Nya risker när sjöfarten måste bli fossilfri

Fartygstrafik står för omkring tre procent av världens utsläpp av växthusgaser. Sjöfarten är även en stor utsläppare av partiklar samt kväveoxider och svaveldioxid. 2020 skärptes kraven globalt för utsläpp av svaveldioxid. Nyligen aviserade även den internationella sjöfartsorganisationen IMO att utsläppen av växthusgaser ska ner till noll till 2050. Det innebär en skärpning av det tidigare målet som spikades för bara fem år sedan: en 50-procentig minskning till 2050 jämfört med 2008.

För att få ner utsläppen behöver fartygen byta ut dagens fossila oljor mot alternativa bränslen eller batterier som laddas med el. Omställningen har dock hittills gått ganska långsamt och mindre än en procent av världens fartyg går på alternativa bränslen eller har batteridrift.  

Och även om alternativen sänker koldioxidutsläppen så är de inte utan problem. Det visar en livscykelanalys som gjorts av forskare vid Chalmers tekniska högskola tillsammans med forskningsinstitutet Rise och IVL Svenska Miljöinstitutet. Forskarna undersökte både kostnader och miljöpåverkan hos fyra förnybara bränslen i tre olika typer av fartyg.

Ett av de undersökta bränslena är så kallad e-ammoniak, det vill säga ammoniak (NH₃) som framställts med hjälp av förnybar el. Eftersom ammoniak, som består av väte och kväve, inte innehåller kol bildas ingen koldioxid när det förbränns.

– Däremot bildas lustgas som är en stark växthusgas. Lustgasen går att få bort med hjälp av olika katalysatorer med det kräver regler och höjer kostnaden, säger Selma Brynolf, forskare i maritim miljövetenskap vid Chalmers och en av författarna till artikeln som publicerats i tidskriften Applied Energy.

E-ammoniak som fartygsbränsle befinner sig fortfarande på utvecklingsstadiet och det behövs mer forskning för att undersöka hur stora utsläppen av lustgas blir, tillägger hon.

Andra problem med ammoniak är att det är giftigt vilket kräver extra säkerhetsåtgärder. Det kan även ske läckage av både ammoniak och av kväveoxider som bidrar till övergödning och försurning.

Enligt Selma Brynolf är det viktigt att väga in även dessa negativa aspekter när till exempel EU utformar nya regelverk för sjöfartens utsläpp.

Forskarna undersökte även ett annat så kallat elektrobränsle i form av e-metanol (CH₃OH). Med elektrobränsle menas att det tillverkats av förnybara råvaror och förnybar el. I det här fallet har metanolen tillverkats av koldioxid som fångats in från luften och vätgas som tillverkats genom elektrolys.

I Sverige byggs en stor anläggning för tillverkning av e-metanol som fartygsbränsle i Örnsköldsvik. Bakom investeringen står bland annat en fond med Microsoftgrundaren Bill Gates som ägare.

E-metanolen blir något dyrare att tillverka än e-ammoniak, enligt forskarnas beräkningar. Det går även åt större mängder el. Hur stor skillnaden blir beror dock på hur koldioxiden fångas in.

E-metanol och e-ammoniak var samtidigt de billigaste alternativen i studien, som även undersökte vätgas och eldrift.

Vätgas kan användas på olika sätt för att driva fartyg. Gasen kan driva en förbränningsmotor, en gasturbin eller en bränslecell. En begräsning är dock att komprimerad vätgas tar förhållandevis stor plats att lagra ombord. Detsamma gäller batterier. Dessa lösningar passar därför bättre för kortare än för längre turer. Klimatnyttan hänger också på hur elen produceras.

– En utmaning med alla de här alternativen är att det behöver finnas tillgång till förnyelsebar el, säger Selma Brynolf.

En slutsats är att det är svårt att hitta ett fossilfritt bränsle som passar alla typer av fartyg.

– Det gäller också att undersöka alternativen systematiskt. Det finns en risk att man annars missar vilka risker och utsläpp de nya bränslena för med sig. Ett exempel är när sjöfarten började använda flytande metan (LNG) för att minska utsläppen av svavel, vilket ledde till läckage av metan, som är en kraftigare växthusgas än koldioxid.