Tilannekatsaus hiilidioksidin talteenoton vaikutuksesta laivasuunnitteluun

Abstract

Merenkulun kasvavat päästövähennysvaatimukset ovat lisänneet kiinnostusta teknologioihin, joilla voidaan vähentää alusten hiilidioksidipäästöjä. Yhtenä ratkaisuna on tarkasteltu aluksille asennettavaa CO2-talteenottojärjestelmää, jonka avulla pakokaasuista voidaan erottaa ja varastoida hiilidioksidia. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää, millaisia vaikutuksia kyseisen järjestelmän jälkiasennuksella on aluksen suunnitteluun, rakenteisiin, energiankulutukseen ja talouteen. Työn tarkoitus oli muodostaa tilannekatsaus siitä, millaisia teknisiä muutoksia järjestelmän käyttöönotto edellyttää, sekä kuinka realistisena ratkaisuna sitä voidaan pitää.

Työ toteutettiin kirjallisuustutkimuksena, jossa hyödynnettiin tutkimusartikkeleita, teknisiä raportteja ja aiheeseen liittyviä julkaisuja. Aineiston avulla tarkasteltiin järjestelmän vaikutusta aluksen massaan, painopisteeseen ja vakavuuteen ja arvioitiin energiantarvetta, polttoainekulutuksen muutosta ja kustannuksia. Tarkastelussa huomioitiin käytännön esimerkkitapauksia.

Tulosten perusteella voidaan todeta, että OCCS-järjestelmän asentaminen lisää aluksen massaa merkittävästi, sekä kasvattaa aluksen energiankulutusta sekä sähkön- ja lämmöntuoton tarvetta, joka johtaa polttoainekulutuksen kasvuun. Järjestelmän käyttöönotto edellyttää muutoksia aluksen putkistoihin ja tilajärjestelyihin, sekä rakenteisiin. Investointikustannukset ovat huomattavia, ja käyttökustannukset kasvavat. Teknologia on teknisesti toteuttamiskelpoinen, mutta sen käyttöönotto edellyttää huolellista suunnittelua.

Increasing emission-reduction requirements in maritime transport have increased interest in technologies that can reduce ships’ carbon emissions. One such solution is an onboard carbon capture system, which allows carbon dioxide to be separated from exhaust gases and stored. The aim of this thesis was to examine what effects the retrofitting of such a system has on ship design, structures, energy consumption, and economic factors. The purpose of the study was to form an overview of the technical modifications required for implementing the system, as well as to evaluate how realistic this solution is in achieving emission reduction targets.

The study was conducted as a literature review using research articles, technical reports, and maritime publications. The material was used to examine the system’s effect on a vessel’s mass, center of gravity, and stability, and to estimate energy demand, changes in fuel consumption, and costs. Practical case-based examples were also considered.

Based on the results, it can be concluded that installing such a system significantly increases a vessel’s mass. The system increases the vessel’s energy consumption as well as the demand for electricity and heat production, which leads to increased fuel consumption. Implementing the system required modifications to the ship’s piping, spatial arrangements, and structures. Investment costs are considerable, and operating costs will increase. The technology is technically feasible, but its implementation requires careful planning.