Utsläppen från sjöfartstrafiken övervakas med hjälp av fysikalisk/kemisk analys genom en "sniffer" på Öresundsbron. Kredit:Jörg Beecken
Forskare vid Chalmers tekniska högskola har visat att mellan 87 och 98 procent av fartygen följer de hårdare reglerna för svavelutsläpp som infördes i norra Europa 2015. De lägsta nivåerna av efterlevnad observerades i västra delen av Engelska kanalen och i mitt i Östersjön.
Den högsta tillåtna svavelhalten i sjöfartsbränsle sänktes drastiskt i slutet av 2014 för fartyg som seglar i det nordeuropeiska svavelutsläppskontrollområdet (SECA) – från 1,00 till 0,10 procent. Innan de striktare bestämmelserna genomfördes, svavelutsläpp från sjöfartsnäringen beräknades orsaka för tidiga dödsfall på 50, 000 européer varje år, eftersom svavel bildar partiklar som svepas in i landet av vinden.
Forskare vid Chalmers tekniska högskola, Sverige, har utvecklat en banbrytande metod för att fjärrövervaka utsläpp från marina fartyg, som de har använt för att undersöka effekterna av de nya reglerna. Arbetet har utförts genom Danmarks Naturvårdsverk och EU-projekten Compmon och Envisum.
En del av mätningarna gjordes med ett flygplan som flög över Danmark, Engelska kanalen och mitten av Östersjön, medan andra använde fasta mätstationer i inflygningen till Göteborg, Sverige, på Öresundsbron (mellan Köpenhamn och Malmö) och på Storebæltsbron i centrala Danmark.
Johan Mellqvist, professor i optisk fjärranalys, leder arbetet på Chalmers. "Vi kan se skillnader i hur regelverket följs beroende på vem som äger fartygen, " säger han. Medan den stora majoriteten av fartygen följer bestämmelserna, några rederier verkar upprepade gånger använda bränsle som inte uppfyller kraven.
"Andra mönster vi kan se är att fartyg som bara sällan kommer in i dessa vatten bryter mot reglerna oftare. Dessutom har det är vanligare att fartyg släpper ut för mycket svavel när de lämnar SECA snarare än på väg in, när de riskerar en inspektion ombord. Vissa fartyg som har installerat reningsteknik för svavel, så kallade skrubber, har observerats med höga nivåer vid flera tillfällen."
En användning av fjärranalys är att ge hamnmyndigheter råd om vilka fartyg de bör välja för bränsleinspektioner ombord. Sådana inspektioner är en förutsättning för att vidta rättsliga åtgärder mot regelbrytare. Nyligen, den norska sjöfartsstyrelsen böter ett fartyg med 600 NOK, 000 (cirka 63 EUR, 000) för bristande efterlevnad. Detta upptäcktes av Stora Bälts mätstation och rapporterades till de norska myndigheterna.
"I allmänhet, fartygen bär både svavelolja med låg svavelhalt och den billigare högsvavliga oljan ombord, "Säger Mellqvist." Om de byter bränsle i god tid innan de passerar mätstationerna, de kommer inte att fångas upp. Det är därför flygövervakning är överlägsen. Det visar hur mycket fartygen faktiskt släpper ut när de är ute på havet och inte vet att de kommer att övervakas."
Flygundersökningarna visar att 13 procent av fartygen i västra delen av Engelska kanalen, nära SECA-gränsen, bröt mot svavelreglerna i september 2016. För fartyg runt Danmark, motsvarande siffra är 6 till 8 procent, beroende på tidsperiod. De fasta mätstationerna vid inflygningen till Göteborg, på Öresundsbron och Storbältsbron visar att mellan 2 och 5 procent av de kringgående fartygen använder bränsle som inte uppfyller kraven. Detta kan jämföras med inspektioner ombord som visar att cirka 5 procent av fartygen i hamn inte efterlevs. Detta kan tyda på att vissa fartyg byter till bränslen som uppfyller kraven för sent (när de går in i SECA) eller byter till bränslen som inte uppfyller kraven för tidigt (när de lämnar SECA), samtidigt som man syftar till efterlevnad på de fasta stationer där de förväntar sig att bli observerade.
"Det finns ett starkt ekonomiskt incitament för rederier att fortsätta använda det förbjudna högsvavliga bränslet, " säger Mellqvist. "T.ex. de kan spara runt 100, 000 euro genom att använda den billigare, högsvavligt bränsle på en enkel tur och retur mellan Storbritannien och St. Petersburg. Hela denna resa ligger inom SECA."
På fredag, 23 mars, Johan Mellqvist kommer att presentera fartygsövervakningsarbetet vid det 19:e internationella miljöforumet "Östersjödagen" 2018 i St Petersburg, som beskriver resultat från övervakningsflyg i somras mitt i Östersjön. De preliminära resultaten visar att efterlevnadsgraden var 88 procent, vilket är lägre än i västra delen av Östersjön.
Metoden som Chalmersforskarna har utvecklat bygger på en kombination av etablerad teknik som har förfinats och anpassats. De inkluderar optisk fjärranalys, fysisk/kemisk analys med hjälp av en "sniffer" och övervakning av kärl med hjälp av ett automatiskt identifieringssystem (AIS). Förutom svavel, systemet kan analysera marina utsläpp av kväveoxider och partiklar, för vilket regelverket skärpts även för sjöfartsnäringen de senaste åren.
Metoden var helt unik när den kom, och det vinner mark i branschen. Till exempel, Chalmers-teamet har byggt ett flygövervakningssystem för övervakning av luftföroreningar i Belgien. De har också genomfört ett pilotprojekt i Los Angeles och har regelbundna kontakter med Kina, där detektionstekniken är på väg att implementeras.
Insidan av det svaveldetekterande planet. Sniffaren är den stora lådan till vänster. Kredit:Johan Mellqvist
Svavelutsläpp är framför allt en hälsofråga, men i Norden, där berggrunden har låg kalkhalt, de bidrar också till försurning i sjöar och vattendrag. Sedan 2015 har Östersjön, Kattegatt, Skagerrak, Nordsjön och Engelska kanalen har utgjort ett kontrollområde för svavelutsläpp där fraktbränsle får innehålla högst 0,1 procent svavel. Resten av EU följer de regler som FN:s Internationella sjöfartsorganisation fastställt, IMO, vilket kommer att minska den högsta tillåtna svavelhalten i fraktbränsle från nuvarande 3,5 procent till 0,5 procent i världen till 2020.
Att minska svavelutsläppen är mycket kostsamt för rederier, oavsett hur de väljer att uppfylla kraven. Det finns flera alternativ:
Forskningen
Resultaten kommer från mätningar som Chalmersforskarna gjort på uppdrag av det danska Naturvårdsverket och det nyligen avslutade EU-efterlevnadsövervakningsprojektet Compmon. Rapporten från Compmon publicerades i slutet av december 2017 (http://dx.doi.org/10.17196/CompMon.001 och http://dx.doi.org/10.17196/CompMon.002)
EU-projektet Envisum undersöker just nu vilka hälsovinster som skapas av de nya reglerna i länderna runt Östersjön. Chalmers tekniska högskola, Göteborgs universitet och Göteborgs stad är några av deltagarna. Projektet fokuserar särskilt på hälsoeffekter i Göteborg, St Petersburg och Gdynia-Gdansk - några av de största hamnarna i området, som är centralt belägna i sina respektive städer.
