Studie: LNG kan vara sämre för klimatet än bunkerolja

2020-02-03 06:00  

Klimatnyttan med att ställa om sjöfarten till naturgas kan vara obefintlig. Orsaken är det omfattande metanläckaget från vissa av gasmotorerna.

Allt fler fartyg byggs för att kunna drivas av förvätskad naturgas (LNG, kallas även flytande naturgas) i stället för konventionella fartygsbränslen som marindiesel (gasolja) eller bunkerolja. På listan över fördelar finns framför allt kraftigt reducerade utsläpp av svaveloxider (SOx), partiklar och kväveoxider (NOx). Men förbränning av naturgas ger även cirka 20 procents lägre koldioxidutsläpp tack vare ett lägre kolinnehåll, vilket förespråkare gärna lyfter fram.

Miljöinstitutet International Council on Clean Transportation, ICCT, som bland annat avslöjade dieselgate, ifrågasätter nu den påstådda klimatnyttan i en rapport finansierad av miljöorganisationen Stand.earth.

En av orsakerna är att motorerna läcker metan vid drift (naturgas består huvudsakligen av metan). Eftersom metan är en betydligt mer potent växthusgas än koldioxid kan de lägre koldioxidutsläppen vid förbränning snabbt ätas upp. Metan fångar 86 gånger mer värme i atmosfären över en 20-årsperiod jämfört med samma mängd koldioxid.

Lågtryckinsprutade motorer läcker mest

ICCT har främst studerat motorer av dual fuel-typ, som kan drivas med antingen LNG eller marindiesel. Orsaken till de dubbla drivmedlen är främst att redarna ska kunna tanka diesel om LNG inte finns tillgängligt.

Läckaget är mer omfattande i lågtrycksinsprutade fyrtaktsmotorer som går enligt ottocykeln, så kallade Low Pressure Dual Fuel (LPDF).

I högtrycksinsprutade tvåtaktsmotorer med dieselcykeln (High Pressure Dual Fuel, HPDF) är läckaget mindre.

Enligt ICCT har endast 90 av de hittills över 750 drifttagna eller beställda LNG-fartygen en högtrycksinsprutad motor.

Räknas metanläckaget in innebär det att naturgas i en lågtrycksmotor kan ge upphov till utsläpp motsvarande 1 309 g koldioxidekvivalenter per kilowattimme utfört arbete, sett över en 20-årsperiod. Marindiesel som förbränns i samma motor ger upphov till 769 gram och svavelvärstingen bunkerolja 808 gram. I måttet koldioxidekvivalenter har klimatpåverkan från metanet omvandlats till en jämförbar enhet enligt en omräkningsfaktor, i detta fall 86.

Läs mer: Svenskt fartyg tankas med flytande biogas för första gången

Används LNG-bränslet i en högtrycksmotor blir läckaget snudd på försumbart och utsläppen stannar på 706 g CO2-ekv/kWh, jämfört 680 gram för marindiesel och 715 gram för bunkerolja. Problemet med den typen av motor är i stället kväveoxidutsläppen. Motorn måste i regel kombineras med avgasåterledning (EGR) eller selektiv katalytisk reduktion (SCR) för att leva upp till NOx-kraven (åtminstone de krav som börjar gälla i Östersjön och Nordsjön från nästa år).

I beräkningarna har även uppströms utsläpp (borrhål till tank) tagits med, vilket i gasens fall alltså inkluderar läckage i till exempel pipelines.

Foto: ICCT

100-årsperspektiv kan ge LNG fördel

Om ett 100-årsperspektiv används i livscykelanalysen når LNG som bäst upp till en 15-procentig minskning av växthusgasutsläppen jämfört med marindiesel, men endast om en högtrycksmotor används. ICCT menar att ett 20-årsperspektiv bättre reflekterar nödvändigheten att snabbt sänka utsläppen. 100-årsperspektivet är annars det gängse i sådana här sammanhang.

Som vanligt vid livscykelanalyser innehåller även denna studie en rad antaganden som läsaren måste ta hänsyn till (se faktaruta). Det ovan illustrerade scenariot innebär också det värsta av de undersökta.

Trots detta sammanfattar ICCT sina slutsatser med att ”resultaten visar att kombinerat med en trend mot högre läckage finns det inga klimatfördelar med LNG, oavsett motorteknik".

I stället för fortsatta investeringar i LNG föreslår ICCT att de riktas in mot andra tekniker, som vindassisterad framdrivning, nollutsläppsbränslen, batterier och bränsleceller.

Gasbranschen har flera invändningar

Fredrik Svensson är ansvarig för vägtransporter och sjöfart på branschorganisationen Energigas Sverige. Han tycker att rapporten lyfter en viktig fråga men har flera invändningar. Dels tycker han att den bara visar ett nuläge och inte vad som är tekniskt möjligt genom bättre motorutveckling.

– Motortillverkaren Wärtsilä till exempel, har fått ner utsläppen otroligt mycket sedan de introducerade sina gasmotorer. Energieffektiviteten har gått upp 10 procent och de har minskat metanläckaget med mer än 75 procent. Och utvecklingen kommer att fortsätta, säger han.

– Idag är de flesta gasmotorerna av dual fuel-typ eftersom detta är vad som främst efterfrågas av rederierna, men för rena gasmotorer kan man öka energieffektiviteten ytterligare samtidigt som metanläckaget reduceras kraftigt, fortsätter han.

Han vänder sig också emot att ICCT låser sig vid utsläpp av växthusgaser. Gasdriftens främsta fördel handlar i stället om minskade utsläpp av SOx, partiklar och NOx.

– Många storstäder har stora problem med luftkvaliteten. Någonstans måste man också se till helheten, säger han.

Läs mer: Här är svenska tankfartyget med sikte på att bli fossilfritt

Han konstaterar att ICCT nämner andra tekniker, som batterier och vätgas, men säger inget om hur utmaningen ska lösas här och nu. Han saknar också biogasperspektivet, att naturgasen i framtiden kan ersättas med biogas.

Ni hävdar själva, i bland annat en debattartikel i Ny Teknik, att LNG sänker växthusgasutsläppen med upp till 20 procent jämfört med bunkerolja. Är det rimligt att fortsätta hävda det?

– Vilket tidsperspektiv som beaktas är väldigt viktigt för klimatberäkningar. Flera av slutsatserna i ICCT-rapporten baseras på ett 20-års perspektiv istället för det mer vanligt använda 100-års perspektivet som ligger till grund för den studie av Thinkstep som vi baserar våra siffror på och som vi fortsatt anser är tillförlitliga.

Forskare: LNG i sjöfart ger ingen klimatvinst

Erik Fridell är professor och forskare vid IVL Svenska Miljöinstitutet och har själv skrivit rapporter om utsläppen från LNG-fartyg.

– Den stora vinsten med LNG är framförallt att man minskar utsläppen av svavel och partiklar men även kväveoxider. Men det är ingen åtgärd som löser utsläppen av växthusgaser, säger han och menar att ICCT-rapporten ligger i linje med hans egen uppfattning om att LNG inom sjöfarten inte innebär någon klimatvinst.

Han hänvisar också till en rapport från det norska forskningsinstitutet Sintef med omfattande mätningar av utsläpp från LNG-fartyg. Erik Fridell kallar rapporten för den bästa datakällan som finns i ämnet.

– I rapporten syns att det finns en hel del läckage, framför allt i äldre motorer, men även i de nyare kan 1-2 procent av bränslet läcka ut. Det är ett verkligt problem som branschen är medveten om, säger han.

Han konstaterar att sjöfartens metanutsläpp är oreglerade till skillnad från vägtrafikens. Gasdrivna lastbilsmotorer tar hand om läckaget med hjälp av oxidationskatalysatorer.

Skulle det vara möjligt att konstruera ett liknande system även för fartygsmotorer?

– Vi tittar på det i ett nystartat projekt. Om ett år kan jag ge ett svar. Svårigheten ligger förmodligen i att katalysatorerna man använder i lastbilar och bussar är väldigt känsliga för svavel. De blir förgiftade. De flesta LNG-motorer är av dual fuel-typ vilket innebär att man använder några procent gasolja för att tända varje cykel i motorn. Det finns betydligt mer svavel i gasolja än i vägdiesel, vilket kan vara ett problem. Storleken på motorerna är också helt annorlunda. Så det finns utmaningar, säger Erik Fridell.

Kommer ICCT-rapporten att få några konsekvenser?

– Branschen är redan medveten om metanläckaget. Men ju fler rapporter desto större chans att det kommer styrmedel. Sjöfarten har enats om att minska sina växthusgasutsläpp så LNG är oavsett vilket bara ett övergångsbränsle, säger Erik Fridell.

Fakta: ICCT:s perspektiv och antaganden

Att LNG ger upphov till så stora utsläpp i det illustrerade exemplet har främst två orsaker:

20-årsperspektivet innebär att metanets växthuseffekt blir större eftersom det bryts ner relativt snabbt i atmosfären.

Scenariot som ICCT väljer att lyfta fram i presentationen är det så kallade "högre metanläckage-scenariot" som tar hänsyn till både ökade utsläpp vid amerikansk skiffergasutvinning (fracking) än vad officiella siffror anger samt ett något ökat metanläckage i lågtrycksmotorer.

Johan Kristensson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt