| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Vurdering af krydstogtskibes bidrag til luftforurening

Bilag A

Emissioner fra krydstogtskibe i
Københavns Havn
Metoder og antagelser

• 1. Resumé
• 2. Indledning
• 3. Dataindsamling
• 4. De enkelte parametre
• 5. Vurdering af resultater
• 6. Bilagsoversigt
• 7. Litteraturliste

Rapporten er udarbejdet af FORCE Technology

Projektnr.: 21.243
Rapporten udarbejdet af : Jørgen Boje
Projektleder: Tom Wisman

1. Resumé

Denne rapport gennemgår de anvendte metoder og nødvendige antagelser vedrørende opgørelse af emissioner fra krydstogtskibe i Københavns Havn i 2004.

Miljøstyrelsen har bedt FORCE Technology om at opgøre emissionerne fra alle krydstogtsskibe der anløber København i 2004. Der laves opgørelser for følgende stoffer; NO_X, partikler og SO₂.

Beregningerne skal være med til at danne et billede af skibsemissioners bidrag af de pågældende stoffer til omgivelserne. De indsamlede data skal således danne grundlag for en OML-beregning, der foretages af DMU i Roskilde.

FORCE TECHNOLOGY

Jørgen Boje
Projektleder

Tom Wisman
Projektansvarlig

Arne Oxbøl
Kvalitetssikring

2. Indledning

Miljøstyrelsen har bedt FORCE Technology om at opgøre emissionerne fra alle krydstogtskibe der anløber København i 2004. Der laves opgørelse for følgende stoffer; NO_X, partikler og SO₂.

Beregningerne skal være med til at danne et billede af skibsemissioners bidrag af de pågældende stoffer til omgivelserne. De indsamlede data skal således danne grundlag for en OML-beregning, der foretages af DMU i Roskilde.

3. Dataindsamling

I samarbejde med Københavns Havn har vi udfærdiget et spørgeskema, som efterfølgende er sendt til samtlige rederier, der besejler København. Københavns Havn har stået for kontakten til rederierne og indsamlingen af de indkomne svar.

I spørgeskemaet indhentes en lang række oplysninger, som dels skal anvendes i emissionsopgørelsen dels i OML-beregningen. Spørgeskemaet er vedlagt som bilag 1.

Vi har bestræbt os på at udarbejde spørgsmålene således, at eventuelle tvivl vedrørende de nødvendige oplysninger minimeres. Eksempelvis har vi undladt at spørge om den generelle bygningshøjde, der umiddelbart kan være lidt vanskelig at vurdere. Denne parameter har vi i stedet estimeret udfra fotos og tegninger ⁱ.

Rederiernes tilbagemeldinger har givet data på 24 ud af 62 skibe. Antallet af besvarede spørgsmål har varieret – og i enkelte tilfælde har svarene ikke været brugbare. De manglende oplysninger er i stedet blevet ansat udfra kvalificerede skøn og vores viden om området.

4. De enkelte parametre

4.1. Bruttoregistertons

Oplysninger om krydstogtsskibenes størrelse (BRT) er en god basisoplysning, idet en række andre parametre er korreleret med skibets størrelse (bl.a. motorstørrelse, skortenshøjde m.m).

Størrelsen på 56 skibe er enten oplyst af rederierne eller fundet ved hjælp af litteratur og internet.

Størrelsen af 5 krydstogtskibe er estimeret udfra fotos (bilag 3). Der er tale om følgende skibe; "Adriana", "Andrea", "Berlin", "Lili Marleen", "Ocean Monarch".

Størrelsen af ét skib"Nautica" er fastsat som middelstørrelsen af samtlige skibe, idet oplysninger om dette skib ikke har kunnet tilvejebringes.

4.2. Effektforbruget ved kaj

Ved kaj benyttes hjælpemotor eller hovedmotor (skibe med dieselelektrisk fremdrivningsanlæg) til produktion af el. Effektforbruget (kW) ved kaj danner basis for udregningen af såvel volumenstrømme som emissioner af de udvalgte stoffer. Vi har modtaget besvarelser fra 23 skibe vedrørende effektforbruget ved kaj.

Effektforbruget ved kaj for de resterende 39 krydstogtskibe er fundet udfra skibets størrelse. Baseret på oplysninger om 23 skibe har vi fundet følgende sammenhæng mellem skibets størrelse (BRT) og effektforbrug ved kaj:

y = 0,084x + 242,58 R² = 0,9342

y: Effektforbrug ved kaj (kW)

x: Skibets størrelse

Figur 1: Forholdet mellem skibets størrelse og effektforbrug ved kaj fundet udfra indkomne besvarelser.

Beregningeksempel "Noordam":

Skibets størrelse: 33.930 BRT

Effekt ved kaj: 33.930*0,084 + 242,58 = 3.092,7 kW

4.3. Volumenstrøm

Til udregning af volumenstrømmen er det vigtigt at vide, hvilken oliekvalitet krydstogtskibene anvender, når de ligger ved kaj. Rederierne har oplyst, at 7 krydstogtskibe anvender fuelolie, mens 15 bruger gas- / dieselolie. Vi har antaget, at de resterende krydstogtskibe anvender gas-olie / dieselolie ⁱⁱ.

Det specifikke olieforbrug ansættes til 0,2 kg / kWh.

Beregningseksempel "Noordam":

Effektforbruget ved kaj er 3.092,7 kW/h

Dermed fås olieforbruget til 618,5 kg/h. Dette bruges i følgende formel (Luftvejledningen ⁱⁱⁱ s. 72) for røggas.

Forbrænding af 1 kg gasolie giver anledning til følgende mængde fugtig røggas:

Dette giver en røggasmængde på 24.377 m³(n,f)/h. Iltprocenten i røggassen er sat til 15 %, idet dette erfaringsmæssigt er en passende værdi for krydstogtskibe.

I de tilfælde hvor rederierne har oplyst fuelolie som fyringsmedie, har vi anvendt følgende formel (Luftvejledningen s. 74).

Forbrænding af 1 kg fuelolie giver anledning til følgende mængde fugtig røggas:

4.4. Emissioner

Som emissionsfaktorer for NO_X, SO₂ og partikler benyttes værdier fra rapporten "Emissioner fra skibe i havn" ^iv (se tabel 1). Emissionerne udregnes ved hjælp af oplyst eller beregnet effektforbrug (kWh) ved kaj.

Krydstogtsskibenes samlede effektforbrug ved kaj er udregnet på baggrund af skibenes opholdstid ved kaj. Disse oplysninger er oplyst af Københavns Havn i form af lister med anløbs- og afgangstider. Der er brugt en totalliste fra den 9. juni 2004 samt en nyere liste (ikke dateret) fra Langeliniekajen. Den senere liste fra Langelinie er indarbejdet i totallisten. Der er anvendt følgende emissionsfaktorer for el produceret på diesel generator anlæg^iv.

Tabel 1: Oversigt over emissionsfaktorer

Det skal bemærkes, at svovlprocenten i olien i rapporten "Emissioner fra skibe i havn" blev sat til 0,05 %. Vores spørgeundersøgelse viser imidlertid, at svovlprocenten i den anvendte olie er 1,6 % i gennemsnit. Dette svarer omtrent til kravet, der stilles i Annex 6 til MARPOL konventionen. Heri fremgår det, at svovlindholdet ved sejlads i Nord- og Østersøen skal være 1,5 % eller mindre.

I de 21 tilfælde, hvor rederierne har angivet et svovlindhold i olien, har vi brugt denne værdi (0,19 – 3,2 %). Emissionen af SO₂ fra de øvrige 41 skibe er blevet udregnet med en svovlprocent på 1,5 %, idet det må forventes, at krydstogtskibene indenfor nærmeste fremtid overholder kravene i Annex 6.

4.5. Skorstenshøjde

Rederierne har oplyst skorstenshøjden på 22 krydstogtsskibe. Derudover er 8 hentet fra tegninger i litteratureni. De resterende skorstenshøjder er fundet udfra en korrelation mellem skibets størrelse (BRT) og skorstenshøjden over vandlinien (meter). Korrelationen er baseret på oplysninger fra 31 af de nævnte krydstogtskibe i denne undersøgelse (se figur 2). Sejlskibet "Sea Cloud II" er udeladt på grund af meget afvigende skorstenshøjde (58 meter, 3849 BRT).

Sammenhængen mellem de to parametre kan udtrykkes ved:

y = 0,0004x + 25,688 R² = 0,8645

y = skorstenshøjden meter

x = skibets størrelse (BRT)

Det følger af ovenstående, at skorstenshøjden ved brug af ligningen ikke kan være mindre end 25,688 meter.

Figur 2: Korrelation mellem krydstogtskibets størrelse og skorstenshøjden baseret på informationer fra denne undersøgelse.

4.6. Skorstenens ydre og indre diameter

Den ydre diameter på skorstenen er bestemt udfra tegningerⁱ og en række fotos, som er vedlagt i bilag 3. Der er tale om diameteren i toppen af skorstenen. I de fleste tilfælde er der tale om en meget bred skorsten med en stor diameter, hvor røggasrøret befinder sig i en skorstenskappe.

Vi gør opmærksom på, at skorstenen på et krydstogtskib i mange tilfælde er konstrueret

således, at der opstår et undertryk på læsiden, når vinden passerer fra siden. Denne situation, der også kaldes for "Downwash", trækker røgfanen nedad. Dette er en situation, der opstår på grund af skortenens udformning.

Den indre diameter i krydstogtskibenes skorsten er tilpasset således, at røggashastigheden bliver omkring 25 - 30 m/s. Det er efter vores oplysninger en realistisk hastighedⁱⁱ.

Meget få rederier har responderet på dette spørgsmål, så FORCE Technology har fastsat den indre diameter udfra en teoretisk beregning. Uagtet, at der ofte findes flere rør samlet i én skorsten, har vi slået rørene sammen, således at der kun regnes på èt afkast pr. skib.

4.7 Generel bygningshøjde

Den generelle bygningshøjde er fundet udfra tegningerⁱ og fotos (bilag 3). Den generelle bygningshøjde er sat lig højden af skibets overbygning over vandlinien.

4.8 Temperatur

Temperaturen i afkastene er skønnet til 250 °C i de tilfælde, hvor der anvendes gasolie og 200 °C når der bruges fuelolieⁱⁱ.

5. Vurdering af resultater

Ved vurdering af vores resultater er det relevant at inddrage rapporten "Emissioner fra skibe i havn" samt den efterfølgende OML-rapport "OML-beregninger på skibsemissioner for skibe i tre danske havne" ^v.

I nedenstående tabel sammenlignes en række nøgleparametre i emissionsopgørelsen fra nærværende undersøgelse og undersøgelsen fra 2001^iv.

Tabel 2 Sammenligning af nøgleparametre vedrørende emissioner.

Det ses, at antallet af anløb er steget med 28 % siden 2001. Den parameter, der betyder noget for emissionerne er "effektforbruget ved kaj". Dette er øget med 49 %, hvilket også er lig med stigningen i emissionerne af henholdsvis NO_X og partikler. Det tidsvægtede gennemsnit er en opgørelse, der vægter skibenes størrelse i forhold til den tid de ligger i havn. Det tidsvægtede gennemsnit beregnes på følgende måde:

Tidsvægtet gennemsnit = Σ (tid i havn * størrelse (BRT)) / samlet opholdstid for alle skibe

Det tidsvægtede gennemsnit er steget med 33 % fra 2001 til 2004, hvilket fortæller at krydstogtskibene er blevet større.

Såfremt den procentvise stigning i antal anløb (28 %) ganges med den procentvise stigning i det tidsvægtede gennemsnit fås en forventet stigning på 70 % i forhold til 2001. Dette svarer ikke helt til stigningen i effektforbrug ved kaj på 49 % i nærværende undersøgelse. Dette kan skyldes, at nærværende undersøgelse er baseret på indkomne oplysninger fra rederierne. Disse oplysninger kan afvige fra de teoretisk beregnede værdier, der alene tager udgangspunkt i skibets størrelse og antagelse om bestemt belastning af hjælpemotorer. Vi har på baggrund af dette grund til at antage, at værdierne i 2001 har været overestimerede. Tallene bekræfter imidlertid størrelsesordenen og begge estimater vurderes at være gode.

Forskellen i SO₂ emissionen i de to år er meget markant. Dette skyldes, at svovlindholdet i 2001-opgørelsen var sat til 0,05 %. Rederiernes oplysninger indikerer, at den formentlig ligger omkring 1,6 %. Såfremt tallene korrigeres for denne forskel fås, at SO₂ emissionen er øget med en faktor 49.

Denne undersøgelse indikerer, at den tidligere benyttede værdi på 0,05 % er for lav. Værdien bygger på en antagelse om anvendelse af olie med et meget lavt indhold af svovl.

Vi vurderer, at datamængden i nærværende undersøgelse udviser stor konsistens med tidligere analyser på trods af forskellen i oliens svovlindhold. Denne konsistens er opnået på trods af forskellig metode, hvad angår indsamling af data.

6. Bilagsoversigt

Bilag 1 Spørgeskema udsendt til rederier.

Bilag 2 Resultatskema

Bilag 3 Billeder af 56 krydstogtskibe.

7. Litteraturliste

[1] Ocean Cruising & Cruise Ships, Berlin, 2004.

[2] Korrespondence med Kenn Jensen, Force Technology (tidl. Dansk Maritime Institut).

[3] Vejledning fra Miljøstyrelsen, nr. 2, 2001.

[4] Emissioner fra skibe i Havn, Tom Wisman og Arne Oxbøl, Miljøstyrelsen 2002.

[5] OML-beregninger for skibe i tre danske havne, Jørgen Boje, Tom Wisman og Arne Oxbøl, Institut for Miljøvurdering, 2003.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Januar 2005, © Miljøstyrelsen.