Newbuilt bulk carrier life-cycle study: emissions, cost, and long-term effects
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2022-05-16
Department
Major/Subject
Marine Technology
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
58
Series
Abstract
The thesis sets out to answer whether replacing old bulk carriers with more efficient ones much before the end of their design life can lead to a net reduction in greenhouse gas emissions. For this to happen, the emissions produced from operating an old ship normally until the end of its design life have to exceed those from building the new ship, scrapping the old one, and operating the new one for a time period set by the remaining design life of the old ship. In the thesis it was assumed that the only differentiating life cycle process between ships are the operational emissions, with the remaining processes affecting all ships equally. Operational emissions were based on EU MRV data, corrected for differences in operational conditions where appropriate and possible, while emissions for all other life cycle processes were taken from literature. The ships studied were bulk carriers in the 35 000 – 55 000 DWT range and built between 2004 and 2008, which were compared to a modern 45 000 DWT design. Two methods of comparison were devised. The first method used benchmark speed, ISPI and EEOI values set by ships according to the reference modern design, to produce operational emissions break-even curves as functions of build year. It was found that capacity utilization has no discernible effect on ISPI values, and this was used to balance the differences in capacity utilization for EEOI. The second method used calibrated power to speed curves to estimate the produced emissions from a replacement ship with operational parameters set by an old ship, with results produced both with and without a multiple ships factor. In both methods, it was found that in 65% to 79% of cases, on average, an advanced replacement would lead to a net reduction of emissions.Arbetets mål är att undersöka om ersättningen av gamla bulklastfartyg med mer bränslesnåla varianter långt före deras planerade skrotningsdatum kan leda till minskningar i totala utsläpp av växthusgaser. För att detta ska vara möjligt måste utsläppen ett existerande fartyg genererar fram till dess planerade skrotningsdatum överstiga utsläppen från hela utbytesprocessen, samt utsläppen det ersättande fartyget genererar fram till det gamla fartygets skrotningsdatum. I arbetet har det antagits att skillnaderna i livscykelsutsläpp mellan olika skepp härstammar från skillnader i utsläppen från operativa processer, varpå utsläppen från återstående processer påverkar alla skepp i lika mått. Operativa utsläpp är baserade på MRV data, som enligt lämplighet korrigerats enligt skillnader i operativa förhållanden. Utsläppen från icke-operativa processer är baserade på data från tidigare studier. Skepp i storleksklassen 35 000 – 55 000 dödviktston och byggda mellan 2004 och 2008 undersökts som kandidater för skrotning, och som ersättande skepp har en modern design på 45 000 dödviktston studerats. Två metoder för jämförelsen framställdes. Den första metoden använder sig av referensvärden från ersättande designen för att producera gränsvärden för operativa utsläpp som funktioner av byggnadsår. I studien framkommer det att kapacitetsutnyttjandegraden har en mycket liten inverkan på ISPI, vilket används för att balansera EEOI enligt kapacitetsutnyttjande. I den andra metoden kopplas kalibrerad hastighets- och konsumptionsdata för det ersättande skeppet ihop med operativ data från de äldre skeppen, för att uppskatta utsläppen om båda skeppen användes likadant. I båda metoderna framkommer det att ersättningen i 65% till 79% av de skeppen studerade leder till en minskning i utsläpp.Description
Supervisor
Hirdaris, SpyrosThesis advisor
Jansson, TommiKeywords
life cycle emissions, greenhouse gases, bulk carriers, MRV