I en masteroppgave fra Handelshøyskolen BI har Adrian Håberg og Stefan Rakic studert hvordan TechnipFMC – et selskap i EPCI-industrien – kan redusere CO2-utslippene fra de maritime operasjonene. TechnipFMC ønsker å bruke resultatene fra studien til sine utslippsberegninger i et verktøy for bedre fartøyplanlegging. The Deep Energy er selskapets state-of-the-art rørleggingsskip. Foto: TechnipFMC

Maritime fartøyer slipper ut rundt 2,5 prosent av de globale klimagassene, samlet sett ca. 940 millioner tonn CO2 årlig. I EU-sonen står maritime fartøy for 13 prosent av totale klimagassutslipp. Estimater fra International Transport Forum sier at global skipsfart vil nå omtrent 1.090 millioner tonn CO2-utslipp innen 2035, en økning på 23 prosent fra 2015. International Maritime Organization mener at «business-as-usual» vil øke globale maritime CO2-utslipp i størrelsesorden 50 til 250 prosent innen 2050. Noe må med andre ord gjøres.

I en masteroppgave fra Handelshøyskolen BI har to studenter studert hvordan et selskap i EPCI-industrien (Engineering, Procurement, Construction and Installation) kan redusere CO2-utslippene fra de maritime operasjonene. Studien er gjennomført i samarbeid med TechnipFMC.

EPCI-industrien

De fleste prosjektene i EPCI-industrien er offshore eller subsea, der entreprenøren står for design og bygging. Siden det siste oljeprisfallet i 2014 har det vært utfordrende for EPCI-entreprenører å drive kostnadseffektivt. Mellom 2013 og 2016 gikk ordreinngangen ned med mer enn 70 prosent, og mange entreprenører overlevde ved å levere oppdrag de fikk før 2014. I denne perioden gikk marginene i EPCI-bransjen ned fra 10 til 5 prosent. Trenden har nå snudd, og ordreinngangen er igjen stigende. For eksempel var etterspørselen etter installerte kabler i vindmølleprosjekter på 1.800 kilometer i 2019, mens den var forventet å vokse til 4.300 kilometer i løpet av 2020. Næringen er ofte knyttet til olje- og gassektoren, men ser nå også et sakte skifte til grønne prosjekter, for eksempel vindmølleprosjekter innen fornybar energi. Det er vanlig i denne bransjen at entreprenøren anskaffer materialene og transporterer konstruksjonene til feltet, samt installerer og vedlikeholder dem. Til dette er de avhengige av fartøyer. Prosjektene er ofte komplekse og unike, noe som resulterer i mangel på standardisert planlegging og gjennomføring.

Service vs kostnader og utslipp

Forskning viser at det er en klar sammenheng mellom drivstofforbruk og servicenivå. Skal et høyt servicenivå oppnås, krever det mer drivstofforbruk. Servicenivå er nært knyttet til tid og tidsfrister, og drivstofforbruk driver opp kostnader og utslipp. Forsinkelser i denne industrien, kan ha betydelige økonomiske konsekvenser. Undersøkelser viser at kostnadene for å forsinke en boreoperasjon i oljeindustrien er på omtrent 5.000 EUR per time. Høy service vil derfor være et viktig suksesskriterium, og gjør at drivstofforbruk kan bli en salderingspost og høyere enn strengt tatt nødvendig. Problemstillingen i masteroppgaven var derfor å se på hvordan man kan redusere drivstofforbruket (og da også utslipp), uten at det går ut over servicenivået.

Fellesforsendelser gir gevinst

I masteroppgaven ble det utviklet en algoritme som med visse regler skulle prøve å levere et sett forsendelser med minst mulig CO2-utslipp, uten å skape store forsinkelser. En forenkling av problemstillingen kan lyde som følger: Det skal fraktes 3.800 tonn materialer fra Barcelona til Kristiansund, i samme tidsperiode er det en last på 380 tonn som skal fraktes fra Le Trait til Kristiansund. I alle tre havnene finnes det skip med kapasitet på 3.200, 5.000 og 13.000 tonn. Spørsmålet blir da hva er best rute og hvilket skip skal velges for å dekke denne etterspørselen.

I studien ble det jobbet med 18 slike forsendelser, hvor det var oppgitt planlagt avreise dato og valg av skip. Algoritmen skulle finne svar på beste rutevalg av disse 18 forsendelsene, hvor ideen var å danne fellesforsendelser. Algoritmen foreslo 9 ulike fellesforsendelser som kunne være optimale å gjennomføre. Neste steg i analysen var å beregne effekten på utslipp. Resultatet viste at et valg av 4 av de 9 forslagene til fellesforsendelser ga størst reduksjon i CO2-utslipp sammenlignet med enkeltforsendelser. Mer data ville nok funnet flere lønnsomme fellesforsendelser.

Med den opprinnelige planen, uten fellesforsendelser, ble utslippene samlet sett beregnet til 2.273,12 tonn. Forslaget, med bruk av algoritmen, endte på et totalt utslipp på 2.147,18 tonn.

Aktørene i EPCI-bransjen er ofte knyttet til olje- og gassektoren, men ser nå også et sakte skifte til grønne prosjekter, for eksempel vindmølleprosjekter innen fornybar energi. I bransjen er det vanlig at entreprenøren anskaffer materialene og transporterer konstruksjonene til feltet, samt installerer og vedlikeholder dem. Prosjektene er ofte komplekse og unike, noe som resulterer i mangel på standardisert planlegging og gjennomføring. Foto: Colourbox

Stort potensiale

En begrensning ved datasettet var at alle undersøkte og optimaliserte turer var i Europa. Det gir ikke resultater som inkluderer lange distanser, hvor fellesforsendelser kan ha en mer betydelig effekt. For eksempel er en forsendelse fra Singapore til Orkanger på 9.040 nautiske mil, mens den lengste ruten i datasettet er på 3.217 nautiske mil. Dette kan ha enorme utslag når et skips hovedmotor bruker mellom 3,36 og 19,70 tonn drivstoff hver dag. Fellesforsendelser på lengre ruter kan med andre ord ha større potensial for utslippsreduksjon.

I tillegg kan utnyttelsesfaktor på langdistanseruter gi et enda nøyere estimat på utslipp. Utnyttelsesgraden til et fartøy har innvirkning på drivstofforbruket, og forbruket varierer opptil 6 prosent avhengig av om skipet er fullastet eller om det kjører på ballast. Siden dette datasettet bare ser på forsendelser med korte distanser er ikke utnyttelsesgrad relevant å inkludere. Det ville bare gjort algoritmen mer komplisert uten å gi vesentlig endret effekt på resultatene.

Koordinering

Et funn fra studien viser også at noen av forsendelsene kunne ha vært planlagt bedre, for å passe bedre med hverandre. Et eksempel fra datasettet er fire forsendelser som alle gikk mellom de samme havnene, men hver tur skulle utføres med forskjellige skip og turene var planlagt til å skje mellom 15. mars, 26. april, 25. juni og 27. juni. For eksempel kunne forsendelsene i mars og april blitt utført som en felles forsendelse med bedre planlegging. Imidlertid foreslår ikke algoritmen dem som en felles forsendelse, fordi det er for mange dager mellom dem. Det er en begrensing som er satt for å ikke forsinke prosjektene for mye. Forsendelsene i juni kunne også ha blitt utført av samme fartøy siden det da er snakk om tur/retur.

Endringer i materiell

Et funn fra studien er at algoritmen anbefalte å bruke mindre skip på enkelte turer, selv om noen ruter ble slått sammen. Det kan være flere grunner til at de planlagte turene skulle utføres av større skip enn nødvendig målt i kapasitet på DWT (dødvekttonn). Én kan være at det var disse fartøyene som var tilgjengelige på tidspunktene turene skulle utføres. En annen grunn kan være at antagelsen om å måle lasten i DWT ikke samsvarer med faktisk nødvendig kapasitet for lasten. Noen ganger kan man transportere et bredt eller langt rør, som kan kreve et større fartøy enn hva vekten indikerer, eller en kompleks havbunnsinstallasjon, som krever et spesielt fartøy. Disse faktorene ble ikke simulert i studien, hvor bare skipets DWT-kapasitet er tatt med, og representerer et utviklingsområde for algoritmen.

Utvikling av verktøy og strategi

Gjennom denne studien er det forsøkt å forstå hvordan deling av fartøy kan påvirke karbonavtrykket i de maritime operasjonene. Det har vært et ønske å finne ut hva som kan være viktige målefaktorer for et fartøys utslipp. Målene ble definert i samarbeid med TechnipFMC, som ønsker å bruke resultatene fra denne studien til sine utslippsberegninger i et verktøy for bedre fartøyplanlegging. Resultatene fra studien fastslår at deling av fartøyer reduserer karbonavtrykket. Dermed kan deling av fartøy brukes som en strategi i planleggingsprosessen for å redusere CO2 -utslipp.

Planlegging, planlegging, planlegging

En optimalisering av forsendelsesdataene i denne studien, resulterte i en reduksjon av CO2-utslippet med 125,94 tonn for alle planlagte forsendelser. Dette er en reduksjon på 5,54 prosent.

Studien viser at deling av fartøyer reduserer CO2-utslipp på grunn av flere faktorer. For det første reduseres CO2-utslippet fordi færre fartøy blir brukt. Færre skip betyr lavere utslipp på grunn av mindre tilbakelagt distanse. Videre viser resultatene at fartøydeling kan oppnås uten noen signifikant økning i fartøystørrelse. Det er med andre ord tilstrekkelig ledig kapasitet i benyttede fartøy. Videre antyder funnene at hastighet og størrelsen på fartøyet er de viktigste faktorene som påvirker det totale CO2-utslippet.

Siden forsendelser og last er komplekse i denne bransjen, vil det imidlertid ikke alltid være mulig eller gunstig å gjennomføre felles forsendelse. Likevel, begrensningene i denne studien tatt i betraktning, viser resultatene at felles forsendelser har et potensiale. Implementeringen derimot, vil nok kreve grundigere planlegging og sannsynligvis en utvidet planleggingsfase.

Artikkelforfatterne Adrian Håberg (t.h.) og Stefan Rakic har fullført masterutdannelsen sin ved Handelshøyskolen BI i 2020, med spesialisering i Logistics, Operations and Supply Chain Management. De valgte denne masteroppgaven ut fra en interesse for å finne muligheter der et selskap kan jobbe mer klimavennlig, samtidig som bunnlinjen har en positiv vekst. Adrian (26) jobber nå som controller for GK Inneklima, Skandinavias ledende tekniske entreprenør og servicepartner. Stefan (26) jobber som controller for Dekkmann som eies av tyske Continental. Foto: Henning Ivarson

KLIKK for alle artikler i LOGMA logistikk fagartikler.