Miljøhensyn driver forskning i marine biobrændstoffer

En global indsats for at reducere emissioner af svovl og drivhusgasser (GHG) fra skibe har fået forskere fra National Renewable Energy Laboratory (NREL) og andre Department of Energy-faciliteter til at undersøge den potentielle brug af marine biobrændstoffer.

"Biobrændstoffer viste sig at være meget gode muligheder, fordi de har nul eller meget, meget lavt svovlindhold sammenlignet med fossile brændstoffer, " sagde Eric Tan, en senior forskningsingeniør ved NREL og hovedforfatter til en ny artikel offentliggjort i tidsskriftet Miljøvidenskab og -teknologi .

Hans medforfattere til "Biofuel Options for Marine Applications:Techno-Economic and Life-Cycle Analyses" er Ling Tao, også fra NREL, sammen med videnskabsmænd fra Argonne National Laboratory, Pacific Northwest National Laboratory, og US Department of Transportation's Maritime Administration.

Den Internationale Marine Organisation (IMO) har skruet ned for den tilladte mængde svovloxidemissioner fra skibe siden 2005. Den nyeste øvre grænse, som trådte i kraft i begyndelsen af ​​2020, reducerede svovlindholdet i skibes brændselsolie til 0,5 % fra 3,5 %. IMO sagde, at reduktionen skulle have store fordele for miljøet og menneskers sundhed, især dem, der bor nær havne og langs kyster. Derudover IMO har sat aggressive mål for at dekarbonisere søfart, målsætning om mindst 50 % reduktion af drivhusgasemissioner fra international skibsfart inden 2050, i forhold til 2008-niveauet.

Den nye forordning, som håndhæves af de enkelte lande, kræver ændringer for at bringe skibe i overensstemmelse. Skibsejere kan enten installere svovlscrubbere for at reducere emissioner, eller de kan adoptere en anden, brændstof med lavt svovlindhold. Begge muligheder koster ekstra.

Den NREL-rettede forskning giver et udgangspunkt for at fastslå gennemførligheden af ​​skibe, der bruger biobrændstoffer. Brændstofomkostninger udgør allerede en væsentlig del af driften af ​​et rederi, så forskerne undersøgte både priser og emissioner.

Økonomien afvejes mod omkostningerne ved afbrænding af svær brændselsolie (HFO), som tegner sig for omkring tre fjerdedele af det brændstof, der bruges af skibe. En HFO med lavt svovlindhold koster lidt mere en gallon end traditionel HFO. De lavsvovl-HFO-priser ville være det maksimale skibsejere er villige til at betale for biobrændstoffer for en en-til-en udskiftning. Biobrændstofferne anses for at være potentielle drop-in brændstoffer, der er kompatible til brug i marinemotorer, men der er behov for yderligere arbejde for at bekræfte denne kompatibilitet.

Efter at have undersøgt forskellige typer brændstoffer for deres evne til at reducere emissioner af drivhusgasser og luftforurenende stoffer, forskerne fandt ud af, at biobrændstoffer, der udelukkende er fremstillet af biomasse, giver meget højere reduktioner i livscyklusudledningen af ​​drivhusgasser - fra 67 % til 93 % mindre end HFO. Biomasse-afledte brændstoffer er også for det meste fri for svovl og udviser reduktioner i kriterierne for luftforurenende emissioner såsom partikler.

Tans forskning konkluderede, at hvis shipping ikke havde nogen konkurrence, USA har et stort udbud af bio-feedstocks til at producere betydelige mængder marine biobrændstoffer til at fortrænge fossile brændstoffer. Med skibe, der bruger 400 millioner tons brændstof årligt, en blanding af 5% biobrændstoffer svarer til omkring 5 milliarder gallons.