En undersökning om eventuella fördelar med landström på Stena Vision

Sjöingenjörsprogrammet Självständigt arbete

En undersökning om eventuella fördelar med

landström på Stena Vision

Per Karlsson Per Fridström 2015-11-16

Program: Sjöingenjörsprogrammet Ämne: Självständigt arbete

Nivå: 15 hp Kurskod: SA300S

i Linnéuniversitetet

Sjöfartshögskolan Kalmar

Utbildningsprogram: Sjöingenjörsprogrammet Arbetes omfattning: Självständigt arbete om 15hp

Titel: En undersökning om eventuella fördelar med

landström på Stena Vision

Författare: Per Karlsson och Per Fridström

Handledare: Christer Johansson

Abstrakt

Detta är en undersökande uppsats om hur landströmsanslutningen har fungerat på Stena Vision under 2012-2013, angående kostnad och miljöpåverkan för att producera ström i land, istället för att producera ström ombord med fartygets generatorer.

Genom att räkna fram avgasvärdena skapades en bild av hur stor miljöpåverkan generatordrift har. Naturvårdsverkets beräkningsmodell användes för att få en så exakt beräkning som möjligt och för att jämföra avgasutsläppet mot den globala miljöpåverkan.

Stena Vision minskade sina utsläpp av växthusgaser med 290 ton per år genom att använda landströmsanslutningen. Det kunde även påvisas en minskning av CO2, SO2, NOx och PM10.

Kostnaden för landströmmen varierar väldigt mycket från månad till månad. Detta är direkt orsakat av att nätavgiften är en stor del av kostnaden och vissa månader har inte

landströmsanslutningen använts i den utsträckningen som man skulle ha kunnat. Att använda fartygets generatorer har kostat 1,47 SEK/kWh och att använda landströmsanslutningen har kostat 2,06 SEK/kWh.

Genom att även ansluta Stena Spirit på den befintliga landströmsanläggningen gick kostnaden per kWh ner till 1,53 SEK/kWh för landström.

Nyckelord: Stena Vision, Landströmsanslutet fartyg, Växthusgasutsläpp, cold ironing.

ii Linnaeus University

Kalmar Maritime Academy

Degree course: Marine Engineering

Level: Diploma Thesis, 15 ETC

Title: A study on the potential benefits of shore power

connection at Stena Vision

Author: Per Karlsson and Per Fridström

Supervisor: Christer Johansson

Abstract

This is an investigative treatise on how the shore power connection has worked on Stena Vision during 2012-2013 regarding the cost and environmental impact of producing power on land or to produce power on board the ship with the ship's generators.

By calculate the exhaust gas values from the generators a picture of the environmental impact were obtained. The Swedish Environmental Protection Agency's calculation model was used to obtain the most accurate values as possible to compare to the global environmental impact.

Stena Vision reduced its greenhouse gas emissions by 290 tons per year using shore power.

There were also a reduction of CO2, SO2, NOx and PM10.

The cost of shore power varies greatly from month to month. This is directly caused by the network fee that is a big part of the cost and some months the shore power connection has not been used to the extent that it would have been able to. The cost of using the ship's generators was 1.47 SEK/kWh and using shore power connection was 2.06 SEK/kWh. By also

connecting Stena Spirit to the existing shore power facility the cost was reduced down to 1.53 SEK/kWh for shore power.

Key Words: Stena Vision, Shore connected ships, Greenhouse gas emissions, cold ironing.

iii

Definitioner

1. CO2 = Koldioxid

2. FO = Fuel Oil

3. GHG = (Greenhouse gas) Växthusgaser 4. HFO = Heavy fuel oil (Bunker olja)

5. Landströmsanläggning = Anläggning som levererar el till fartyget 6. Landström = Ström till fartyget som är producerad i land

7. MTD = Metric ton diesel

8. NOx = Kväveoxiderna NO och NO2

9. PM10 = Luftburna partiklar mindre än 10µm 10. SECA = Sulphur Emission Control Area 11. SMO = Smörjolja

12. SO2 = Svaveldioxid

13. ST1 = Bunkerleverantör 14. TCH = Teknisk Chef

15. WRD = Destillerad olja (Bunker olja)

iv

v

Innehållsförteckning

1 Introduktion ... 7

1.1 Bakgrund ... 7

1.2 Syfte ... 8

1.3 Frågeställning ... 8

1.4 Avgränsningar ... 8

2 Metod ... 9

3 Resultat ... 10

3.1 Kostnad för Stena Visions landströmsanslutning ... 10

3.2 Avgasutsläpp ... 14

3.2.1 CO2 ... 15

3.2.2 NOx ... 16

3.2.3 SO2 ... 17

3.2.4 PM10 ... 18

3.2.5 GHG ... 19

3.2.6 Utsläppsjämförelse ... 20

4 Analys ... 21

4.1 Kostnad ... 21

4.2 Utsläppsförändring ... 21

5 Diskussion ... 22

6 Referenser ... 23

7

1 Introduktion

Då kraven på att minska utsläppen från fossila bränslen hela tiden ökar och miljömålen blir strängare, anpassar sig företag till detta och försöker att minska koldioxidutsläppen. Sjöfarten anpassar sig på flera olika vis då det inte finns en generell lösning på problemet. Flera fartyg använder till exempel skrubbers eller katalysatorer för att minska avgasutsläppen.

Minskningen av koldioxidutsläpp sker främst genom det minskande användandet av fossila bränslen. Ett sätt för att teoretiskt minska koldioxidutsläppen är att använda sig av

miljövänligare el från landnätet när fartyget ligger till kaj, istället för att köra fartygets dieselgeneratorer på fossila bränslen. Utveckling och användandet av landström är på uppgång och för att snabba på processen har Sverige sänkt skatten på el som levereras till fartyg via landnätet.

1.1 Bakgrund

I dagens samhälle pågår hela tiden arbetet med att minska utsläppen från transporter såväl till sjöss som på land. Miljökraven ökar hela tiden för sjöfarten framförallt i kustnära farvatten och till kaj (Transportstyrelsen a, 2015). Några tillgängliga alternativ för att minska

avgasutsläppen är att använda katalysatorer och miljövänligare bränsle när fartyget ligger till kaj. Det minskar avgasutsläppen från fartygens dieselgeneratorer och lokalt förbättras luften i hamnstäderna. Ett kompletterande sätt att minska utsläppen är att använda elförsörjning från landnätet när fartyget ligger till kaj, vilket minimerar utsläppen från fartyget under lastning och lossning då man inte behöver ha fartygets dieselgeneratorer i drift.

Användningen av landström är inte helt fri från koldioxidutsläpp. Det som anses ge minst koldioxidutsläpp är el från kärnkraft och vattenkraft. När man bryter uran och bygger kraftverk släpps en del koldioxid ut. Räknat på hela livslängden är dessa två alternativen de som släpper ut minst koldioxid (Svenskenergi, 2015).

Sedan 1 januari 2012 har skatten för el till fartyg sänkts från 28 öre/kWh till 0,5 öre/kWh för att göra det mer attraktivt för rederier att ansluta sig till landnätet när fartygen ligger till kaj.

Förutsättningar för elanslutning av fartyg i Göteborgs hamn (Lindved, 2012) och Elanslutning av fartyg i hamn (Thulin, 2014) belyser problemen generellt för olika fartygstyper och hamnarnas förutsättningar att bygga ut eller öka användandet av

landströmanslutningar till fartyg. De kom fram till att landström har stora miljövinster och att bullernivån minskar avsevärt i omkringliggande bostadshus. Forskning på enstaka fartygs betydelse för miljön och de ekonomiska aspekterna för det enskilda fartyget saknas.

Stena Line har sedan 1990 använt sig av landström för nattfärjorna mellan Göteborg och Kiel.

2010-2011 utökade man användandet av landström till fler hamnar som till exempel

Karlskronas hamn. Stena Vision är en ro-pax-färja som går i linjetrafik mellan Karlskrona i Sverige och Gdynia i Polen. Denna linje ligger enbart inom SECA-området och omfattas därför av strängare svavelutsläppsregler. Inom SECA-området gäller max 0,1 viktprocent

8 svavel i bränslet. Inom området gäller även minskning av luftburna partiklar och NOx

(Transportstyrelsen b, 2015).

Den normala turlistan innebär en avgång från Karlskrona per dygn och en avgång från Gdynia per dygn med två längre hamnstopp per vecka, måndagar 09:00-19:00 ligger Stena Vision i Gdynia och fredagar 09:00-19:00 ligger Stena Vision till kaj i Karlskrona. När Stena Vision ligger till kaj i Karlskrona används landström. Om anläggningen används så mycket som möjligt enligt rådande tidtabell kan anläggningen användas 40 timmar per månad. Stena Vision är utrustad med fem stycken dieselgeneratorer på vardera 1 200 kW vilket ger en total teoretisk effekt på 6 000 kW. Huvudspänningen ombord ligger på 400 V och 50 Hz.

Effektbehovet varierar en hel del beroende på årstiden och driftförhållandena. Under vinterhalvåret är effektbehovet generellt lägre och ligger runt 1 800 kW till sjöss. Under sommarhalvåret ökar effektbehovet framför allt på grund av AC-aggregaten till 2 000–2 600 kW. Under längre hamnuppehåll till kaj ligger effektbehovet på 1 000–1 500 kW.

1.2 Syfte

Syftet med denna rapport är att studera vad användandet av landström vid kajuppehåll på Stena Vision har resulterat i, med fokus på miljöaspekten med minskade utsläpp av avgaser och den ekonomiska aspekten såsom kostnaderna för egentillverkad el ombord kontra kostnaderna för el från landnätet.

1.3 Frågeställning

Hur mycket kostar den landproducerade elen för att tillgodose Stena Visions elförbrukning vid kajuppehåll?

Hur mycket kostar det att producera el ombord på Stena Vision för att täcka åtgången av el vid kajuppehåll?

Hur mycket förändras avgasutsläppen av koldioxid, svaveldioxid, kväveoxid, PM10 och växthusgas från Stena Vision genom anslutning till landnätet, istället för användning av fartygets generatorer vid kajuppehåll?

1.4 Avgränsningar

Vid beräkning av kostnader för elen bortses från installationskostnader för

landströmsanläggningen samt underhållskostnader för dieselgeneratorerna då det är resultatet av en färdig installation som studeras. Landströmsanläggningen används för få timmar för att göra någon större skillnad på servicekostnaderna av dieselgeneratorerna så därför räknas det bara på rena driftkostnader för elproduktionen.

Utsläppen har inte gått att mäta rent fysiskt så för att räkna på luftutsläppen används Naturvårdsverkets beräkningsmodell (Naturvårdsverket a, 2015).

9

2 Metod

Detta är en fallstudie då det är en specifik anläggning som studerats och undersökningen syftar till djupgående kunskap om hur mycket avgasutsläppen förändrades och vad den ekonomiska kostnaden blev. Som grund i rapportskrivandet användes Att dokumentera en undersökning i en uppsats (Lundin, 2009).

Driftdata på generatorerna samt användandet av landström och övrig relevant dokumentation har sammanställts ombord på Stena Vision med tillåtelse och hjälp av TCH. Samanställning av elfakturor för landströmsanläggningen har Stena Lines kontor bidragit med. För att ta reda på kostnaden för landströmmen sammanställdes fakturor från elbolaget till Stena Line, där det kunde utläsas hur mycket el som Stena Vision använt vid kajuppehållen. Sedan analyserades hur stora kostnaderna var för nätavgift, elhandel och skatt för att fastställa ett pris per kWh.

Vid beräkningar av kostnaderna för egenproducerad el ombord, har data insamlad ombord och grundkunskaper från sjöingenjörsutbildningen använts. De ekonomiska beräkningarna har begränsats till de direkta kostnaderna för att tillverka el ombord och baseras på

bränsleförbrukningen. Även smörjoljeförbrukningen har inkluderats då det anses vara en direkt kostnad för tillverkningen av el ombord. Underhållskostnader för dieselgeneratorerna och installationskostnader för landströmsanläggningen har uteslutits från beräkningarna, eftersom det är resultatet av användandet av en färdig installation som studerats.

Beräkningarna bygger på data från månadsrapporter som sammanställts ombord på Stena Vision, där de loggar bränsleförbrukning, kWh, drifttimmar, smörjoljeförbrukning och användandet av landström. Data insamlad månadsvis från Stena Vision sträcker sig från maj 2012 till och med april 2013, detta för att få en överblick över en 12 månadsperiod. För att få fram kostnaden per kWh för el producerad ombord räknades det månadsvis på den totala bränsleförbrukningen kontra producerade kWh. Hänsyn till densitetsskillnader för olika bränslen som användes har tagits, och beräkningarna grundas sedan på WRD drift då det var detta bränslet som var alternativet för landström på grund av då rådande svavelkrav.

Bunkerpriserna ändras konstant över tid vilket även US dollar kursen gör som priserna sätts i så här fick ett beslut tas att det skulle räknas på ett medelvärde av dessa. Pris trenderna under denna period var att när oljepriset ökade, sjönk US dollar kursen och tvärtom vilket jämnar ut skillnaderna. Dessa variationer av priser och val av beräkningar innebär en viss felmarginal men får anses vara acceptabel då det blir små marginaler i prisskillnaden per kWh. Driftdata insamlad ombord får antas vara korrekt och sanningsenlig.

Data för beräkningarna av avgasutsläppen grundas på dokumentation som samlats in på Stena Vision samt St1 datablad (St1 Sverige AB, 2015). Beräkningsmodellen för avgasutsläppen är samma som Naturvårdverket (Naturvårdsverket a, 2015) använder för sina beräkningar.

Denna beräkningsmodell användes för att få en så bra jämförelsegrund som möjligt och får anses som etablerad och därför rimlig att använda sig av. Emissionsfaktorer för 2011 års eldningsolja 2-5 valdes att användas då WRD låg under denna kategori hos St1 och i dokumentet står det att det används för bunkring av sjöfart och inrikes sjöfart, det får anses som legitimt att använda sig av dessa värden.

10

3 Resultat

3.1 Kostnad för Stena Visions landströmsanslutning

Driftvärdena som samlades in på Stena Vision var WRD, HFO och SMO förbrukning, samt hur många kWh fartygets generatorer hade producerat och hur många kWh fartyget hade använt landströmsanläggningen. Driftvärdena har presenterats månadsvis, tillexempel under maj månad användes 192,4972 m³ WRD, 150,4921 m³ HFO och 4 020 L SMO under de 2 216 timmarna som fartygets generatorer var i drift, på den tiden producerades 1 248 000 kWh. Fartyget var anslutet till landströmsnätet 3 dagar denna månad och under den tiden förbrukades 33 624 kWh.

Månad

WRD m³

HFO m³

SMO L

Drift h

Fartygs- generator kWh

Landström kWh

Dagar på landström 12-maj 192,4972 150,4921 4 020 2 216 1 248 000 33 624 3 12-jun 209,6045 154,9215 6 335 2 167 1 297 200 24 378 3 12-jul 227,2203 154,7016 7 255 2 286 1 435 800 1 326 1 12-aug 214,2373 169,5602 6 712 2 231 1 456 200 29 022 2 12-sep 223,4237 123,4031 5 120 2 150 1 245 000 35 274 4 12-okt 214,5650 112,9529 3 870 2 176 1 333 200 26 064 4 12-nov 228,4407 90,4607 4 165 1 846 1 208 400 36 906 4 12-dec 168,5989 132,8168 3 090 1 883 1 169 400 69 162 8 13-jan 161,3446 158,0838 3 550 1 853 1 209 000 23 790 3 13-feb 154,6215 137,4660 3 327 1 692 1 105 800 30 550 4 13-mar 179,3785 163,6754 2 963 1 986 1 204 200 36 003 3 13-apr 169,4011 140,7539 3 304 1 871 1 251 600 23 780 3

(Tabell 1. Månadsvis rapportering av bränsle och effektåtgång, samt kW-förbrukning vid anslutning till landströmsnät.)

För att beräkna kostnaden för elproduktion ombord på fartyget användes medelvärdet på bunkerpriset och medelvärdet på USD under mätperioden. Det lägsta priset på WRD under mätperioden var i juni 2012 på 864,86 USD/MTD, de högsta priset på WRD var i mars 2013 på 883,34 USD/MTD, vilket gav ett medelvärde på 874,1 USD/MTD (864,86+883,34)/2=

874,1 USD/MTD. Densitet på WRD: 0,885 kg/m³. De lägsta priset på USD under

mätperioden var 6,29 SEK och de högsta priset var 7,268 SEK, vilket gav ett medelvärde på 6,779 SEK per USD (7,268+6,29)/2= 6,779 SEK. Smörjoljepriset låg på 20 SEK/Liter under hela mätperioden enligt TCH på Stena Vision.

Formel för att räkna ut totala FO kostnad:

𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑎 𝐹𝑂 𝑘𝑜𝑠𝑡𝑛𝑎𝑑 = 𝐹𝑂 𝑚³∗ 𝜌 ∗ 𝑈𝑆𝐷 𝑀𝑇𝐷∗ $ Formel för att räkna ut totala SMO kostnad:

𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑎 𝑆𝑀𝑂 𝑘𝑜𝑠𝑡𝑛𝑎𝑑𝑒𝑛 = 𝑆𝑀𝑂 𝐿 ∗ 20 𝑆𝐸𝐾

11 Den totala kostnaden för bunkerolja och smörjolja i Svenskakronor under mätperioden blev:

FO total FO SMO total SMO

total FO ρ kostnad kostnad SMO kostnad kostnad

Månad m³ ton/m³ SEK/MTD SEK L SEK/L SEK

Maj 342,9893 0,885 5 925,53 1 798 668,26 4020 20 80 400,00 Juni 364,5260 0,885 5 925,53 1 911 608,55 6335 20 126 700,00 Juli 381,9219 0,885 5 925,53 2 002 834,41 7255 20 145 100,00 Aug 383,7975 0,885 5 925,53 2 012 670,17 6712 20 134 240,00 Sep 346,8269 0,885 5 925,53 1 818 792,73 5120 20 102 400,00 Okt 327,5179 0,885 5 925,53 1 717 534,42 3870 20 77 400,00 Nov 318,9014 0,885 5 925,53 1 672 348,99 4165 20 83 300,00 Dec 301,4156 0,885 5 925,53 1 580 651,88 3090 20 61 800,00 Jan 319,4284 0,885 5 925,53 1 675 112,58 3550 20 71 000,00 Feb 292,0874 0,885 5 925,53 1 531 733,99 3327 20 66 540,00 Mars 343,0539 0,885 5 925,53 1 799 007,04 2963 20 59 260,00 April 310,1551 0,885 5 925,53 1 626 482,29 3304 20 66 080,00

(Tabell 2. Den totala kostnaden per månad för bunkerolja och smörjolja.)

Genom att ta den totala månadskostnaden för bunkerolja och smörjolja och dela den med producerad el kommer man fram till hur mycket det har kostat att använda fartygets generatorer per kWh.

Formel för kostnad av elproduktion från bunkerolja och smörjolja:

𝑆𝐸𝐾 𝑘𝑊ℎ⁄ =(𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐹𝑂 + 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑆𝑀𝑂) 𝑘𝑊ℎ

totala FO kostnad total SMO kostnad Effektåtgång

Månad SEK SEK kWh SEK/kWh

Maj 1 798 668,26 80 400,00 1 248 000,00 1,5057

Juni 1 911 608,55 126 700,00 1 297 200,00 1,5713

Juli 2 002 834,41 145 100,00 1 435 800,00 1,4960

Aug 2 012 670,17 134 240,00 1 456 200,00 1,4743

Sep 1 818 792,73 102 400,00 1 245 000,00 1,5431

Okt 1 717 534,42 77 400,00 1 333 200,00 1,3463

Nov 1 672 348,99 83 300,00 1 208 400,00 1,4529

Dec 1 580 651,88 61 800,00 1 169 400,00 1,4045

Jan 1 675 112,58 71 000,00 1 209 000,00 1,4443

Feb 1 531 733,99 66 540,00 1 105 800,00 1,4454

Mars 1 799 007,04 59 260,00 1 204 200,00 1,5432

April 1 626 482,29 66 080,00 1 251 600,00 1,3523

(Tabell 3. Den totala kostnaden för bunkeroljan och SMO delat med generatorernas kWh.)

12 Kostnaderna för landströmmen är elhandel, elskatt och nätavgifter. Nätavgiften delas upp i två delar, en fast nätavgift och en rörlig nätavgift. Elnätsavgiften räknas ut från den högsta

uttagna effekten till ett fast pris. Till exempel om effektavgiften är 42 SEK/kW och högsta uppmätta effekten är 1 500 kW blir elnätavgiften 63 000 SEK. Sedan tillkommer en kostnad för energiåtgången i nätet som beräknas på hur mycket el som har använts. Som exempel har förbrukningen varit 51 800 kWh till en kostnad av 0,033 SEK/kWh, den rörliga nätavgiften blev då 1 709,4 SEK. Tillsammans utgör detta nätavgiften som då blev 64 709,4 SEK.

Elhandel är kostnaden för hur mycket el som används. I exemplet användes 51 800 kWh, på det betalas en elhandelsavgift på 0,45 SEK/kWh alltså 23 310 SEK. Utöver det betalas även en elskatt på 0,05 SEK/kWh som blev 2 590 SEK. Stena Lines totala månadskostnad för landbaserad el till Stena Vision är baserat på 51 800 kWh det blev då 90 609,4 SEK eller 1,75 SEK/kWh.

Landström Månadskostnad

Månad kWh SEK/Mån SEK/kWh

Maj 33624 78 378,79 2,3310

Juni 24378 82 941,28 3,4023

Juli 1326 24 368,55 18,3775

Aug 29022 83 446,65 2,8753

Sep 35274 87 702,33 2,4863

Okt 26064 19 255,99 0,7388

Nov 36906 68 902,66 1,8670

Dec 69162 81 743,31 1,1819

Jan 23790 40 596,99 1,7065

Feb 30550 46 259,32 1,5142

Mars 36003 45 261,43 1,2572

April 23780 42 419,94 1,7838

(Tabell 4. Landström Stena Vision förbrukade, månadskostnader från elbolaget belastande Stena Vision samt kWh-pris för förbrukad ström.)

Priset per kWh varierade kraftigt beroende på hur mycket landströmsanläggningen användes, när den används så lite som 1 300 kWh på en månad blev priset över 18 SEK/kWh. Det låga användandet denna månad berodde på problem med landströmsanläggningen och högt

effektbehov. Under december månad användes 69 000 kWh från landströmsanläggningen, till följd av extra dagar till kaj i Karlskrona och då blev priset strax under 1,2 SEK/kWh.

Kostnadsberäkningar fick ändras den 1 januari 2013 då Stena Spirit också anslöt sig till samma landströmsanläggning och ändrade förutsättningarna. Detta genom att den största posten som är nätavgiften, vid detta tillfälle kunde delas på två fartyg och blev då hälften så stor för Stena Vision. Nätavgiften bestod i storlek men kunde fördelas på två fartyg då båda fartygen har samma högsta effektuttag.

13 Nätavgift Nätavgift El-handel Elbolaget Fartyget

Månad Stena Vision inkl. skatt kWh kWh SEK/mån

Jan 59 165,32 29 582,66 11 178,23 24144 23790 40 596,99 Feb 67 276,96 33 638,48 11 952,41 28932 30550 46 259,32 Mars 59 493,82 29 746,91 16 932,69 39294 36003 45 261,43 April 62 911,54 31 455,77 32 928,47 71418 23780 42 419,94

(Tabell 5. Månadsavgifter som belastar Stena Vision under Jan-April.)

Kostnaden för Stena Visions användning av landström under maj till december blev 2,06 SEK/kWh. Det blev en ekonomisk förlust under de första 8 månaderna. Genom användningen av två fartyg på samma landströmsanläggning halveras kostnaden för nätavgiften som då belastade både Stena Vision och Stena Spirit, vilket innebar en kostnad på 1,53 SEK/kWh under januari till april. Jämfört med användningen av fartygets generatorer vilket skulle kostat 1,47 SEK/kWh under maj till december och 1,45 SEK/kWh för januari till april

(underhållskostnaderna för generatorerna är inte inräknade).

Totala kostnaden vid drift Vid drift av Vid drift av

av landströmsanslutningen landströmsanslutning fartygets generatorer

Månad SEK SEK/kWh SEK/kWh

Maj-Dec 526 739,56 2,06 1,47

Jan-April 174 537,69 1,53 1,45

(Tabell 6. Samanställning av priset på landström kontra fartygets generatorer.)

Enligt beräkningar från Stena Line kostar det 1,76 SEK/kWh i bara bränsle för att producera el ombord och ca 2 SEK/kWh när de räknade med smörjolja och underhåll. För att det enligt deras beräkningar skulle löna sig att använda landström måste anläggningen användas 37 timmar per månad med en medeleffekt på 1400 kW, då blev kostnaden 1,75 SEK/kWh. De faktiska snittpriserna för landström hamnade under 2012 på 2,06 SEK/kWh och för 2013 hamnade det på 1,53 SEK/kWh.

14

3.2 Avgasutsläpp

För att beräkna avgasutsläppen behövs emissionsfaktorn, värmevärdet, bunkerförbrukningen och landströmsförbrukningen. Med dessa värden beräknades hur mycket CO2, NOx, SO2, PM10 och GHG som Stena Vision skulle ha släppt ut om man inte använt

landströmsanläggningen.

Emissionsfaktorer

kg/GJ

CO2 77,6123

NOx 1,66

SO2 0,4

PM10 0,104262

GHG 78,73901469

Värmevärde för WRD

42,34 MJ/kg = 37,4709 GJ/m³ (St1 Sverige AB, 2015)

total FO Effektåtgång Landström

Månad m³ kWh kWh

Maj 342,989 1 248 000 33 624 Juni 364,526 1 297 200 24 378 Juli 381,922 1 435 800 1 326 Aug 383,797 1 456 200 29 022 Sep 346,827 1 245 000 35 274 Okt 327,518 1 333 200 26 064 Nov 318,901 1 208 400 36 906 Dec 301,416 1 169 400 69 162 Jan 319,428 1 209 000 23 790 Feb 292,087 1 105 800 30 550 Mars 343,054 1 204 200 36 003 April 310,155 1 251 600 23 780

(Tabell 7. Total FO förbrukning, effektåtgång på fartygsgeneratorer och förbrukningen av landström.)

Formel för beräkning av utsläpp som inte produceras vid användning av landström:

kg = ((m³∗ värmevärde (GJ 𝑚⁄ ³) ∗ Emissionfaktor (𝑘𝑔 𝐺𝐽⁄ ))

kWh ) ∗ kWh (landström)

Resultatet av det minskade avgasutsläppen har presenterats månadsvis och för hela mätperioden.

15

3.2.1 CO

Formel för beräkning av CO2-utsläpp vid drift av fartygets generatorer:

𝐶𝑂₂ kg 𝑘𝑊ℎ⁄ = ((𝐹𝑂 m³∗ 37,4709 𝐺𝐽 𝑚⁄ ³∗ 77,6123 𝑘𝑔 𝐺𝐽⁄ ) Fartygets effektåtgång kWh ) Månadsvis uppställt hur mycket CO2 Stena Vision släppte ut i kg/kWh:

total FO Värmevärde Emissionsfaktor Effektåtgång CO2

Månad m³ GJ/m³ kg/GJ kWh kg/kWh

Maj 342,9893 37,4709 77,6123 1 248 000 0,799265

Juni 364,5260 37,4709 77,6123 1 297 200 0,817234

Juli 381,9219 37,4709 77,6123 1 435 800 0,773580

Aug 383,7975 37,4709 77,6123 1 456 200 0,766489

Sep 346,8269 37,4709 77,6123 1 245 000 0,810155

Okt 327,5179 37,4709 77,6123 1 333 200 0,714438

Nov 318,9014 37,4709 77,6123 1 208 400 0,767486

Dec 301,4156 37,4709 77,6123 1 169 400 0,749596

Jan 319,4284 37,4709 77,6123 1 209 000 0,768373

Feb 292,0874 37,4709 77,6123 1 105 800 0,768176

Mars 343,0539 37,4709 77,6123 1 204 200 0,828492

April 310,1551 37,4709 77,6123 1 251 600 0,720673

(Tabell 8. CO2-utsläpp under mätningsåret.)

Genom användningen av landströmsanläggningen minskade Stena Vision sina CO2-utsläpp med följande:

Landström CO2

Månad kWh kg

Maj 33 624 26 874,480

Juni 24 378 19 922,521

Juli 1 326 1 025,767

Aug 29 022 22 245,037

Sep 35 274 28 577,404

Okt 26 064 18 621,104

Nov 36 906 28 324,834

Dec 69 162 51 843,569

Jan 23 790 18 279,586

Feb 30 550 23 467,790

Mars 36 003 29 828,206 April 23 780 17 137,594

(Tabell 9. Minskat CO₂-utsläpp till följd av användning av landström.)

16

3.2.2 NO

Formel för beräkning av NOx-utsläpp vid drift av fartygets generatorer:

𝑁𝑂_𝑥 kg 𝑘𝑊ℎ⁄ = ((𝐹𝑂 m³∗ 37,4709 𝐺𝐽 𝑚⁄ ³∗ 1,66 𝑘𝑔 𝐺𝐽⁄ ) Fartygets effektåtgång kWh ) Månadsvis uppställt hur mycket NOx Stena Vision släppte ut i kg/kWh:

total FO Värmevärde Emissionsfaktor Effektåtgång NOx

Månad m³ GJ/m³ kg/GJ kWh kg/kWh

Maj 342,9893 37,4709 1,66 1 248 000 0,017095

Juni 364,5260 37,4709 1,66 1 297 200 0,017479

Juli 381,9219 37,4709 1,66 1 435 800 0,016546

Aug 383,7975 37,4709 1,66 1 456 200 0,016394

Sep 346,8269 37,4709 1,66 1 245 000 0,017328

Okt 327,5179 37,4709 1,66 1 333 200 0,015281

Nov 318,9014 37,4709 1,66 1 208 400 0,016415

Dec 301,4156 37,4709 1,66 1 169 400 0,016033

Jan 319,4284 37,4709 1,66 1 209 000 0,016434

Feb 292,0874 37,4709 1,66 1 105 800 0,016430

Mars 343,0539 37,4709 1,66 1 204 200 0,017720

April 310,1551 37,4709 1,66 1 251 600 0,015414

(Tabell 10. NOx-utsläpp under mätningsåret.)

Genom användningen av landströmsanläggningen minskade Stena Vision sina NOx-utsläpp med följande:

Landström NOx

Månad kWh kg

Maj 33 624 574,801

Juni 24 378 426,110

Juli 1 326 21,939

Aug 29 022 475,785

Sep 35 274 611,224

Okt 26 064 398,275

Nov 36 906 605,822

Dec 69 162 1 108,849

Jan 23 790 390,970

Feb 30 550 501,938

Mars 36 003 637,976

April 23 780 366,545

(Tabell 11. Minskning avNOx-utsläpp till följd av användning av landström.)

17

3.2.3 SO

Formel för beräkning av SO2-utsläpp vid drift av fartygets generatorer:

𝑆𝑂₂ kg 𝑘𝑊ℎ⁄ = ((𝐹𝑂 m³∗ 37,4709 𝐺𝐽 𝑚⁄ ³∗ 0,4 𝑘𝑔 𝐺𝐽⁄ ) Fartygets effektåtgång kWh ) Månadsvis uppställt hur mycket SO2 Stena Vision släppte ut i kg/kWh:

total FO Värmevärde Emissionsfaktor Effektåtgång SO2

Månad m³ GJ/m³ kg/GJ kWh kg/kWh

Maj 342,9893 37,4709 0,4 1 248 000 0,004119

Juni 364,5260 37,4709 0,4 1 297 200 0,004212

Juli 381,9219 37,4709 0,4 1 435 800 0,003987

Aug 383,7975 37,4709 0,4 1 456 200 0,003950

Sep 346,8269 37,4709 0,4 1 245 000 0,004175

Okt 327,5179 37,4709 0,4 1 333 200 0,003682

Nov 318,9014 37,4709 0,4 1 208 400 0,003955

Dec 301,4156 37,4709 0,4 1 169 400 0,003863

Jan 319,4284 37,4709 0,4 1 209 000 0,003960

Feb 292,0874 37,4709 0,4 1 105 800 0,003959

Mars 343,0539 37,4709 0,4 1 204 200 0,004270

April 310,1551 37,4709 0,4 1 251 600 0,003714

(Tabell 12. SO2-utsläpp under mätningsåret.)

Genom användningen av landströmsanläggningen minskade Stena Vision sina SO2-utsläpp med följande:

Landström SO2

Månad kWh kg

Maj 33 624 138,506

Juni 24 378 102,677

Juli 1 326 5,287

Aug 29 022 114,647

Sep 35 274 147,283

Okt 26 064 95,970

Nov 36 906 145,981

Dec 69 162 267,193

Jan 23 790 94,210

Feb 30 550 120,949

Mars 36 003 153,729

April 23 780 88,324

(Tabell 13. Minskning av SO₂-utsläpp till följd av användning av landström.)

18

3.2.4 PM10

Formel för beräkning av PM10-utsläpp vid drift av fartygets generatorer:

PM10 kg 𝑘𝑊ℎ⁄ = ((𝐹𝑂 m³∗ 37,4709 𝐺𝐽 𝑚⁄ ³∗ 0,104262 𝑘𝑔 𝐺𝐽⁄ ) Fartygets effektåtgång kWh ) Månadsvis uppställt hur mycket PM10 Stena Vision släppte ut i kg/kWh:

total FO Värmevärde Emissionsfaktor Effektåtgång PM10

Månad m³ GJ/m³ kg/GJ kWh kg/kWh

Maj 342,9893 37,4709 0,104262 1 248 000 0,001074

Juni 364,5260 37,4709 0,104262 1 297 200 0,001098

Juli 381,9219 37,4709 0,104262 1 435 800 0,001039

Aug 383,7975 37,4709 0,104262 1 456 200 0,001030

Sep 346,8269 37,4709 0,104262 1 245 000 0,001088

Okt 327,5179 37,4709 0,104262 1 333 200 0,000960

Nov 318,9014 37,4709 0,104262 1 208 400 0,001031

Dec 301,4156 37,4709 0,104262 1 169 400 0,001007

Jan 319,4284 37,4709 0,104262 1 209 000 0,001032

Feb 292,0874 37,4709 0,104262 1 105 800 0,001032

Mars 343,0539 37,4709 0,104262 1 204 200 0,001113

April 310,1551 37,4709 0,104262 1 251 600 0,000968

(Tabell 14. PM10-utsläpp under mätningsåret.)

Genom användningen av landströmsanläggningen minskade Stena Vision sina PM10-utsläpp med följande:

Landström PM10

Månad kWh kg

Maj 33 624 36,102

Juni 24 378 26,763

Juli 1 326 1,378

Aug 29 022 29,883

Sep 35 274 38,390

Okt 26 064 25,015

Nov 36 906 38,051

Dec 69 162 69,645

Jan 23 790 24,556

Feb 30 550 31,526

Mars 36 003 40,070

April 23 780 23,022

(Tabell 15. Minskning av PM10-utsläpp till följd av användning av landström.)

19

3.2.5 GHG

Formel för beräkning av GHG-utsläpp vid drift av fartygets generatorer:

GHG kg 𝑘𝑊ℎ⁄ = ((𝐹𝑂 m³∗ 37,4709 𝐺𝐽 𝑚⁄ ³∗ 78,73901469 𝑘𝑔 𝐺𝐽⁄ ) Fartygets effektåtgång kWh ) Månadsvis uppställt hur mycket GHG Stena Vision släppte ut i kg/kWh:

total FO Värmevärde Emissionsfaktor Effektåtgång GHG

Månad m³ GJ/m³ kg/GJ kWh kg/kWh

Maj 342,9893 37,4709 78,73901469 1 248 000 0,810868 Juni 364,5260 37,4709 78,73901469 1 297 200 0,829098 Juli 381,9219 37,4709 78,73901469 1 435 800 0,784810 Aug 383,7975 37,4709 78,73901469 1 456 200 0,777616 Sep 346,8269 37,4709 78,73901469 1 245 000 0,821916 Okt 327,5179 37,4709 78,73901469 1 333 200 0,724809 Nov 318,9014 37,4709 78,73901469 1 208 400 0,778628 Dec 301,4156 37,4709 78,73901469 1 169 400 0,760478 Jan 319,4284 37,4709 78,73901469 1 209 000 0,779527 Feb 292,0874 37,4709 78,73901469 1 105 800 0,779328 Mars 343,0539 37,4709 78,73901469 1 204 200 0,840520 April 310,1551 37,4709 78,73901469 1 251 600 0,731135

(Tabell 16. GHG-utsläpp under mätningsåret.)

Genom användningen av landströmsanläggningen minskade Stena Vision sina GHG-utsläpp med följande:

Landström GHG

Månad kWh kg

Maj 33 624 27 264,623

Juni 24 378 20 211,741

Juli 1 326 1 040,659

Aug 29 022 22 567,973

Sep 35 274 28 992,268

Okt 26 064 18 891,430

Nov 36 906 28 736,032

Dec 69 162 52 596,194

Jan 23 790 18 544,954

Feb 30 550 23 808,477

Mars 36 003 30 261,229

April 23 780 17 386,384

(Tabell 17. Minskning av GHG-utsläpp till följd av användning av landström.)

20

3.2.6 Utsläppsjämförelse

Landström CO2 NOx SO2 PM10 GHG

MWh ton ton ton ton ton

Hela mätningsåret 369,88 286,15 6,12 1,47 0,38 290,30

 Det minskade utsläppet från Stena Vision av CO2 blev 286,15 ton under ett år, vilket kan jämföras med det totala utsläppet av koldioxidekvivalent av inrikessjöfart som 2012 var 0,37 miljoner ton vilket motsvarar en minskning på 0,077 %. Det totala utsläppen av koldioxidekvivalent av utrikes sjöfart som 2012 var 5,86 miljoner ton vilket motsvarar en minskning på 0,0049 %. Har använt koldioxidekvivalent mätning från Naturvårdsverket då den största delen av GHG består av CO2 (Naturvårdsverket b, 2015) (Naturvårdsverket c, 2015).

 Det minskade utsläppet från Stena Vision av NOx blev 6,12 ton under ett år, vilket kan jämföras med det totala utsläppet av NOx för övriga transporter enligt

Naturvårdsverket som 2012 var 25,76 tusen ton (Naturvårdsverket d, 2015). Vilket resulterar i en minskning på 0,024 %.

 Det minskade utsläppet från Stena Vision av SO2 blev 1,47 ton under ett år, vilket kan jämföras med svavelutsläppen till luft av nationell sjöfart och fiske som 2012 var 900 ton (Naturvårdsverket e, 2015). Vilket motsvarar en minskning på 0,16 %.

 Det minskade utsläppet från Stena Vision av PM10 blev 0,38 ton under ett år, vilket kan jämföras med PM10 mätning från transporter som enligt Naturvårdsverket var 1,99 tusen ton under 2012 (Naturvårdsverket f, 2015). Vilket motsvarar en minskning på 0,019 %.

 Det minskade utsläppet från Stena Vision av GHG blev 290,30 ton under ett år, vilket kan jämföras med det totala utsläppet av koldioxidekvivalent av inrikes sjöfart som 2012 var 0,37 miljoner ton vilket motsvarar 0,078 %, och det totala utsläppen av koldioxidekvivalent av utrikes sjöfart som 2012 var 5,86 miljoner ton och motsvarar 0,0049 % (Naturvårdsverket b, 2015) (Naturvårdsverket c, 2015).

21

4 Analys

4.1 Kostnad

Resultatet av beräkningarna visar att det inte ger någon ekonomisk vinst att använda

anläggningen såsom när data samlades in, men används landströmsanläggning mer frekvent kan snittpriset sänkas på landproducerad ström.

Om både Stena Vision och Stena Spirit var anslutna till landströmsanläggningen 40 timmar på en månad med ett maxeffektuttag på 1 500 kW och ett medeleffektuttag på 1 400 kW, skulle kostnaden för nätavgiften bli 64 848 SEK och elhandelsavgiften inkl. skatt bli 28 000 SEK.

Den totala kostnaden hade då blivit 92 848 SEK och energiåtgången 56 000 kWh, alltså en kostnad på 1,66 SEK/kWh. Utnyttjar man landströmsanläggningen 60 timmar på en månad med samma förutsättningar kommer man ner till 1,28 SEK/kWh. Räknar man på samma förhållande fast använder anläggning 50 timmar så blir kostnaden 1,43 SEK/kWh. Detta kan jämföras med 1,45 SEK/kWh som det hade kostat att ha fartygens generatorer i drift vilket resulterar i lönsamhet att använda landströmsanläggningen. Då våra beräkningar på fartygets generatorer är på kostnaden för att producera exakt den mängden ström det behövs, kommer den kostnaden i verkligheten att bli lite högre då det alltid finns ett effektöverskott ombord.

Om inte landströmsanläggningen användas mer än 50 timmar på en månad, lönar det sig inte ekonomiskt att ansluta något av fartygen till landströmsanläggningen enligt våra beräkningar.

4.2 Utsläppsförändring

Det minskade utsläppet från Stena Vision av CO2 blev 286,15 ton under ett år. Detta är 0,077

% av CO2 avgasutsläppen som inrikes sjöfarten bidrog till under ett år. Skulle 13 fartyg använda landströmsanläggningar i samma utsträckning som Stena Vision skulle CO2

avgasutsläppen från inrikes sjöfarten minska med 1 % under ett år. För att sätta utsläppen av CO2 i annat perspektiv så motsvarar 286 ton CO2 lika mycket som förbrukningen av 95 000 liter diesel (Utsläppsrätt, 2015).

22

5 Diskussion

Att använda sig av landström minskar de lokala utsläppen av avgaser, men kan öka

kostnaderna för fartyget om landströmsanläggningen används på ett ofördelaktigt sätt. Om landströmsanläggningen används få timmar i månaden med ett högt maxeffektuttag blir kostnaderna högre än att producera el ombord på fartyget. Däremot om fartyget använder landströmsanläggningen fler timmar i månaden med ett lägre maxeffektuttag blir kostnaderna lägre än att producera el ombord. Ett sätt att minska kostnaderna är att använda sig av flera fartyg med likvärdigt maxeffektuttag, då landströmsanläggningen används många timmar och kostnaden blir låg.

Priset på WRD och dollarkursen spelar en avgörande roll om man har lönsamhet i landströmsanslutningen eller inte. Då vi gjorde undersökningen kostade WRD 874,1

USD/MTD och dollarn kostade 6,779 SEK ändrar sig detta kommer förutsättningarna ändra sig markant.

Genom att inte använda fartygets generatorer vid kaj minskas avgasutsläppen. Elen som levereras till fartyget via en landströmsanslutning behöver inte vara mer miljövänlig än den elen som produceras ombord, detta är upp till den som bestämmer vilket bolag som ska leverera elen. Det finns många olika elbolag som levererar el enbart från förnyelsebar och miljövänligare energi.

Att Stena Vision minskat sitt växthusgasutsläpp med 290 ton på ett år anser vi som bra. Skulle fler fartyg ansluta sig till landströmsanläggningar under hamnuppehåll skulle utsläppen av växthusgas minska väsentligt från sjöfarten.

I och med att det inte bara är färjor som anlöper svenska hamnar får man undersöka vidare hur man kan tillämpa landströmsanslutningar på andra fartygstyper såsom torrlastare, lastfartyg eller tankfartyg. Någon generell lösning har vi inte kommit fram till.

Genom att installera mätutrustning ombord på ett fartyg som loggar exakt effektproduktion och mäter avgaspartiklar, skulle man kunna få mer precisa resultat än de resultaten vi har räknat fram.

Viktigaste resultatet vi har kommit fram till är minskningen av växthusgaser. Samt att det går att få lönsamhet i landströmsanslutning ur fartygets synvinkel.

23

6 Referenser

Lindved, H., 2012. Förutsättningar för elanslutning av fartyg i Göteborgs hamn, Göteborg:

Göteborgs hamn.

Lundin, M., 2009. Att dokumentera en undersökning i en uppsats, u.o.: Linnéuniversitetet.

Naturvårdsverket a, 2015. Beräkningsmodell. [Online]

Available at: http://www.naturvardsverket.se/Stod-i-miljoarbetet/Vagledningar/Luft-och- klimat/Berakna-utslapp-av-vaxthusgaser-och-luftfororeninga/

Naturvårdsverket b, 2015. Utsläpp av växthusgaser från inrikes transporter. [Online]

Available at: http://www.naturvardsverket.se/Sa-mar-miljon/Statistik-A-O/Vaxthusgaser- utslapp-fran-inrikes-transporter/?visuallyDisabledSeries=0,1,2,3,4,5,6,8,9

Naturvårdsverket c, 2015. Utsläpp av växthusgaser från utrikes sjöfart och flyg. [Online]

Available at: http://www.naturvardsverket.se/Sa-mar-miljon/Statistik-A-O/Vaxthusgaser- utslapp-fran-utrikes-sjofart-och-flyg/?visuallyDisabledSeries=0,2,3

Naturvårdsverket d, 2015. Kväveoxidutsläpp till luft. [Online]

Available at: http://www.naturvardsverket.se/Sa-mar-miljon/Statistik-A-O/Kvaveoxid-till- luft/?visuallyDisabledSeries=0,1,2,4,5,6

Naturvårdsverket e, 2015. Svaveldioxidutsläpp till luft. [Online]

Available at: http://www.naturvardsverket.se/Sa-mar-miljon/Statistik-A-O/Svaveldioxid-till- luft/?visuallyDisabledSeries=0,1,3,4,5

Naturvårdsverket f, 2015. Utsläpp av partiklar (PM10) till luft. [Online]

Available at: http://www.naturvardsverket.se/Sa-mar-miljon/Statistik-A-O/Partiklar-PM10- till-luft/?visuallyDisabledSeries=0,1,2,3,4

St1 Sverige AB, 2015. Produktdatablad MDF WRD (DMC). [Online]

Available at: http://www.st1.se/produktdatablad-mdf-wrd-dmc#.VNs4ay6TaOj Svenskenergi, 2015. Kärnkraften och miljön. [Online]

Available at: http://www.svenskenergi.se/Elfakta/Elproduktion/Karnkraft/Karnkraften-och- miljon/

Thulin, E., 2014. Elanslutning av fartyg i hamn, Uppsala: Uppsala Universitet.

Transportstyrelsen a, 2015. svaveloxider. [Online]

Available at: http://www.transportstyrelsen.se/sv/sjofart/Miljo-och-halsa/Luftfororening/SOx- --svaveloxider/

Transportstyrelsen b, 2015. Svavelkontrollområde (SECA). [Online]

Available at: http://www.transportstyrelsen.se/sv/sjofart/Miljo-och-halsa/Luftfororening/SOx- --svaveloxider/Kommande-krav/

24 Utsläppsrätt, 2015. Beräkning av utsläpp från bilar. [Online]

Available at: www.utslappsratt.se/berakna-utslapp/berakning-av-utslapp-fran-bilar/