Återvunnen spillvärme kan leda till stora bränslebesparingar

Mycket av den energi ett fartyg producerar försvinner genom skorstenen i form av avgaser. Men om man bättre tog tillvara på spillvärmen från avgaserna skulle fartyget kunna spara bränsle och påverkan på miljön minskas

Fredrik Ahlgren vid Sjöfartshögskolan, Linnéuniversitetet, visar i sin avhandling hur ett passagerarfartyg kan spara 1372 kg bränsle per dag, motsvarande 5,9% av fartygets genomsnittliga bränsleförbrukning, genom att omvandla delar av spillvärmen från avgaserna till elektrisk energi.

Varför har du valt just detta forskningsområde?
- Jag har ett stort intresse av ny teknik och ett starkt intresse i miljöfrågor. Eftersom jag tidigare har jobbat till sjöss var forskningsområdet som klippt och skuret för mig, och detta var ett sätt för mig att känna att jag kan göra skillnad, säger Fredrik Ahlgren.

Studierna utgår från ett års maskindata från passagerarfartyget M/S Birka som trafikerar Stockholm-Mariehamn. Att det blev just ett kryssningsfartyg beror på komplexiteten i färjetrafiken där restauranger, rekreationsområden och annat vanligtvis innebär mer komplexa energisystem. Fredrik Ahlgrens forskning skiljer sig från annan forskning inom området genom att han fokuserat på just det enskilda fartyget och dess energisystem över en lång tidsperiod.

En femtedel av fartygets hela elanvändning
Den insamlade datan har körts i olika simulationer för att ta reda på hur en organisk rankinecykel, ORC, på bästa sätt skulle kunna omvandla spillvärmen till energi. En rankinecykel använder spillvärmen för att förånga vätska. Ångan expanderar sedan i en turbin som genererar energi medan ångan kondenserar till vätska och går tillbaka till ångpannan i ett slutet system. Simulationerna på M/S Birka visar att den elektricitet som ORC:en skulle kunna generera motsvarar upp till en femtedel av fartygets hela elanvändning.

Men även om forskningen visar hur man kan kan spara energi tror Fredrik Ahlgren att det kommer ta tid innan en sån här lösning blir verklighet.

- Jag tror tyvärr att oljepriserna behöver gå upp markant innan det blir intressant. Så länge som en investering måste betalas på några få år blir en eventuellt långsiktig lönsam investering inte intressant.

Genom att utgå från verkliga data från M/S Birka, studier ombord och intervjuer med besättningen har Fredrik Ahlgren bundit samman de vetenskapliga teorierna och modellerna med verkligheten ombord på fartyget. Det skapar en bättre förståelse för hur energieffektiviteten kan optimeras ur en operativ synvinkel.

Vad blir nästa steg?
- Jag står lite i utav ett vägskäl just nu. Antingen fortsätter jag på spåret med kryssningsfartyg och utökar mina studier till fler fartyg och tekniska lösningar, eller lyfter jag blicken och ser till teknikens roll i kombination med människan som kör fartygen. Leder verkligen en energieffektivisering till lägre energianvändning?, säger Fredrik Ahlgren.

Enligt IMO, FN:s internationella maritima organisation, väntas sjöfarten öka med 200-300 procent fram till år 2050. Mot den bakgrunden är det av yttersta vikt att sjöfarten minskar sin påverkan på klimatet.

Hur tror du din forskning kan bidra till ett bättre klimat?
- Framförallt behöver vi utvärdera hur de befintliga tekniska lösningar som finns fungerar i de systemen på fartygen som finns idag. Här finns en outsinlig källa till att utreda. All forskning som leder till en förbättrad användning av den teknik som finns ger åtminstone en teoretisk möjlighet till minskad klimatpåverka, säger Fredrik Ahlgren.