Utfasning av fossila bränslen är högprioriterat inom sjöfartsindustrin, och vätgas och bränsleceller har en viktig roll för branschens gröna omställning. Den ansedda branschexperten Mikko Niini berättar om hur han ser på de utmaningar som måste övervinnas, och den viktiga roll som vätgas kan spela för den här avgörande industrisektorn.

Sjöfarten är ett av de mest energieffektiva transportsätten. Den spelar en viktig roll för den globala handeln: omkring 80 % av all godsvolym transporteras sjövägen (Review of Maritime Transport 2023, United Nations Conference in Trade and Development). Samtidigt står sjöfarten också för en betydande del av de globala utsläppen av växthusgaser: totalt nästan 3 % av alla utsläpp som orsakas av mänskliga aktiviteter.

Därmed råder det hård press på branschen för att fasa ut fossila bränslen. När Internationella sjöfartsorganisationen (IMO) reviderade sin växthusgasstrategi 2023 fastställdes mål om att minska utsläppen av växthusgaser med minst 20 % fram till 2030 respektive med minst 70 % fram till 2040 jämfört med 2008 års nivåer, samt att uppnå nettonollutsläpp av växthusgaser från internationell sjöfart fram till 2050.

EU sätter hård press på sjöfarten, bland annat genom att branschen inkluderas i EU:s utsläppshandelssystem från och med början av 2024. Rederier och befraktare står inför stora utmaningar: de måste fatta beslut om vilka alternativa bränslen och energibesparande tekniker som ska användas för att kunna uppnå egna mål om utfasning av fossila bränslen, uppfylla de allt striktare kraven i nationella och internationella bestämmelser och leva upp till målen i Parisavtalet (COP21).

Vätgasdrift inom sjöfart medför utmaningar

Vätgas har använts i industriella processer under flera decennier, bland annat inom oljeraffinering och metallurgi. Dessutom används det för produktion av ammoniak och metanol: två bränslen som är realistiska alternativ till traditionella fossila bränslen inom sjöfartsindustrin. En av dagens största utmaningar vad gäller vätgas är att lejonparten av den fortfarande produceras med fossila bränslen, som naturgas. Dessutom finns det fortfarande inga formellt fastställda regelverk och förordningar om användning av vätgas som sjöfartsbränsle, och arbetet med denna fråga inom IMO går långsamt.  

En annan utmaning är att användning av vätgas som direkt bränsle kräver betydligt större utrymme ombord på ett fartyg jämfört med dieselolja. Gasen kan lagras i vätskeform under -253 °C, men det kräver stora mängder energi och specialiserade lagringssystem. Vätgas medför också en del unika säkerhetsutmaningar eftersom det är mycket explosivt.

Dessutom behövs en specifik bränsleinfrastruktur. För att vätgas ska kunna bidra till den gröna omställningen inom sjöfarten måste det finnas en infrastruktur där vätgasbränsle kan distribueras, lagras och levereras. En sådan infrastruktur finns inte på plats ännu. Det finns gott om planerade initiativ på papper, men utvecklingen inom sjöfartsbranschen kan inte få upp farten förrän klassificeringsorgan, myndigheter och leverantörer har gjort sin del av arbetet.

Norge tar täten för vätgas i sjöfarten

Trots de här utmaningarna finns det länder som Norge, där omfattande teknikutveckling pågår och statliga stödprogram finns på plats för att öka användningen av vätgas som bränsle inom sjöfarten. Norges tätposition på det här området beror på att den norska regeringen ser vätgas – och framför allt grön vätgas – som avgörande för att lyckas uppnå nettonollutsläpp till 2050. Landet är också världsledande inom sjöfart i allmänhet.  

MF Hydra är världens första färja som drivs med flytande vätgas. Den är resultatet av ett samarbete mellan flera företag. I fartyget används PEM-bränsleceller (polymerelektrolytmembran). År 2024 fick ett norskt varv en order på att bygga två vätgasdrivna färjor för rutten Bodö-Lofoten (en resa på tre och en halv timme) som Torghatten Nord vann kontraktet för 2022.

Förutom Norge är även Japan banbrytande när det gäller användning av vätgas inom sjöfarten. För att andra länder ska kunna följa efter måste arbetet med att ta fram regelverk för användningen av vätgas inom sjöfarten påskyndas. Antagandet av den så kallade IGF-koden (International Code of Safety for Ships using Gases or other Low-flashpoint Fuels) 2017 var ett viktigt steg, eftersom den möjliggör användning av alternativa utformningar (”alternative design”), enligt särskild definition, när system för lagring och leverans av vätgasbränsle ska godkännas.

Bränslecellssystem i maritima miljöer 

Bränsleceller är effektivare än förbränningsmotorer och gasturbiner, och eftersom de är enkla konstruktioner med få rörliga delar är de också tysta och pålitliga. De kan komma att spela en avgörande roll för möjligheterna att använda vätgas som bränsle i fartyg med elektrisk framdrivning. I dag finns det flera marina projekt där PEM-bränsleceller används och ABB är en ledande aktör på det här området, med en modulär bränslecellslösning som kan användas i kombination med batterier eller motorer ombord på fartyg.

Användningen av bränsleceller i maritima applikationer är fortfarande i sin linda, men precis som för andra tekniker kommer utvecklingen och uppskalningen att gå snabbare allt eftersom företag och forskningsinstitutioner samverkar med sina kunskaper och resurser. Vindkraftsindustrin är ett bra exempel på hur snabbt den här typen av förändringar kan ske. I den första vågen av havsbaserade vindkraftsparker användes turbiner med kapaciteter omkring 2–3 MW, medan turbinerna i de senaste projekten har cirka sex gånger så stor kapacitet: 15–20 MW.

Bränsleceller kommer att bli oerhört viktigt för sjöfartsindustrins gröna omställning, framför allt vad gäller el- och hybridfartyg som blir allt mer populära. Helelektriska fartyg är redan i drift på kortare reguljära färjelinjer, medan hybridfartyg snabbt är på väg att bli standardvalet i RoPax-segmentet.

Snabb utveckling av regelverk och infrastruktur är avgörande

Sjöfartsindustrin har redan kommit en bra bit på väg med utfasningen av fossila bränslen och övergången till alternativa bränslen, som vätgas. Nästa avgörande steg är att tillsammans med tillsynsmyndigheter och regeringar påskynda utvecklingen av regelverk, säkerhetskoder och infrastruktur, så att vätgas snabbare kan börja användas som energikälla på allt fler områden.  

Om författaren 

Image

Mikko Niini är VD för det egna konsultföretaget Vientistrategit Oy, senior rådgivare för Gaia Consulting och ordförande för Sjöfartsförbundet i Finland. Innan han formellt gick i pension 2014 var han VD för Aker Arctic Technology.

Mikko har innehaft flera ledande chefsbefattningar på olika varv under de senaste 30 åren. Han har varit styrelseordförande för såväl tankfartygsföretaget Navidom Ltd som Rauma Marine Constructions Ltd, och han har varit styrelseledamot för bland annat ESL Shipping, Nemarc Shipping Corporation, ZAO Arctic Shipping Service och Troms Offshore ASA.