Op weg naar emissievrije scheepvaart: drie belangrijke drijfveren

De scheepvaart is de drijvende kracht achter de wereldhandel: 90% van alle goederen wordt over zee vervoerd. Aan de andere kant is het ook een grote vervuiler, met een uitstoot van 1.000 Mt CO2 per jaar, verantwoordelijk voor bijna 3% van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen. Wat zijn de oplossingen die de scheepvaart kunnen helpen het roer om te gooien, nu we ambitieuze netto-nul-doelstellingen hebben?

De Internationale Maritieme Organisatie (IMO) zegt dat de uitstoot van de scheepvaart tegen 2050 met 50% zal toenemen tenzij er strenge maatregelen worden genomen. Ondertussen is de scheepvaartsector traag geweest met het koolstofvrij maken van de vloot - het is een uitdaging geweest om levensvatbare alternatieven voor fossiele brandstoffen te ontwikkelen die voldoen aan de behoeften van zware schepen en langeafstandsreizen, en de lange levensduur van schepen belemmert de snelle modernisering van vloten.

Het momentum voor actie is de afgelopen jaren echter toegenomen: tijdens de COP26 in Glasgow, in 2021 beloofden 14 landen te werken aan een doelstelling van netto nul in 2050 voor de scheepvaart, en een jaar later werd de Green Shipping Challenge gelanceerd tijdens de COP27 in Egypte.

Er zijn drie belangrijke thema's die de verandering aandrijven: beleidsmaatregelen en regelgeving, onmiddellijke kortetermijnoplossingen en de ontwikkeling van toekomstige brandstoffen op de langere termijn.

Beleidsmaatregelen en regelgeving om de milieu-uitdagingen van de scheepvaart aan te pakken

Eerder dit jaar introduceerde de IMO strenge doelstellingen om de broeikasgasemissies van de sector terug te dringen, waardoor de inspanningen van de sector om koolstofvrij te worden de komende jaren snel zullen toenemen. Tijdens de vergadering van het Comité voor de bescherming van het mariene milieu van de IMO in juli 2023, bekend als MEPC 80, zijn de landen overeengekomen dat de uitstoot van de internationale scheepvaart tegen 2030 met 20% moet zijn verminderd ten opzichte van het niveau van 2008, met een vermindering van 70% tegen 2040 en dat de sector tegen 2050 netto nul moet zijn.

Nieuwe verplichte energie-efficiëntierapportage voor schepen van meer dan 5.000 GWT is ook van kracht sinds januari 2023, wat een belangrijke stimulans is om hun koolstofintensiteit te verminderen.

In de EU wordt de scheepvaart geïntegreerd in het emissiehandelssysteem van de Europese Unie waarbij voor 100% van de uitstoot van reizen tussen EU-havens een koolstofprijs geldt, terwijl voor reizen tussen EU-havens en havens buiten de EU een koolstofprijs geldt die de helft van de uitstoot van schepen dekt - het aandeel dat emissierechten moet kopen zal stapsgewijs toenemen van 40% in 2024 tot 70% in 2025 en uiteindelijk tot 100% in 2026. Bovendien zal vanaf 2025 de FuelEU Maritime-verordening schepen in de EU verplichten om hun emissie-intensiteit geleidelijk te verminderen, te beginnen met 2% per jaar in de periode 2025-2029, oplopend tot 80% in 2050.

Ondertussen zijn er in Californië nieuwe regels van de California Air and Resource Board (CARB) die commerciële havenboten - waaronder kleine veerboten, grote vissersboten en grote vrachtschepen - verplichten om over te schakelen van fossiele diesel op hernieuwbare diesel, en elders aan de Amerikaanse westkust worden vergelijkbare stappen besproken. "De beleidsrichting is heel duidelijk. Er zijn verschillende lagen van beleidsondersteuning om alternatieve brandstoffen te promoten", zegt Carrie Song, Vice President Renewable Road Transportation, Americas bij Neste. Zij voegt eraan toe: "Beleidsmakers elders zouden naar het succesverhaal van Californië moeten kijken. We hebben technologie neutrale programma's voor schone brandstoffen nodig die door meer steden en staten worden aangenomen om boten in havens koolstofvrij te maken."

Andere rechtsgebieden in bijvoorbeeld de VS, het VK en Zuid-Korea overwegen ook om hun eigen maatregelen in te voeren.

"Als er regelgeving is, schept dat kansen en veel creatieve mensen komen met oplossingen die de enorme hoeveelheid investeringen die nodig zijn vereenvoudigen", vat Sveta Ukkonen, Neste's wereldwijde Head of Marine Fuels & Services, het samen.

"MEPC 80 heeft de ambities vastgesteld, maar geen beleidsmaatregelen. Dat is het volgende punt op de agenda" voegt Hannes von Knorring, Principal Consultant bij Maritime Advisory Sweden & Denmark voor DNV, toe.

Onmiddellijke opties om de uitstoot van de scheepvaart te verminderen

Terwijl nieuw beleid en nieuwe regelgeving in een stroomversnelling komen, kunnen scheepsexploitanten nu al veel doen om de uitstoot te verminderen.

Deze omvatten:

• - Het gebruik van zeilen, rotors of vliegers om het brandstofverbruik te helpen verminderen, wat het verbruik met 25-30% kan doen dalen, zegt de Maritime Executive.
• - Het reinigen van de romp en de propellers om aangroei en dus weerstand te verminderen, wat volgens het Global Maritime Forum tot 20% brandstofkosten kan besparen.
• - Afvalwarmte terugwinnen.
• - Digitale technologie gebruiken om routes te optimaliseren op basis van weersomstandigheden.
• - Het gebruik van elektrische stroom op de ligplaats in plaats van de eigen hulpsystemen van het schip (een proces dat bekend staat als walstroom).
• - Met behulp van een nieuw proces genaamd luchtsmering, waarbij een laag luchtbellen onder de romp van een schip wordt gecreëerd. Marine Insight zegt dat "met het juiste ontwerp van de scheepsromp, het luchtsmeersysteem naar verwachting tot 10-15% vermindering van CO2-uitstoot kan bereiken, samen met aanzienlijke brandstofbesparingen".

Schepen kunnen ook gewoon langzamer varen (slow steaming) - een vermindering van de scheepssnelheid met 10% kan leiden tot een vermindering van de uitstoot van een individueel schip met 27%.

Hoewel deze maatregelen op zichzelf niet voldoende zijn om de IMO-doelstellingen te halen, zijn ze een goed begin. "Maatregelen op korte termijn die de operationele efficiëntie van bestaande schepen verbeteren - en brandstof, geld en tijd besparen door veranderingen in de snelheid en prestaties van schepen - kunnen een cruciale rol spelen bij het verminderen van de uitstoot vandaag, terwijl ze ook een voorbereiding vormen op een beter beheersbare overgang op lange termijn, die gepaard zal gaan met duurdere emissievrije brandstoffen en uiteindelijk een prijs voor koolstof", aldus het Global Maritime Forum.

Voor kleinere schepen of schepen die korte afstanden afleggen, zoals veerboten, is elektrificatie een optie die wordt ontwikkeld en e-veerboten komen in de vaart, vooral in Scandinavië.

De sleutel tot het koolstofvrij maken van de scheepvaart: de brandstoffen van de toekomst

Uiteindelijk is de sleutel tot het koolstofvrij maken van de scheepvaartsector de vervanging van de huidige fossiele brandstoffen door alternatieven met een lagere uitstoot.

Gezuiverde scheepsbrandstof voor langeafstandsvaarten

Er komen nu nieuwe oplossingen op de markt om de uitdaging van de typische langeafstandsreizen van de scheepvaart aan te gaan, zoals Neste Marine 0.1 Co-processed dat in 2022 wordt gelanceerd. Het hernieuwbare deel van de co-processed scheepsbrandstof zorgt voor een tot 80%* lagere uitstoot van broeikasgassen tijdens de levenscyclus van de brandstof in vergelijking met fossiele brandstof.

De co-processed scheepsbrandstof van Neste wordt geproduceerd door fossiele olie te vervangen door hernieuwbare grondstoffen in het conventionele raffinageproces, waardoor rederijen stapsgewijs stappen kunnen zetten in de richting van hernieuwbare alternatieven om hun ecologische voetafdruk te verkleinen.

Afval- en reststoffen zijn goed voor meer dan 90% van Neste's hernieuwbare input van grondstoffen wereldwijd. "Het gebruik van Marine 0.1 Co-processed vereist geen aanpassingen of investeringen in de brandstofinfrastructuur. De kwaliteit is gedurende het hele proces gecontroleerd en resulteert in een samenstelling en prestaties die vergelijkbaar zijn met die van conventionele scheepsbrandstof."

Duurzamere brandstoffen voor kleinere havenboten

De nieuwe regelgeving in Californië stimuleert hernieuwbare diesel als alternatief voor fossiele brandstof om de uitstoot van met name kleinere havenboten effectief en onmiddellijk te verminderen.

"Met Neste MY Renewable Diesel kan de uitstoot van broeikasgassen over de hele levenscyclus van de brandstof met 75%-90% worden verminderd in vergelijking met fossiele diesel. Het exacte percentage emissiereductie dat wordt bereikt, hangt af van de grondstoffen die worden gebruikt om het product te raffineren en van de verschillende regiospecifieke wetgevingen die de methodologie voor de berekeningen leveren," zegt Song.

Volgens CARB-onderzoek kan hernieuwbare diesel, in vergelijking met fossiele diesel, tot 26,6% minder fijnstof uitstoten en tot 11,8% minder stikstofoxiden (NOx) uitstoten in havenboten die zijn uitgerust met een Tier 2-motor met certificaat voor schepen.

De hernieuwbare diesel van Neste en de co-verwerkte scheepsbrandstof hebben beide het voordeel dat ze "drop-in" vervangers zijn voor conventionele scheepsbrandstoffen, waardoor er geen aanpassingen aan scheepsmotoren of brandstofinfrastructuur nodig zijn.

Neste onderzoekt ook elektrolyse- en Power-to-X oplossingen om de productie van brandstoffen op basis van waterstof en meer mogelijk te maken.

Volgende stappen om de scheepvaart koolstofvrij te maken

Het doel om de scheepvaartsector koolstofvrij te maken tegen 2050 is ambitieus. Om dit te bereiken moeten we alle hens aan dek zetten - niet alleen wat betreft de productie van duurzamere brandstoffen, maar ook door veranderingen in het ontwerp van schepen en hun motoren, evenals optimalisatie van snelheid, vlootbeheer en logistiek.

"Voorheen hoefden scheepsexploitanten zich geen zorgen te maken over de brandstof waarop hun schip zou lopen," zegt von Knorring. "Dat is nu aan het veranderen. Hoewel er een aantal 'usual suspects' zijn, zoals ammoniak, methanol of biobrandstoffen, worden er ook andere opties overwogen, zoals kernenergie en koolstofafvang aan boord. Scheepseigenaren moeten een standpunt innemen over welke technologieën ze gaan bekijken en samenwerken met andere belanghebbenden." 

Daarnaast moeten rederijen de vraag opvoeren, wat weer leidt tot verdere investeringen in nieuwe oplossingen. "Er is op dit moment niet genoeg duurzame brandstof, dus scheepseigenaren moeten samenwerken met brandstofproducenten en hun de zekerheid geven dat ze hun brandstof zullen kopen. Hierdoor kunnen de producenten financiering krijgen om productiefaciliteiten te bouwen. En daarvoor moeten scheepseigenaren ook samenwerken met de eigenaren van de vracht om de risico's van een dergelijke betrokkenheid bij de brandstofketen te delen", concludeert von Knorring.

De reis van de scheepvaartindustrie naar decarbonisatie is misschien nog maar net begonnen, maar de elementen zijn aanwezig voor exponentiële vooruitgang.

 *) Emissiereductie van het biogebaseerde deel van het product over de levenscyclus van de brandstof in vergelijking met fossiele brandstof. De gebruikte methode voor het berekenen van de uitstoot tijdens de levenscyclus en de emissiereductie is gebaseerd op aan de EU-richtlijn voor Renewable Energy II (EU)2018/2001.

Credits:
Mike Scott, een bekroonde bedrijfs- en milieujournalist wiens werk is verschenen in publicaties als de Financial Times, de Guardian en Forbes.