En global ansträngning för att minska utsläppen av svavel och växthusgaser (GHG) från fartyg har gjort att forskare från National Renewable Energy Laboratory (NREL) och andra avdelningar för energi har undersökt den potentiella användningen av marina biobränslen.

"Biobränslen visade sig vara mycket bra alternativ eftersom de har noll eller mycket, mycket låg svavelhalt jämfört med fossila bränslen, sa Eric Tan, senior forskningsingenjör vid NREL och huvudförfattare till en ny artikel publicerad i tidskriften Miljövetenskap och teknik .

Hans medförfattare till "Biofuel Options for Marine Applications:Techno-Economic and Life-Cycle Analyses" är Ling Tao, även från NREL, tillsammans med forskare från Argonne National Laboratory, Pacific Northwest National Laboratory, och US Department of Transportation's Maritime Administration.

International Marine Organization (IMO) har sänkt den tillåtna mängden svaveloxidutsläpp från fartyg sedan 2005. Den senaste övre gränsen, som trädde i kraft i början av 2020, minskade svavelhalten i fartygens eldningsolja till 0,5 % från 3,5 %. IMO sa att minskningen borde ha stora fördelar för miljön och människors hälsa, särskilt de som bor nära hamnar och längs kuster. Dessutom, IMO har satt upp aggressiva mål för att minska koldioxidutsläppen till sjöfarten, mål att minst 50 % minska utsläppen av växthusgaser från internationell sjöfart till 2050, i förhållande till 2008 års nivåer.

Den nya förordningen, som upprätthålls av enskilda länder, kräver ändringar för att få fartygen att uppfylla kraven. Fartygsägare kan antingen installera svavelskrubber för att minska utsläppen, eller så kan de anta en annan, lågsvavligt bränsle. Båda alternativen medför en extra kostnad.

Den NREL-styrda forskningen ger en utgångspunkt för att fastställa genomförbarheten för fartyg som använder biobränslen. Bränslekostnader står redan för en betydande del av att driva ett rederi, så forskarna undersökte både priser och utsläpp.

Ekonomin vägs mot kostnaden för att bränna tung eldningsolja (HFO), som står för cirka tre fjärdedelar av bränslet som används av fartyg. En lågsvavlig HFO kostar något mer en gallon än traditionell HFO. De lågsvavliga HFO-priserna skulle vara det högsta som fartygsägare är villiga att betala för biobränslen för en en-till-en-ersättning. Biobränslena anses vara potentiella drop-in-bränslen som är kompatibla för användning i marinmotorer, men ytterligare arbete krävs för att bekräfta den kompatibiliteten.

Efter att ha undersökt olika typer av bränslen för deras förmåga att minska utsläppen av växthusgaser och luftföroreningar, forskarna fann att biobränslen helt framställda av biomassa ger mycket högre minskningar av växthusgasutsläppen under hela livscykeln – från 67 % till 93 % mindre än HFO. Biomassa-härledda bränslen är också mestadels fria från svavel och uppvisar minskningar i kriterierna för luftföroreningsutsläpp såsom partiklar.

Tans forskning drog slutsatsen att om sjöfarten inte hade någon konkurrens, USA har ett stort utbud av bioråvaror för att producera betydande mängder marina biobränslen för att ersätta fossila bränslen. Med fartyg som använder 400 miljoner ton bränsle årligen, en blandning av 5 % biobränsle översätts till cirka 5 miljarder liter.