Emissioner fra skibe i havn 3 Beregningsgrundlag
I dette kapitel gennemgås metoden til beregning af effektforbrug og emissioner. Data for trafikken i havnene gennemgås i kapitel 4. Effektforbrug og emissionsfaktorer er vurderet primært på basis af oplysninger fra MAN B&W, ENTEC og MEET, ligesom vores egne beregninger af motorstørrelser er væsentlige. 3.1 EffektforbrugEmissioner fra motorer er foruden afhængighed af oliekvalitet - proportionale med motorens ydelse og dermed med skibets effektforbrug. Det er derfor af stor betydning at vurdere motoreffektforbruget ved driftsformer, der er relevante for skibe i havn. Som udgangspunkt betragter vi
Vi har valgt ikke at adskille indsejling og manøvrer på grund af den relativt korte samlede tid, de to driftsformer udgør i sammenligning med opholdet ved kaj. I resten af rapporten bruges betegnelsen "manøvrer" om disse to driftsformer. MEET giver med basis i en omfattende gennemgang af litteratur og undersøgelser et bud på en meget detaljeret beregningsmetode. MEETs metode relaterer effektforbruget i hver driftsform direkte til effekten på skibets hovedmotorer og bruger emissionsfaktorer, der er afhængige af driftsform. Efter vores opfattelse har MEET baseret sine oplysninger på gennemgang af meget store skibe, der ikke er repræsentative for vores formål, og effektforbrugene forekommer at være anslået meget højt. Da der desuden ikke er skibe, der bruger hovedmotorerne i nævneværdigt omfang, når de ligger ved kaj, vurderer vi, at denne metode ikke kan bruges. MEET har imidlertid den oplysning, som vi ikke har fundet andre steder, at ved losning af flydende gods (olie, flydende gas etc.) bruges 0,7 kg olie per ton losset gods. Vi antager, at forbruget er det samme, hvis skibet laster flydende gods. ENTEC har delvis samme betragtninger om forbrug relateret til hovedmotorens effekt, men omtaler også hjælpemaskineri. Der er imidlertid ingen klare informationer om, hvordan beregninger foretages. Vi kan derfor ikke gøre direkte brug af denne rapport til estimering af effektforbruget, når skibet ligger ved kaj. MAN B&W har givet oplysninger om effektforbruget på hjælpemaskineri ved sejlads. Der er en næsten lineær sammenhæng med effekten på skibets hovedmotorer. De anslåede størrelser er ca. fem gange mindre end estimaterne i MEET. Vi har desuden fået oplyst, at effektforbruget på hjælpemaskineriet i havn er ca. 1,5 gange forbruget ved sejlads. Det skyldes angiveligt forbruget ved manøvrer i havnen. Andre kilder har oplyst, at forbruget på hjælpemaskineriet er lidt større ved sejlads på grund af behov for maskinrumsventilation og drift af pumper m.m. Vi har valgt at sætte hjælpemaskineriets forbrug i havn til samme værdi som ved sejlads. Tankskib under losning. Tankskibe kan have meget betydelige forbrug til drift af pumper under losning og lastning. Effektforbruget kan f.eks. udgøre ca. 30% af den installerede effekt på hovedmaskineriet For tankskibe angiver MAN B&W, at forbruget i havn er 1,7 gange forbruget ved sejlads, hvilket skyldes forbruget ved pumpning af flydende gods. Beregninger viser, at denne metode giver en urealistisk lav værdi for effektforbruget ved pumpning. Andre kilder oplyser, at et tankskibs forbrug ved pumpning er af en størrelse, der svarer til 30% af hovedmotorernes effekt. Beregninger viser, at dette er i god overensstemmelse med MEETs angivelse på 0,7 kg olie per ton losset. Da de statistiske oplysninger i "Skibsfarten på danske havne 2001" rummer oplysninger om flydende gods ud og ind af havnen, finder vi denne beregningsmetode særdeles anvendelig. For krydstogtskibe antager vi, at der anvendes 30% af den installerede effekt på hjælpemaskineriet, når de ligger ved kaj. Antagelsen er baseret på samtaler med flere, der har erfaringer inden for området. For færger antager vi, at der kun anvendes 25% af den installerede effekt på hjælpemaskineriet. Oplysninger fra COWI, som har talt med DFDS, bekræfter denne antagelse. Undtaget herfra er færger i Helsingør, der har et højt aktivitetsniveau i den korte tid, de ligger ved kaj. Forbruget ved anløb, manøvrer og afsejling er på hovedmotorerne. Vi antager, at fragtskibe og krydstogtskibe i gennemsnit bruger ca. 25% af den installerede effekt på hovedmotorerne ved anløb af havne. Anløb af havne sker for fragtskibes og krydstogtskibes vedkommende med lav fart. Færger sejler derimod hurtigere ind og bruger derfor mere effekt. Disse oplysninger er i god overensstemmelse med MEET, der angiver et forbrug på 40% af effekten ved manøvrer (ind- og udsejling). Vi har derfor valgt at regne med 25% af den installerede effekt på hovedmotorerne for fragtskibe og krydstogtskibe og 50% for færger. 3.2 MotorstørrelserDet er tidskrævende at finde eksakte oplysninger om installeret effekt på hovedmotorerne på alle skibe i havnene, i det omfang det er overhovedet er muligt. Derfor har vi søgt at anslå disse værdier. Vi anslår dem på samme måde som MEET, men med fokus på skibe i en størrelsesorden, der svarer til de skibe, der kommer til danske havne. Vi har undersøgt en gruppe af skibe, hvis type var til at identificere med de betegnelser, der er anvendt i Miljøprojekt nr. 597/2001, således at de kunne grupperes. Det drejer sig om 466 skibe, der er grupperet i
Ved hjælp af oplysningerne i "Dansk illustreret skibsliste" har vi opstillet skibsstørrelser angivet som bruttotonnage og den installerede effekt på hovedmotorer i et EXCEL regneark. Sammenhængen mellem skibsstørrelse og installeret effekt på hovedmotorerne er vist i tabel 3.1. Tabel 3.1
Når det er valgt at foretage gennemsnitlige beregninger af motoreffekter ved anvendelse af ligningerne i tabel 3.1, opnås samtidig den fordel at vi kan anvende gennemsnitsværdier for skibenes størrelse inden for hver type. Det er uden betydning, om motoreffekten og siden emissionen beregnes for enkelte skibe og til sidst summeres. 3.3 Emissionsfaktorer3.3.1 HovedmotorerMEET har vurderet emissionsfaktorer for hver af de tre driftsformer (sejlads, manøvrer og ophold ved kaj). Emissionsfaktorerne for sejlads er i god overensstemmelse med de emissionsfaktorer, der er anvendt i Miljøprojekt nr. 597/2001. Emissionsfaktorerne ved manøvrer er næsten identiske for de fleste parametre. For CO er faktoren dog angivet i MEET at være ca. 4 gange så høj. For fragtskibe har vi valgt at anvende de faktorer for medium speed motorer i lastskibe, som blev anvendt i Miljøprojekt nr. 597/2001 med den modifikation, at faktoren for CO er 4 gange større. Der regnes med 1,5% svovl i olien. Dette svovlindhold er formodentlig i den lave ende for skibe som helhed. Imidlertid forventes det, at Annex 6 til MARPOL konventionen ratificeres i nær fremtid, hvorefter der SKAL anvendes olie med 1,5% svovl eller mindre i Nord- og Østersøen. For krydstogtskibe anvender vi faktorer for medium speed motorer i passagerskibe med den modifikation, at faktoren for CO er 4 gange større. Der regnes med 0,5% svovl i olien. For hjælpemotorer har MAN B&W leveret oplysninger for egne motorer, som anvendes i udstrakt grad. Emissionen angives at være afhængig af belastningen af motoren. Tilsvarende angiver MEET værdier for forskellige motorstørrelser og belastning. Ud fra disse værdier har vi valgt emissionsfaktorerne i tabel 3.2 som repræsentative for de betragtede skibe. For hjælpemotorernes vedkommende er faktorerne gældende for ca. 50% belastning. For hjælpemotorerne på fragtskibe antager vi, at svovlindholdet i olien er 1,0%, mens det for krydstogtskibe sættes til 0,05%. For krydstogtskibe gælder i høj grad, at rederierne er meget opmærksomme på problematikken om forurening fra skibene. 3.3.3 Oversigt over emissionsfaktorer Betragtninger i ovenstående afsnit er samlet i tabel 3.2. Tabel 3.2
I tabel 3.3 har vi samlet alle de antagelser, vi har gjort, sammen med de beregningsmodeller, der er anvendt. Tabel 3.3
|