Carbon footprint calculation of shipbuilding

Abstract

The purpose of this thesis was to calculate the carbon footprint of shipbuilding. The target of the study was a 150 000 GT cruise ship with a lightweight of 60 000 tonnes. The scope of the study was the seven major materials of the ship, energy consumption in the shipyard and waste produced in the shipyard. These seven materials were the steel structures, insulations, cables, windows, staterooms, fitted carpets and air-conditioning ducts.

The thesis subject came from Royal Caribbean Cruises Ltd.. The company wanted to know what the carbon footprint of building a cruise ship was. Increased environmental awareness of cruise ship customers was one of the reasons why ship owners were even more interested to know the environmental aspects of cruise ships. To acquire all the needed data for the calculation, cooperation with Meyer Turku was needed.

This thesis was an empirical study. It was based on concrete observations of the study target by analyzing and measuring it. The study method was a quantitative study. It included different categorizations, comparisons and results that are explained with numbers. The thesis was based on literature and information gained from experts at Meyer and from other suppliers. Data from the experts was collected via email, phone and meetings.

The total weight of the calculated materials was approximately 80 % of the total lightweight of a 150 000 GT cruise ship. To achieve the 80 % of a 60 000 tonne cruise ship, the collected materials needed to be scaled. This was due to the missing data of the studied materials. The carbon footprint of this study target was 101 097 t CO2eq. The carbon footprint is thereby approximately the same as the fuel emissions of a 150 000 GT cruise ship during operation in 340 days, which is approximately one year. Over half of the produced carbon dioxide came from steel structures, which was not surprising considering that the steel weight was over 50 % of the calculated material. Second came the staterooms and third the energy consumption in the shipyard.

The calculations in this work consist to a large extent of estimations, uncertainties and scaling. To summarize, this study can not be used as a point of comparison to other similar studies unless the study is made with the same boundaries and the same percentages of the materials. The carbon footprint was approximate, which is an indication of the need of further research on the topic. For future reference, this type of study should be carried out with stricter limits to ensure a more accurate outcome.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli laskea laivan rakentamisen hiilijalanjälki. Tutkimuskohteena oli 150 000 GT risteilyalus, jonka paino oli 60 000 tonnia. Työ oli rajattu seitsemään suurimpaan materiaaliin, energiankulutukseen telakalla ja telakalla tuotettuun jätteeseen. Nämä seitsemän materiaalia olivat: rungon teräs, eristeet, kaapelit, ikkunat, hytit, kokolattiamatto ja ilmastointikanavat.

Työn aihe tuli Royal Caribbean Cruises Ltd. omistusyhtiöltä, joka halusi tietää risteilyaluksen rakentamisen hiilijalanjäljen. Laivojen omistajat ovat yhä enemmän kiinnostuneita risteilyalusten ympäristövaikutuksista, koska asiakkaiden ympäristötietoisuus kasvaa. Opinnäytetyö tehtiin tiiviissä yhteistyössä Meyer Turun kanssa, jotta tarvittava tieto saatiin kerättyä.

Työ oli empiirinen tutkimus. Se perustui konkreettisiin havaintoihin tutkimuskohteesta, mittaamalla ja analysoimalla sitä. Tutkimusmetodi oli kvantitatiivinen tutkimus. Se sisälsi erilaisia kategorisointeja ja vertailuja, ja tulokset oli selitetty numeroilla. Opinnäytetyö perustui kirjallisuuteen ja Meyerin ja alihankkijoiden asiantuntijoiden tietoon. Tietoa kerättiin asiantuntijoilta puhelimitse, sähköpostitse ja järjestetyissä kokouksissa.

Laskettujen materiaalien paino yhteensä oli noin 80 % koko 150 000 GT risteilyaluksen painosta. Kerätyt materiaalimäärät piti skaalata 60 000 tonnin painoiseen risteilyalukseen, jotta saatiin 80 % painosta laskettua. Tämä johtui puuttuvista materiaalitiedoista. Tämän tutkimuskohteen hiilijalanjälki oli 101 087 t CO2eq. Suuruus on melkein sama kuin 150 000 GT risteilijän polttoainepäästöt 340 päivän riesteilyn ajalta eli melkein vuoden pituiselta ajalta. Yli puolet tuotetusta hiilidioksista tuli rungon teräksestä, mikä ei ollut yllätys koska teräksen paino lasketusta materiaalista oli yli 50 %. Toiseksi tulivat hytit ja kolmanneksi energiankulutus telakalla.

Tämä työ sisältää paljon arvioita, epävarmuuksia ja skaalauksia. Tätä työtä ei voi käyttää vertailukohteena ellei työ ole tehty samoilla rajauksilla ja samoilla materiaaliprosentteilla. Hiilijalanjälki on kuitenkin suuntaa antava ja kertoo asian merkittävyyden ja tutkimusten tarpeellisuuden. Tulevaisuuden kehitystä varten tällainen työ kannattaisi toteuttaa tiukemmilla rajauksilla, jolloin tulos olisi mahdollisimman tarkka.