Logistyka - nauka. LNG jako ładunek oraz źródło napędu dla statków morskich

Transkrypt

1 dr Maciej Matczak Akademia Morska w Gdyni LNG jako ładunek oraz źródło napędu dla statków morskich Wstęp Gaz naturalny jest obecnie ważnym elementem światowego rynku energetycznego. Wynika to zarówno ze zdecydowanie niższego oddziaływania środowiskowego wynikającego z jego użycia, jak również z rezerw znacząco przewyższających zasoby ropy naftowej. Oddalenie przestrzenne źródeł oraz głównych odbiorców gazu ziemnego wymaga jednak odpowiednio efektywnego systemu transportowego, gdzie kluczową rolę odgrywają systemy rurociągów tranzytowych oraz przewozy morskie. W drugim przypadku transportowany gaz podlega skropleniu (LNG), co pozwala na 600 krotne ograniczenie przestrzeni jaką zajmuje. Statki gazowce do przewozu LNG, podczas którego część ładunku zmienia stan skupienia do tzw. BOG (boil-off gas) zaczęły je wykorzystywać do zasilania silników. Okazało się, że jest to równie efektywne jak tradycyjne paliwa statkowe (HFO/IFO), a jednocześnie pozwala na znaczące ograniczenie emisji zanieczyszczeń, głównie tlenków siarki i azotu. Celem artykułu jest przedstawienie stanu aktualnego oraz kierunków rozwoju floty morskiej, która z jednej strony obsługuje sektor energetyczny dostarczając LNG do odbiorców, z drugiej coraz częściej stosuje gaz płynny jako ekologiczne paliwo. 1. Charakterystyka rynku gazu ziemnego oraz wynikające z niej potrzeby transportowe Łączna światowa produkcja gazu ziemnego osiągnęła poziom 3,37 bilionów metrów sześciennych w 2013 roku. W tym samym czasie, globalne rezerwy gazu były szacowane na 185,7 bilionów metrów sześciennych, więc stosunek R/P 1 może być określony na 55 lat. Część produkcji, szacowana na 1,04 biliona metrów sześciennych podlega międzynarodowemu handlowi. Większość surowca (68,6%) obsługiwana jest przez układ rurociągów tranzytowych, natomiast reszta jest transportowana w postaci LNG. Całkowity wolumen handlu międzynarodowego LNG w 2013 roku, może być więc oszacowany na: 523,15 mln m 3 płynnego LNG, 236,91 mln ton LNG, 1 Stosunek rezerw do produkcji (Revenue/Production) Logistyka 6/

2 298,79 mld m 3 gazu (produkowanego z LNG). Szacuje się, że globalny popyt na LNG będzie dalej rósł i osiągnie poziom około 500 mln ton w roku Wiodącą pozycję na rynku po stronie eksportu LNG zajmuje Katar z eksportem wynoszącym 78,02 mln ton LNG rocznie, co przekłada się z 1/3 światowego handlu. Wskazuje się jednak na szybko rosnący potencjał Australii, w której upatruje się przyszłego lidera. Głównym importerem LNG jest Japonia i Korea Południowa. Kraje te posiadają 54% światowego rynku importu gazu płynnego (Tabela 1). Tabela 1. Najwięksi eksporterzy oraz importerzy LNG na świecie w 2013 roku Lp. Eksporterzy 10 6 m 3 gazu 10 6 ton LNG 1 Katar Malezja Australia Indonezja Nigeria Lp. Importerzy 10 6 m 3 gazu 10 6 ton LNG 1 Japonia Korea Południowa Chiny Indie Taiwan Źródło: Opracowanie własne na podstawie: The LNG Industry GIIGNL. France 2014 Transport gazu naturalnego w postaci skroplonej wymaga rozwoju zarówno terminali skraplających zlokalizowanych w miejscach wydobycia surowca, jak również terminali regazyfikacyjnych dostarczających gaz w postaci lotnej do narodowych systemów gazowniczych. Obecnie na świecie funkcjonuje 86 terminali skraplających gaz naturalny, których łączna wydajność szacowana jest na 286 mln ton rocznie (stan na 2013 rok). Porównując to ze światową konsumpcją LNG wskazać można na niemalże pełne wykorzystanie ich mocy produkcyjnych (83%). Z drugiej strony łańcucha transportowego LNG funkcjonują 104 terminale regazyfikacyjne, w tym 15 jednostek pływających FSRU (floatingstorage and regasification unit). Szacowana moc działających tam instalacji wynosi 721 mln ton rocznie. Można więc wskazać, że aktualna utylizacja tego rodzaju terminali, wynosząca 33%, daje możliwość znacznego zwiększenia odbioru płynnego LNG. Tym samym, wąskim gardłem staje się strona podażowa rynku. Logistyka 6/

3 2. Stan aktualny oraz kierunki rozwoju floty statków handlowych napędzanych LNG Obsługa transportowa terminali LNG wymaga wykorzystania floty tankowców LNG, zarówno przewożących ładunki z krajów wydobywających gaz, jak i dystrybuujących surowiec w układzie regionalnym. W 2013 roku flota tankowców liczyła 393 statki o łącznej pojemności 55,4 mln m 3 LNG. Większość statków (301 jednostek) posiada pojemność od tys. m 3 LNG, dlatego też wykorzystywana jest do obsługi dużych terminali importowych posiadających odpowiednie parametry nawigacyjne oraz pojemność zbiorników (Rys. 1). Tak istotna przewaga dużych statków gazowców LNG, a tym samym ograniczona dostępność do floty jednostek niewielkich, będących w stanie obsługiwać rynki regionalne w układach dystrybucyjnych stanowi kolejne istotne ograniczenie rozwojowe rynku LNG na świecie. W przypadku statków o pojemności do 50 tys. m 3, istnieje możliwość wykorzystania tylko 24 jednostek. ponad 170 tys. m tys. m tys. m tys. m3 0 do 25 tys. m Rys. 1. Struktura pojemności floty statków do przewozu LNG w 2013 roku. Źródło: Opracowanie własne na podstawie: The LNG Industry GIIGNL. France 2014 Brak zainteresowania flotą mniejszych tankowców LNG przez armatorów potwierdzają także zamówienia na nowe statki (Tabela 3). Wśród 123 jednostek znajdujących się w portfelu zamówień stoczni jedynie dziesięć to statki o pojemności do 50 tysięcy metrów sześciennych pojemności. Podstawową grupę zamawianych jednostek stanowią duże tankowce LNG. W efekcie planowanych inwestycji, pojemność światowej floty statków do obsługi LNG powinna się zwiększyć o 11,2 mln m 3 do 2016 roku. Logistyka 6/

4 Tabela 2. Zamówienia na statki do przewozu LNG (stan na ) Pojemność zbiornika LNG Razem [tys. m 3 ] Źródło: RS Platou Monthly, August ( ) Obserwując rozwój rynku LNG na świecie, coraz ważniejszym jego elementem stają się regionalne systemy dystrybucji gazu. Szczególne znaczenie ma tutaj rynek Morza Bałtyckiego, który zarówno pod względem energetycznym (chęć dywersyfikacji źródeł energii dla zmniejszenia zależności od Rosji), jak również i transportowym (wdrożenie od 1 stycznia 2015 roku tzw. dyrektywy siarkowej) coraz intensywniej zaczyna pracować nad udostępnieniem LNG dla odbiorców. Projekty terminali importowych oraz bunkrowych LNG rozwijane są we wszystkich państwach bałtyckich, m.in.: Dania: Aarhus, Kopenhaga, Hirtshals; Szwecja: Helsingborg, Trelleborg, Sztokholm, Sundsvall, Gävle, Goeteborg; Finlandia: Pori, Inkoo, Tornio, Turku, Helsinki; Estonia: Mugga, Paldiski; Łotwa: Ryga; Litwa: Kłajpeda; Polska: Świnoujście; Niemcy: Rostok. Jednocześnie, w portach rosyjskich St. Petersburg i Kaliningrad planowana jest budowa instalacji skraplających, które potencjalnie mogłyby zasilać terminale pozostałych państw regionu (w tym wypadku jednak postulat dywersyfikacji nie będzie spełniony). Obsługa transportowa wskazanych wyżej małych i średnich regionalnych terminali LNG wymagać będzie wykorzystania odpowiedniej floty, której parametry pozwolą na zawijanie do tego typu portów. Analiza parametrów technicznych floty statków do przewozu LNG o pojemności do 30 tys. m 3, które operują w europejskich portach morskich wskazuje, że długość takiego statku waha się od 70 do 155 m, szerokość od 12 do 22 metrów natomiast zanurzenie od 3,6 do 7,4 metrów. Podkreślić jednak należy, że większe jednostki (+10 tys. m 3 ) operują głównie na połączeniach Azja Morze Śródziemne. Do obsługi ruchu regionalnego (np. Morze Północne, Morze Bałtyckie) wykorzystywane Logistyka 6/

5 Pojemność [m3 LNG] Długość [m] Szerokość [m] Zanurzenie [m] są mniejsze statki LNG (m.in. CoralAnthelia, CoralMethane 2 ). Można więc przyjąć, że modelowy statek obsługujący przewozy LNG w obszarze Morza Bałtyckiego (np. re-eksport z terminalu LNG w Świnoujściu) będzie posiadał parametry zbliżone do przedstawionych jednostek Norgas. Tabela 3. Podstawowe parametry statków do przewozu LNG operujących w europejskich portach morskich Statek CoralEnergy ,9 NorgasUnikum ,8 NorgasInvention ,2 NorgasConception ,3 NorgasCreation ,4 NorgasInnovation ,4 CoralMethane ,9 CoralAnthelia ,9 North Pioneer ,4 Pioneer Knutsen ,6 Seagas ,1 Źródło: Opracowanie własne na podstawie ( ) Rozwój rynku LNG na Bałtyku wymagać więc będzie inwestycji w nowe statki. Bazując na dostępnych informacjach wskazać można, że koszt budowy gazowca LNG o pojemności 12 tys. m 3 wynosi około 43 mln USD 3. Dla porównania, do zestawienia włączono także statek Seagas wykorzystywany do bunkrowania LNG w porcie w Sztokholmie. Widoczna jest w tym wypadku istotna różnica wielkości pomiędzy tego typu jednostką, a statkami obsługującymi relacje terminal terminal. Można bowiem przyjąć, że tego rodzaju jednostka będzie posiadać pojemność zbliżoną do wielkości zbiorników obsługiwanych statków, co pozwoli na pełen rozładunek w trakcie jednej operacji. Dzięki temu ograniczone jest zjawisko samoczynnej regazyfikacji (BOG), a także ograniczona jest potrzeba systematycznego schładzania przewożonego LNG. Rozwój statków bunkrowych LNG związany jest z drugim ważnym aspektem wykorzystania gazu płynnego przez jednostki pływające. LNG bowiem wskazywane jest jako nowe, ekologiczne paliwo dla statków handlowych. 2 3 Jednostka dostarcza LNG do jedynego obecnie terminaluna Bałtyku w Nynäshamn/Szwecja. ( ) Logistyka 6/

6 3. Stan aktualny oraz kierunki rozwoju floty statków handlowych napędzanych LNG Historia LNG jako paliwa statkowego rozpoczęła się w roku 2001, kiedy to norweski armator Fjord1 wprowadził do eksploatacji pierwszy statek (inny niż statek do przewozu LNG) napędzany LNG. Był to nieduży prom Glutra kursujący wzdłuż wybrzeży Norwegii. Główną przesłanką wykorzystania LNG jako źródła napędu statków morskich jest ograniczenie emisji generowanych przez silniki jednostek pływających (Tabela 4). Tabela 4. Redukcja emisji wynikająca z zastąpienia tradycyjnych paliw żeglugowych (IFO) przez LNG CO 2 NO x SO x PM COSTA 4 25% 85% 95% - GASNOR 5 25% 90% 100% 100% DMA % 80-90% 100% - MAN % 80% 90-95% - IMO % 90% ~100% - Źródło: Opracowanie własne na podstawie wskazanych źródeł. Drugim czynnikiem determinującym stosowanie LNG jest kwestia kosztów bunkrowania. Podkreślić bowiem należy, że LNG jest paliwem tańszym niż tradycyjne paliwa, szczególnie w odniesieniu do paliw destylowanych MDO/MGO. Trzecią kwestią decydującą o wdrażaniu technologii LNG do żeglugi morskiej jest wejście w życie od 1 stycznie 2015 roku Dyrektywy 2012/33/UE, która wprowadza nowe, ostre limity zawartości siarki w paliwie statkowym (czynnik regulacyjny). Zastosowanie LNG pozwala na spełnienie wskazanych przez dyrektywę wymagań, a jednocześnie pozwala zachować efektywność ekonomiczną przewozów (przy określonych nakładach inwestycyjnych). Aktualnie na świecie eksploatowanych jest już 50 statków zasilanych LNG, innych niż gazowce do przewozu gazu płynnego (Tabela 5) CO2&Ship Transport emission Abatement by LNG. Valencia Port Foundation, Valencia Haram H.K., LNG in Europe? ShortSea Shipping NORWAY ( ) North European LNG Infrastructure Project. Appendix 2. Danish Maritime Authority, March 2012, TEN-T Project (2010-EU S) Costs and Benefits of LNG as Ship Fuel for Container Vessels. MAN Diesel&Turbo 2011 Second IMO GHG Study IMO Logistyka 6/

7 Tabela 5. Flota statków napędzanych LNG ( ) Typ statku liczba Promy pasażersko-samochodowe 22 PSV 12 Holowniki 5 Ro-Pax 3 Chemikaliowce 1 Drobnicowce uniwersalne 2 Statki patrolowe 3 Statki pilotowe 1 HSV 1 Źródło: Opracowaniewłasne na podstawie: H. Mohn, An overview of compliance strategy of ship-owners in the SECA area. BPO Conference, Ronne Wśród obecnie eksploatowanych statków napędzanych LNG znaleźć można głównie przybrzeżne promy pasażersko-samochodowe typu ro-ro, jednostki offshore (PSV) obsługujące platformy wiertnicze, holowniki oraz promy typu Ro-pax. Wartą podkreślenia jest również struktura rozmieszczenia geograficznego funkcjonującej floty. Obecnie największym światowym rynkiem przewozów morskich wykorzystujących napęd LNG jest Norwegia, gdzie jak wskazano, po raz pierwszy wykorzystano komercyjnie tego rodzaju rozwiązanie. Liderem jest tutaj firma Fjord1 posiadająca dwanaście jednostek zasilanych LNG. Pozostałe jednostki należą również, w przeważającej części do armatorów skandynawskich. 50 Tabela 6. Portfel zamówień na statki napędzane LNG ( ) Typ statku liczba PSV 14 Container 14 Car-Pax Ferry 8 Ro-ro 7 Ro-Pax 4 Chamicaltanker 4 Tug 3 LEG Carrier 3 General cargo 2 Gascarrier 2 Car Carrier 2 Product tanker 1 Bulkship 1 Icebreaker 1 66 Źródło: Opracowaniewłasne na podstawie: H. Mohn, An overview of compliance strategy of ship-owners in the SECA area. BPO Conference, Ronne Logistyka 6/

8 Dodatkowo mówić można o kolejnych 66 zamówieniach dotyczących tego typu jednostek (Tabela 6). W efekcie wskazać można na flotę 116 statków, która będzie eksploatowana od 2018 roku. Do grupy tej zaliczone zostały również statki obecnie eksploatowane, w których planowane jest zainstalowanie zasilania LNG (tzw. retrofit ing). W tym przypadku, nieco inaczej kształtuje się struktura portfela zamówień, gdzie dominują jednostki PSV (14) oraz kontenerowe (14), promy pasażersko-samochodowe (8) oraz statki ro-ro (7). Napęd LNG ma być również stosowany w takich jednostkach, jak: gazowce, samochodowce, czy lodołamacze. Potwierdza to uniwersalność technologii napędu LNG oraz szerokie możliwości jej stosowania, niezależnie od typu czy wielkości jednostek pływających.w przypadku nowych statków głównymi odbiorcami są firmy norweskie (19 jednostek), amerykańskie (12 jednostek) oraz duńskie (8 jednostek). Ponadto po kilka statków zamówiły firmy z Niemiec, Holandii, Wielkiej Brytanii i Kanady. Wskazany układ narodowy zamówień nie determinuje jednak obszarów, na których eksploatowane będą jednostki pływające. Oczywiście, założyć można że europejscy właściciele którzy zbudują 41 statków będą je udostępniać lub operować najprawdopodobniej w europejskiej części strefy SECA. Podkreślić trzeba również, że tempo zamawiania nowych jednostek napędzanych LNG wzrasta. W okresie maj 2014 lipiec 2014 złożono pięć kolejnych zamówień na tego typu statki 9. Wnioski Przedstawiony artykuł potwierdza rosnące znaczenie technologii LNG jako ważnego elementu funkcjonowania i rozwoju transportu morskiego. Z jednej strony bowiem, płynny gaz naturalny stanowi ważny ładunek dla przewozów morskich, a co ważniejsze widoczny jest systematyczny wzrost popytu na tego typu usługi. Potwierdzają to kolejne zamówienia na nowe gazowce LNG, które najczęściej wykorzystywane są do importu gazu. Jednocześnie niepokojący jest niewielki przyrost floty mniejszych jednostek, która mogłyby obsługiwać rynki regionalne, gazem pochodzącym z dużych terminali importowych (np. Zeebrugge, Rotterdam, Świnoujście 10 ). Jest to szczególnie istotne w świetle nowych wymagań tzw. dyrektywy siarkowej obowiązujących na Morzu Północnym i Bałtyckim. Może bowiem pojawić się niedobór pojemności floty, która nie będzie mogła nadążyć za programem 9 10 LNG a cost-effiient fuel option. DNV-GL ( ) Szerzej: M. Matczak, Możliwości rozwojowe oraz rola terminala LNG w Świnoujściu na rynku gazowym Bałtyku oraz Europy Północnej i Wschodniej. Logistyka Nr 5/2012. Logistyka 6/

9 rozwojowym małych i średnich terminali LNG planowanych w portach Bałtyku. Analizując rolę LNG w rozwoju transportu morskiego należy także odnieść się do floty, która wykorzystuje gaz płynny do zasilania jednostek napędowych. Zgodnie z prognozami w perspektywie do 2018 roku flota ta ma osiągnąć liczbę 116 jednostek, co zapewne uznać można za poziom minimalny. Jeżeli technologia napędu LNG zyska na popularności (m.in. dzięki poprawie dostępności do paliwa rozwój stacji bunkrowych LNG), liczba ta może ulec istotnemu zwiększeniu. Podkreślić również należy, że zastosowanie napędu LNG wpisuje się w europejską inicjatywę Clean Power for Transport, dlatego też w ramach programów pomocowych (m.in. Connecting Europe Facility) istnieje możliwość dofinansowania inwestycji w czyste rozwiązania napędowe, w tym w LNG. Summary LNG as a cargo and fuel for maritime transport The article analyzes the demand for LNG transport and the current fleet of marine vessels used for the carriage of liquefied natural gas. It presents also an order book for new ships to transport of LNG. At the same time, the material tests a fleet of vessels that use LNG as a source of power. It presents typologies of currently operated fleet, and points out the new orders for such type of vessel. In addition, reference is made to the grounds for using LNG as maritime fuel. Literatura 1. CO2&Ship Transport emission Abatement by LNG. Valencia Port Foundation, Valencia Costs and Benefits of LNG as Ship Fuel for Container Vessels. MAN Diesel&Turbo H.K.Haram, LNG in Europe? ShortSea Shipping NORWAY ( ) ( ). 5. LNG a cost-effiient fuel option. DNV-GL ( ). 6. Matczak M., Możliwości rozwojowe oraz rola terminala LNG w Świnoujściu na rynku gazowym Bałtyku oraz Europy Północnej i Wschodniej. Logistyka Nr 5/ Mohn H., An overview of compliance strategy of ship-owners in the SECA area.bpo Conference, Ronne Logistyka 6/

10 8. North European LNG Infrastructure Project. Appendix 2. Danish Maritime Authority, March 2012, TEN-T Project (2010-EU S). 9. RS Platou Monthly, August ( ). 10. Second IMO GHG Study IMO The LNG Industry GIIGNL. France Logistyka 6/