ElMar - Electrification of maritime transport and the ports of the future

Challenges related to electrification of maritime transport have been mapped in a new SINTEF project, owned by the port of Trondheim, in cooperation with port authorities, grid companies, energy companies and ship-owners. The aim was to reduce emissions by making the establishment and use of shore power and battery charging facilities more attractive. Access to attractive shore power and battery charging facilities is key to achieving the objectives for the reduction of emissions from maritime transport. The development of such facilities is underway, but the utilisation rate is low. This is partly due to a non-optimised use of available power and energy, and partly due to uncertainties regarding the technical solutions. The ElMar project has investigated how integrated energy systems and new business models can make it more attractive to develop, operate and utilise shore power and battery charging facilities. Furthermore, ElMar aimed to break down technical barriers through increasing the understanding of how such facilities affect the electricity grid and its components. By bringing together stakeholders from across the value chain, the project contributes to a holistic approach to electrification of maritime transport, where the needs of the different players are safeguarded. The project was divided into five key activities related to: * integrated energy systems, * stresses on components, * business models, * case studies, * project management and communication. The project put emphasis on innovation and knowledge development in the maritime industry. The approach was multidisciplinary, and the innovations include new planning tools, new technical solutions and new business models. ElMar has contributed to international competitiveness and increases the potential for value creation locally. Selected deliverables include: * project memo on load profiles in ports * planning tool for shore power and distributed production * corrosion guide * project memo on voltage quality measurements * report on acceptable short-term over-loading of transformers and cables * report on new business models in the ports of the future * project memo describing cost comparison * cost comparison tool * essay on recommendations to regulations and requirements to shore power * report from case studies * scientific paper on corrosion model (submitted) * scientific paper on dimensioning of energy storage in ports * scientific paper on challenges and need of combined charging of ferried and vehicles * two workshops For more information, see https://www.sintef.no/en/projects/elmar-electrification-of-maritime-transport-and-the-ports-of-the-future/.

De sentrale virkningene ved oppfyllelse av prosjektmålene er at det er blitt mer økonomisk attraktivt å bygge ut, drifte og benytte landstrøm- og ladestrømanlegg og at den tekniske usikkerheten blir redusert. Deltagende partnere, som representerer verdikjeden helt fra rederier til nettselskap, har i ElMar gjort en felles FoU-innsats, og er også de første som tar i bruk forskningsresultatene. Den langsiktige effekten av ElMar er en vellykket elektrifisering av maritim transport. Dette vil redusere klimagassutslipp (direkte i havnene og indirekte ved å ta markedsandeler fra landtransport), lokal luftforurensning og støy, samt styrke næringen (igjen direkte ved økt salg i havnene og indirekte ved økt sjøtransport). For å realisere virkningene og effektene, er det, som en del av resultatformidlingen i prosjektet, utarbeidet anbefalinger til myndigheter og kommersielle aktører. Disse er formidlet gjennom workshops, konferanser, seminarer, podcasts og fagblader.

Tilgangen på attraktive landstrøms- og ladestrømsanlegg er sentral for å nå nasjonale og internasjonale mål for reduksjon av lokale og globale utslipp fra maritim transport. Utbyggingen har startet, men utnyttelsesgraden er lav. ElMar vil utvikle verktøy, modeller og kunnskap som gjør det økonomisk bærekraftig å bygge ut, drifte og benytte landstrøms- og ladestrømsanlegg, uten at det går på bekostning av strømnettet og enkeltkomponenter. Prosjektet skal bidra til at elektrifiseringen av maritim transport skjer på en helhetlig måte, der behovene til ulike aktører i havnene blir ivaretatt. I enkelte havner kan landstrømsanlegg medføre høye investeringskostnader for effekt som kun brukes i korte perioder. For å øke utnyttelsesgraden av effektkapasiteten i havner vil ElMar se på flerbruk, der havnen er en del av et integrert energisystem hvor tilgjengelig effekt ogsåbrukes av andre strømkunder. På den tekniske siden finnes det flere utfordringer ved landstrøm og ladestrøm. Bruk av omformere på kai eller om bord i fartøy kan påvirke spenningskvaliteten i strømnettet, og det er usikkert hvilke krav som bør stilles til disse. Lading introduserer en kobling mellom et fartøys stålskrog og jordingsanlegget på land som kan føre til korrosjon på skrog og kai. Høyeffektslading i havner med flerbruk av kapasitet vil i tillegg gi termiske påkjenninger på kabler og transformatorer. ElMar vil bidra til å redusere usikkerheten rundt disse tekniske utfordringene. Ansvarsfordelingen i grensesnittet mellom nettselskap, havn, utstyr og fartøy er i dag uklar. ElMar vil undersøke nye forretningsmodeller som muliggjør en effektiv bruk av ressurser for å totalt sett redusere kostnader. Bruk av verktøy, modeller og kunnskap utviklet i prosjektet vil føre til verdiskaping hos bedriftspartnerne. Et antall case-studier i havner vil prøve ut forskningsresultatene og dermed framskynde implementeringen av forskningen i prosjektet, samt gi tilbakekobling for å styre forskningen i riktig retning.