”Vi er meget tæt på at være i mål. Faktisk er der kun tale om finjusteringer i den kommende tid for at hive de sidste besparelser ud. Og så kan vi glæde os over, at vi stort set ikke har røg fra skorstene mere. For nu forbrænder vi konstant vores olie optimalt,” forklarer senior maskinchef Carsten Johansen. Han peger på en skærm i kontrolrummet om bord på Scandlines’ Rødby-Puttgardenfærge Prinsesse Benedikte. Grafikken på skærmen viser, at fremdriften på den dieselelektriske færge, midtvejs på Femern, sikres fra kun ét genset, suppleret af 1.200 kW fra færgens batteripakke.
Normalt ville servicefarten skulle opretholdes med to eller tre af færgens oprindelige fem gensets koblet ind, men ikke mere. Prinsesse Benedikte er nemlig blevet ombygget til verdens p.t. største hybridfærge. For med kun omkring ti måneder til ikrafttrædelsen af IMO’s skærpede ECA-regler, der for hele færgerederiets operationsområde betyder, at grænseværdien for svovlpartikler i udstødsgassen (SOx) flyttes fra 1,0 pct. til 0,1 pct., har Scandlines nemlig afsat mere 300 mio. kr. til at komme på omgangshøjde med de nye miljøregler.
Af den samlede investering skal de 110 mio. kr. i det kommende halvår gøre alle fire færger mellem Rødby Havn og Puttgarden til såkaldte hybridfærger. Det vil sige færger, der kombinerer HFO (heavy fuel-olie) eller MGO (marine gasolie)-drevne dieselgeneratorer med energi opladet i en stor batteripakke om bord. Prinsesse Benedikte er allerede ombygget til hybridfærge og kan dermed nu præsentere et væsentligt optimeret bunkerforbrug svarende til en 15 pct. reduceret CO2-udledning.
Det femte genset
Det, der konkret gør Prinsesse Benedikte og, i de kommende måneder, de øvrige tre dieselelektriske færger på ruten til hybridfærger, er integrationen af et batteri som erstatning for et af de oprindeligt fem gensets.
Batteriet på 2,7 MWh består af 399 65 kilo tunge 6,5 kWh lithium polymer-elementer, der sammen med invertersystemet vejer omkring 50 tons. Genset'et, batteriet erstatter, vejer til sammenligning omkring 85 tons, så installationen bidrager altså med en vægtbesparelse svarende til dødvægten fra et stort vogntog. Fysisk fylder hybridsystemet nogenlunde det samme som det genset, der er fjernet. Systemet er da også placeret, hvor genset’et tidligere stod i maskinrummet med batteripakken nederst og invertersystemet placeret oven på et nyt mellemdæk.
Invertersystemet sørger for, at batteriet, der kan betragtes som et genset uden bevægelige dele, er koblet op på færgens hovedstrømtavle på samme måde som de fire tilbageblevne generatorer.
Kongstanken
Hovedideen med hybridsystemet er at opnå energibesparelser ved kun at anvende færgens motorer med den optimale belastning. Det vil sige en kontinuerlig belastning på mellem 85 og 90 pct. Dermed vil det at koble et ekstra genset ind eller ud altså bevirke et pludseligt stort spring i den tilgængelige strøm, når den gennemsnitlige belastning tidligere lå mellem 40 og 55 pct. på de to til tre anvendte gensets til søs, og på 8 til 10 pct. i havn.
Hybridsystemet udnytter og fordeler imidlertid denne umiddelbart ufleksible strømproduktion ved hjælp af batteripakken. For når de typisk et til to anvendte gensets med 85 til 90 pct. belastning producerer mere energi, end der skal bruges til operation af færgen, lagres den overskydende energi på batterierne. På andre tidpunkter kan batteriet så til gengæld levere den energi, der gør, at man kan undgå at starte det andet eller tredje genset.
Resultatet er dermed, at de fire motorer, når de anvendes, altid køres optimalt i forhold til forbrændingen - altså udnyttelsen af olien, hvormed bunkerforbruget og dermed CO2-udledningen reduceres.
Andre fordele
Carsten Johansen fortæller, at ombygningen af Prinsesse Benedikte til hybridfærge har betydet en kulturændring om bord: ”Tidligere, da vi kunne have tre-fire generatorer kørende samtidigt, betød det ikke det store, om man lige lagde håndtagene ned og accelererede hårdt. Nu er der i det daglige kommet et helt andet fokus på at gøre det hele stille og roligt,” siger han.
Carsten Johansen fortæller også, at en anden positiv afledt effekt af hybridsystemet er et reduceret vedligeholdelsesbehov: ”Tidligere skulle vi planlægge med vedligeholdelsesintervaller på motorerne en gang om måneden. Men når vi nu anvender motorerne lang mere effektivt, forventer jeg, at vi i stedet kan snakke kvartalsvise intervaller,” uddyber han.
Selv om hybridsystemet i praksis udelukker anvendelsen af tre-fire gensets samtidigt, er der dog på ingen måde tale om, at færgens manøvredygtighed kompromitteres. Batteriet vil aldrig være så afladet, at det ikke 100 pct. kan sikre fuld manøvredygtighed, hvis det kørende genset får et blackout, til et eller flere af de andre tre gensets er oppe at køre.
Faktisk kan et fuldt opladet batteri, ifølge producenten Corvus Energy, drive færge alene i op til 30 minutter. Hybridfærgen er derfor, sammenlignet med en konventionel færge, også væsentligt bedre sikret mod et totalt blackout, der kan have alvorlige konsekvenser under de omkring 8.000 havnemanøvrer, en færge som Prinsesse Benedikte årligt foretager.
Læs også: Siemens levererer "rygmarven" til hybridfærger
Det er Siemens, der har udviklet invertersystemet mellem batteriet og færgens hovedstrømtavle. De oplyser, at skiftet mellem generatorproduceret strøm og oplagret energi vil ske helt automatisk og uden nogen form for driftsforstyrrelser. På en konventionel færge vil et totalt blackout først medføre en stærkt reduceret strømadgang via et nødstrøms-HUB, indtil nødgeneratoren er oppe at køre, stadig med en væsentligt reduceret produktion af strøm.
Scrubbere
Selv om Scandlines investerer 110 mio. kr. i at ombygge de fire Rødby-Puttgardenfærger til hybriddrift, skal de stadig alle fire retrofittes med scrubbere. Færgerne fortsætter nemlig med at anvende HFO efter 1. januar 2015. Men hybridsystemet reducerer det nødvendige omfang af den krævede installation. Havde færgerne ikke fået indbygget hybridsystemet, skulle de hver have haft fem scrubbere med en samlet kapacitet på mere end 17 MW, hvis de skulle have fortsat på HFO efter årsskiftet.
Nu kan de fire færger imidlertid nøjes med ét, kun seks tons tungt, 3,5 MW scrubber-anlæg i den ene skorsten, hvilket er tilstrækkeligt til konstant HFO-drift af et af de fire gensets.
Scandlines forventer dog i perioder ydermere at have behov for at anvende i alt to gensets sammen med batteripakken. Men da behovet for den ekstra power kun ventes at være til stede i knapt 25 pct. af tiden, kan det ekstra genset på økonomisk forsvarlig vis drives på den dyrere MGO, da gevinsten heraf er en halvering af det krævede scrubber-anlæg.
Sideløbende med hybridtanken arbejder Scandlines også på energibesparelser ved hjælp af solceller, LED-belysning og frekvensomformere, mens skrog og propellere allerede er blevet søgt optimeret, siden færgerne blev leveret i 1997.
Færgerne på Scandlines' Øresundsrute mellem Helsingør og Helsingborg sejler allerede på MGO, så her er fokus alene på øvrige energieffektiviseringsmuligheder i forhold til strømforbruget om bord. Anderledes forholder det sig på Gedser-Rostockruten, hvor de to eksisterende tidligere IC-jernbanefærger fra tiden på Storebælt begge skal udfases i de kommende 12 til 15 måneder.
Det kommer til at ske, når Scandlines er færdig med en meget stor ombygning af de to færger Berlin og Copenhagen, som blev overtaget fra det konkursramte P + S Werften i Stralsund for et par uger siden. Færgerne, som oprindelig var tiltænkt Gedserruten, men som værftet ikke kunne færdiggøre i henhold til specifikationerne, får i forbindelse ombygningen installeret scrubbere. Men da også de færger har dieselelektrisk maskineri, vil en hybridløsning på længere sigt også være mulig på Gedser-Rostockruten.
Læs også:
Normalt ville servicefarten skulle opretholdes med to eller tre af færgens oprindelige fem gensets koblet ind, men ikke mere. Prinsesse Benedikte er nemlig blevet ombygget til verdens p.t. største hybridfærge. For med kun omkring ti måneder til ikrafttrædelsen af IMO’s skærpede ECA-regler, der for hele færgerederiets operationsområde betyder, at grænseværdien for svovlpartikler i udstødsgassen (SOx) flyttes fra 1,0 pct. til 0,1 pct., har Scandlines nemlig afsat mere 300 mio. kr. til at komme på omgangshøjde med de nye miljøregler.
Af den samlede investering skal de 110 mio. kr. i det kommende halvår gøre alle fire færger mellem Rødby Havn og Puttgarden til såkaldte hybridfærger. Det vil sige færger, der kombinerer HFO (heavy fuel-olie) eller MGO (marine gasolie)-drevne dieselgeneratorer med energi opladet i en stor batteripakke om bord. Prinsesse Benedikte er allerede ombygget til hybridfærge og kan dermed nu præsentere et væsentligt optimeret bunkerforbrug svarende til en 15 pct. reduceret CO2-udledning.
Det femte genset
Det, der konkret gør Prinsesse Benedikte og, i de kommende måneder, de øvrige tre dieselelektriske færger på ruten til hybridfærger, er integrationen af et batteri som erstatning for et af de oprindeligt fem gensets.
Batteriet på 2,7 MWh består af 399 65 kilo tunge 6,5 kWh lithium polymer-elementer, der sammen med invertersystemet vejer omkring 50 tons. Genset'et, batteriet erstatter, vejer til sammenligning omkring 85 tons, så installationen bidrager altså med en vægtbesparelse svarende til dødvægten fra et stort vogntog. Fysisk fylder hybridsystemet nogenlunde det samme som det genset, der er fjernet. Systemet er da også placeret, hvor genset’et tidligere stod i maskinrummet med batteripakken nederst og invertersystemet placeret oven på et nyt mellemdæk.
Invertersystemet sørger for, at batteriet, der kan betragtes som et genset uden bevægelige dele, er koblet op på færgens hovedstrømtavle på samme måde som de fire tilbageblevne generatorer.
Kongstanken
Hovedideen med hybridsystemet er at opnå energibesparelser ved kun at anvende færgens motorer med den optimale belastning. Det vil sige en kontinuerlig belastning på mellem 85 og 90 pct. Dermed vil det at koble et ekstra genset ind eller ud altså bevirke et pludseligt stort spring i den tilgængelige strøm, når den gennemsnitlige belastning tidligere lå mellem 40 og 55 pct. på de to til tre anvendte gensets til søs, og på 8 til 10 pct. i havn.
Hybridsystemet udnytter og fordeler imidlertid denne umiddelbart ufleksible strømproduktion ved hjælp af batteripakken. For når de typisk et til to anvendte gensets med 85 til 90 pct. belastning producerer mere energi, end der skal bruges til operation af færgen, lagres den overskydende energi på batterierne. På andre tidpunkter kan batteriet så til gengæld levere den energi, der gør, at man kan undgå at starte det andet eller tredje genset.
Resultatet er dermed, at de fire motorer, når de anvendes, altid køres optimalt i forhold til forbrændingen - altså udnyttelsen af olien, hvormed bunkerforbruget og dermed CO2-udledningen reduceres.
Andre fordele
Carsten Johansen fortæller, at ombygningen af Prinsesse Benedikte til hybridfærge har betydet en kulturændring om bord: ”Tidligere, da vi kunne have tre-fire generatorer kørende samtidigt, betød det ikke det store, om man lige lagde håndtagene ned og accelererede hårdt. Nu er der i det daglige kommet et helt andet fokus på at gøre det hele stille og roligt,” siger han.
Carsten Johansen fortæller også, at en anden positiv afledt effekt af hybridsystemet er et reduceret vedligeholdelsesbehov: ”Tidligere skulle vi planlægge med vedligeholdelsesintervaller på motorerne en gang om måneden. Men når vi nu anvender motorerne lang mere effektivt, forventer jeg, at vi i stedet kan snakke kvartalsvise intervaller,” uddyber han.
Selv om hybridsystemet i praksis udelukker anvendelsen af tre-fire gensets samtidigt, er der dog på ingen måde tale om, at færgens manøvredygtighed kompromitteres. Batteriet vil aldrig være så afladet, at det ikke 100 pct. kan sikre fuld manøvredygtighed, hvis det kørende genset får et blackout, til et eller flere af de andre tre gensets er oppe at køre.
Faktisk kan et fuldt opladet batteri, ifølge producenten Corvus Energy, drive færge alene i op til 30 minutter. Hybridfærgen er derfor, sammenlignet med en konventionel færge, også væsentligt bedre sikret mod et totalt blackout, der kan have alvorlige konsekvenser under de omkring 8.000 havnemanøvrer, en færge som Prinsesse Benedikte årligt foretager.
Læs også: Siemens levererer "rygmarven" til hybridfærger
Det er Siemens, der har udviklet invertersystemet mellem batteriet og færgens hovedstrømtavle. De oplyser, at skiftet mellem generatorproduceret strøm og oplagret energi vil ske helt automatisk og uden nogen form for driftsforstyrrelser. På en konventionel færge vil et totalt blackout først medføre en stærkt reduceret strømadgang via et nødstrøms-HUB, indtil nødgeneratoren er oppe at køre, stadig med en væsentligt reduceret produktion af strøm.
Scrubbere
Selv om Scandlines investerer 110 mio. kr. i at ombygge de fire Rødby-Puttgardenfærger til hybriddrift, skal de stadig alle fire retrofittes med scrubbere. Færgerne fortsætter nemlig med at anvende HFO efter 1. januar 2015. Men hybridsystemet reducerer det nødvendige omfang af den krævede installation. Havde færgerne ikke fået indbygget hybridsystemet, skulle de hver have haft fem scrubbere med en samlet kapacitet på mere end 17 MW, hvis de skulle have fortsat på HFO efter årsskiftet.
Se billeder fra installationen om bord på Prinsesse Benedikte i galleriet til højre
Nu kan de fire færger imidlertid nøjes med ét, kun seks tons tungt, 3,5 MW scrubber-anlæg i den ene skorsten, hvilket er tilstrækkeligt til konstant HFO-drift af et af de fire gensets.
Scandlines forventer dog i perioder ydermere at have behov for at anvende i alt to gensets sammen med batteripakken. Men da behovet for den ekstra power kun ventes at være til stede i knapt 25 pct. af tiden, kan det ekstra genset på økonomisk forsvarlig vis drives på den dyrere MGO, da gevinsten heraf er en halvering af det krævede scrubber-anlæg.
Sideløbende med hybridtanken arbejder Scandlines også på energibesparelser ved hjælp af solceller, LED-belysning og frekvensomformere, mens skrog og propellere allerede er blevet søgt optimeret, siden færgerne blev leveret i 1997.
Færgerne på Scandlines' Øresundsrute mellem Helsingør og Helsingborg sejler allerede på MGO, så her er fokus alene på øvrige energieffektiviseringsmuligheder i forhold til strømforbruget om bord. Anderledes forholder det sig på Gedser-Rostockruten, hvor de to eksisterende tidligere IC-jernbanefærger fra tiden på Storebælt begge skal udfases i de kommende 12 til 15 måneder.
Det kommer til at ske, når Scandlines er færdig med en meget stor ombygning af de to færger Berlin og Copenhagen, som blev overtaget fra det konkursramte P + S Werften i Stralsund for et par uger siden. Færgerne, som oprindelig var tiltænkt Gedserruten, men som værftet ikke kunne færdiggøre i henhold til specifikationerne, får i forbindelse ombygningen installeret scrubbere. Men da også de færger har dieselelektrisk maskineri, vil en hybridløsning på længere sigt også være mulig på Gedser-Rostockruten.
Læs også:
BREAKING