Merenkulun aluskannan energiatehokkuus, vaatimukset sekä tehokkuuden parantaminen

Abstract

Työssä esitetään ilmastopoliittisia linjauksia ja niiden perusteella laadittuja määräyksiä. Määräysten soveltamista tutkitaan olemassa olevaan aluskantaan. Työssä tutkitaan, esitellään ja vertaillaan eri ratkaisuvaihtoehtoja alusten energiatehokkuuden parantamiseksi ja tutkitaan näiden ratkaisujen vaikutuksia energiatehokkuusindekseihin, tarkoitukseen laadittuja mittareita hyödyntäen. Työtä ohjaa vahvasti kansainvälisen merenkulkujärjestön, IMO:n ilmastostrategia ja siihen kehitetyt ja kehitteillä olevat mittarit. Työssä esitellään eri polttoaineita, niiden ominaisuuksia ja vertaillaan niitä perinteiseen raskaaseen polttoöljyyn. Työssä tarkastellaan myös erilaisia propulsio- ja energiantuotantoa tukevia energiatehokkuusratkaisuja, sekä tehonrajoitusta. Polttoaineiden ja energiatehokkuusratkaisujen vaikutuksia arvioidaan esimerkkialuksen avulla ja niille lasketaan energiatehokkuusindeksit ja hiili-intensiteetti arvot. Laskentatuloksia verrataan myös aiheesta löytyvään kirjallisuuteen. Työn tuloksena pystytään vertailemaan näiden eri ratkaisujen vaikutusta EEXI energiatehokkuusindeksiin ja CII hiili-intensiteetti-indeksiin. Työssä arvioidaan myös näiden eri ratkaisujen teknisiä vaikutuksia ja toteuttamiskelpoisuutta laivakonversioon, eli jälkiasennukseen.

In this thesis climate policy guidelines and regulations related to maritime energy efficiency and maritime emissions are presented. The application of the regulations and the calculation of energy efficiency indexes are being studied for the ships. The work presents and compares different solutions to improve the energy efficiency of existing ships. Effects to energy efficiency indexes of presented solutions are studied. The work follows International maritime organization's climate strategy and the metrics which are developed to improve the energy efficiency of existing fleet. Different fuels are presented in the work. Alternative fuel properties and requirements are compared to traditional heavy fuel oil. Also other various energy efficiency solutions and solutions which are supporting propulsion and energy production are presented. Engine/shaft power limitations and their effects are also studied at the work. Fuels and energy efficiency solutions are examined, and effects compared with an example ship. Energy efficiency indexes and carbon intensities are calculated for different cases. As a result of the work, it is possible to compare the effect of these different solutions to the EEXI energy efficiency index and the CII carbon intensity index. Results are compared to available literature. Effects of different solutions to ship are studied, effects and scope of conversion of existing ship are evaluated.