statków przystosowanych do paliw alternatywnych (449 jednostek), w porównaniu z 209 zamówieniami w 2020 r. i 46 zamówieniami w 2016 r.

Analizując portfel zamówień wydawałoby się, że dekarbonizacja floty handlowej przebiega wyjątkowo dynamicznie. Na razie tylko 1% floty (wraz ze zbiornikowcami LNG) można uznać za statki przyjazne dla środowiska. Jeśli analizuje się tonaż, to statystyki wyglądają lepiej, bowiem 4,5% floty, czyli 38% tonażu znajdującego się w portfelu zamówień, będzie wykorzystywać paliwo alternatywne.

Dla porównania w 2021 r. było to 3,9%, w 2017 r. 2,2% floty znajdującej się w eksploatacji. Zakłada się, że w 2023 r. ten udział osiągnie 5% globalnej nośności floty. Będzie to efekt tego, że siłownie na paliwa alternatywne instaluje się w dużych jednostkach i oczywiście na zbiornikowcach do przewozu LNG.

W tym miejscu należy podkreślić, że upowszechnienie się napędów na gaz nie eliminuje wykorzystania paliw kopalnych, ale wręcz odwrotnie - wywołuje wzmożony popyt i tworzy całkiem nową gałąź aktywności gospodarczej w produkcji i logistyce. Napęd elektryczny i wodorowy to wciąż margines zamówień operatorów oceanicznych. Wykorzystanie siłowni jądrowych wciąż nosi charakter eksperymentu i ma zastosowanie niszowe.

Konkluzja

Dekarbonizacja floty handlowej postępuje więc powoli, operatorzy flot rybackich w ogóle nie podejmują tego tematu na szerszą skalę, a armatorzy jachtów całkowicie wyłączeni są z tego nurtu działań. Jak więc widać, biznes morski w skali globalnej uczestniczy w dekarbonizacji w sposób wybiórczy i na miarę wymagań narzuconych regulacjami. Biznes raczej nie pali się do ponoszenia nadzwyczajnych wydatków, nawet gdy ma społecznie odpowiedzialne strategie. Mamy więc postęp, ale na granicy fikcji.

[1] Joey Daly, EEXI, Achieving Vessel Compliance, VesselsValue, London, June 2022, s.1.
[2] Joey Daly, Energy Efficiency White Paper, VesselsValue, London, 2022, s.3.
[3] More than 75% of all tankers, bulkers and containerships not EEXI compliant, https://splash247.com/more-than-75-of-all-tankers-bulkers-and-containerships-not-eexi-compliant/ [2022-07-22]
[4] Joey Daly, Energy Efficiency White Paper, VesselsValue, London, 2022, s.3.
[5] Joey Daly, EEXI, Achieving Vessel Compilance, VesselsValue, London, Juny 2022, s.6.
[6] Charlie Bass, Complying with EEXI – how to speed up decarbonisation without slowing down vessels, Wärtsilä , 07 Sep 2021
[7] Więcej na: https://www.norsepower.com/story [data pobrania 2022-08-01]
[8] Zob.: EEXI Vibration Pre-Check, DNV, https://www.dnv.com/maritime/insights/topics/eexi/advisory-service-vibration-pre-check.html [2022-08-01]
[9] EPL WORKING PRINCIPLE, https://www.kongsberg.com/maritime/campaign/eexi_cii/epl/ [2022-08-01]
[10] Philippos Phillis, Lemissoler: The four pillars of decarbonisation [2022-08-01].
[11] Joey Daly, Energy Efficiency White Paper, VesselsValue, London, 2022, s. 3.
[12] James Allen, Who’s Building The Alternative Fuel Capable Orderbook? https://www.clarksons.net/wfr/ [2022-08-02]
[13] Alternative Fuels Insight DNV , https://www.dnv.com/services/alternative-fuels-insight-128171 [2022-08-03]
[14] Alternative Fuels Insight DNV, https://www.dnv.com/services/alternative-fuels-insight-128171 [2022-08-03].
[15] Record 61% of orders are alternative fuel-capable, says Clarksons Research. https://www.tradewindsnews.com/esg/record-61-of-orders-are-alternative-fuel-capable-says-clarksons-research/2-1-1253706 [2022-04-06].
[16] James Allen, Who’s Building The Alternative Fuel Capable Orderbook? https://www.clarksons.net/wfr/ [2022-08-02].