Det sameuropeiska isbrytarprojektet testkörs i skalenlig 2,5 meter tjock polaris i Aker Arctics anläggning i Helsingfors.

Fotograf: Pär-Henrik Sjöström

Kategori: Skeppsbyggnad | Fartygsutrustning | Säkerhet

Isgående fartyg behövs alltid

Framtidens lastfartyg kan bryta is bättre och med ett betydligt lägre effektuttag än idag.

Isbrytande lastfartyg rimmar illa med den allmänna utvecklingen inom sjöfart, där man allt mer fokuserar på att minska utsläppen och miljöbelastningen från sjöfarten. I dagens läge anser många inom isbrytningen att en del av de handelsfartyg som vintertid seglar till hamnar vid Bottenviken har otillräcklig maskinstyrka – trots att de formellt har tillräcklig isklass.

Med krav på lägre utsläpp och stigande bunkerkostnader kommer trenden snarare att gå mot allt svagare maskinerier. En inte nödvändigtvis önskvärd utveckling.

Trenden bekräftas av Mikko Niini, verkställande direktör vid Aker Arctic Technology Inc, en av de ledande aktörerna inom forskning och utveckling av isbrytande fartyg. Han säger emellertid att det inte nödvändigtvis betyder att vintertrafiken behlöver äventyras. Med dagens teknologi är det fullt möjligt att bygga lastfartyg med betydligt lägre effekt som ändå klarar av att bryta is bättre än de flesta nuvarande fartyg.

En av de innovationer som betytt mest för den moderna utvecklingen av isgående fartyg är Aker Arctics patenterade DAS-koncept (Double Acting Ship), där fartyget går med aktern före i svåra isförhållanden.

– Man kan reducera effektbehovet med upp till 50 procent genom att konstruera ett skrov där man backar i svåra isförhållanden, säger Niini.

Forskning kring isbrytning

I slutet av 1960-talet byggde Wärtsilä sitt isbrytarlaboratorium, den direkta föregångaren till Aker Arctic Technology. Man började vetenskapligt samla information och forska kring olika skrovformers inverkan på isbrytningsförmågan. Laboratoriets testbassäng med skalenlig is – som har förfinats och utvecklats under åren – utgör fortfarande en bas för forskningen.

– Med hjälp av avancerade modellförsök tog forskningen ett enormt steg framåt, anser Niini. Man började undersöka vad isbrytning rent fysiskt är, hur isen i verkligheten bryts och hur man kan använda minsta möjliga energi för detta.

Redan tidigt hade man insett att skrovets linjer har avgörande betydelse för isbrytningsförmågan och detta bekräftades av modellförsök. Mot slutet av 1980-talet hade man utvecklat helt nya typer av isbrytande skrov. Bland annat den ryska polarisbrytaren Kapitan Nikolayev, som levererades av Wärtsiläs Helsingforsvarv 1977, utrustades med ett totalmodifierat förskepp 1989.

– I den riktningen har man sedan fortsatt här i Europa där man närmast bryter ettårig is, förklarar Niini.

Kanadensisk skola

En annan skola uppstod i Kanada, influerad av isexperter som flyttat över från Wärtsilä. I nordamerikanska Arktis, och speciellt i Beauforthavet, är isen mångårig och samtidigt betydligt hårdare än ettårig is. En isbrytare som konstruerades enligt den kanadensiska skolan vid denna tidpunkt var svenska Oden, som visade sig lämplig även för Arktiska förhållanden.

– Den filosofi som uppstod i Kanada var baserad på ”ramming”, vilket innebär att man bara kör rakt på och rammar isen med rå styrka. Detta kräver dels att skrovet konstrueras mycket starkt, dels att man har en skyddad propeller i dysa, vilket ger maximal effekt. Med propeller i dysa får man närmare en tredjedel mer bollard-pull än med en konventionell propeller, upplyser Niini.

Han anser att det i dagens läge, då nya IMO-regler allt mer begränsar utsläppen, kanske inte längre är lika ändamålsenligt med en sådan filosofi.

Revolutionerande poddar

En vändpunkt blev introduktionen av styrande propellerenheter och poddar.

– Det blev möjligt att konstruera betydligt effektivare fartyg utan att öka maskinstyrkan genom att propellern kan vridas. Strömmen kan riktas åt vilket håll som helst. Detta ger en helt överlägsen manöverförmåga, berättar Niini.

Samtidigt upptäckte man att den energi som krävs för att bryta isen reduceras med hälften om man kör bakåt. Friktionen mellan skrov och is utgör en väsentlig del av motståndet, och det minskar radikalt när vattenflödet från propellern sköljer skrovet. Vid forcering av vallar sköljer propellerströmmarna bort isflaken nedifrån om man samtidigt svänger propellerenheterna fram och tillbaka.

– Isbrytaren Botnica, som på den tiden inte ens designades för att gå bakåt, har pod-propulsion och bryter is bättre med aktern före trots att hon har ett bredare för- än akterskeppskepp, påpekar Niini.

Enligt Niini har alla isbrytare som därefter konstruerats för att bryta ettårig is utrustats med 360 grader vridbara och kraftigt isförstärkta propellerenheter, antingen av pod- eller thruster-typ.

– Kuggväxlarna har utvecklats så mycket att med elektrisk drift är de propellerenheter som Rolls Royce och Steerprop erbjuder i praktiken likvärdiga med ABB:s Azipod-enheter.

De rön som man gjort inom utvecklingen av isbrytande specialfartyg under de senaste 20 åren börjar nu bli allt mer intressanta även för lastfartyg. En av de drivande krafterna är den potential som Norra sjövägen, eller Nordostpassagen, erbjuder. Sjöleden via Norra ishavet är den kortaste mellan norra Europa och Asien och ökar i betydelse i takt med att handeln med Kina ökar.

– Norska gruvbolag och ryska Norilsk Nickel noterar att mellan 60 och 70 procent av deras produktion går till Kina.

Ökad trafik

År 2010 gick fyra fartyg genom Nordostpassagen. Säsongen 2011 utnyttjades leden av mer än 40 fartyg, av vilka omkring 30 var lastfartyg med totalt över 800 000 ton kommersiellt gods ombord.

Tidigare ville Ryssland hålla den internationella sjöfarten borta från Nordostpassagen, men i år har attityden förändrats, menar Niini.

Med förbättrad isprestanda kan vanliga lastfartyg, som Norilsk Nickels arktiska torrlastfartyg och de arktiska tankfartyg som Aker Arctic utvecklat för Lukoil, ConocoPhillips och Gazprom, öppna helt nya marknader som tidigare varit ekonomiskt ointressanta, att exploatera.

– Norilsk Nickels fartyg har kört självständigt över Karahavet helt utan isbrytare i fem års tid, och nu i två år längs hela Norra sjövägen till Kina. Där finns en stor potential, påpekar Niini.

Aker Arctic Technology arbetar bland annat med ett projekt för Yamal LNG. Bakom detta står den stora ryska gasproducenten Novatek och franska Total.

– De planerar att öppna ett gasfält på norra Yamal och för skeppningarna planerar man LNG-fartyg enligt DAS-koncept med 170 000 kubikmeters kapacitet. När dessa förverkligas innebär det ett enormt lyft för arktisk sjöfart. De blir i så fall de största lastfartygen i Arktis, säger Niini.

Under sensommaren och hösten kan man operera fartyg med isklass 1A eller 1A Super på Nordostpassagen. Säsongen för sådana fartyg är endast mellan tre och fyra månader lång.

– Vill man ha en längre säsong behövs skräddarsydda fartyg. Istäcket har reducerats så det inte längre är omöjligt att köra året runt med specialfartyg, upplyser Niini. Istjockleken har halverats och är numera i genomsnitt mellan en och två meter.

– De fartyg som har byggts enligt vår design kan bryta 1,7 till 1,8 meter tjock is. Sådana fartyg finns redan på marknaden, frågan är snarare vem som är beredd att ta den kommersiella risken och bygga fler.

Anpassning

Mikko Niini tror att även en del av de lastfartyg som i framtiden kommer att segla på Östersjön kan anpassas för trafik på Nordostpassagen.

– Ryska staten kommer sannolikt även i framtiden att ta ut en avgift för isbrytareskort på Nordostpassagen och man kan lita på att erhålla assistans på svåra ställen. Då kan det med en rimlig tilläggskostnad vara möjligt att bygga fartyg till förstärkt 1A Super-isklass som även kan användas

i Arktis.

Oberoende av vilken riktning utvecklingen av isförstärkta lastfartyg tar anser Mikko Niini att sjöfarten på Finland, Sverige, Estland och Ryssland alltid kommer att vara beroende av isbrytare.

Single- eller multipurpose?

En väg är att bygga enkla fartyg, som bara bryter is. Eventuellt kan de sommartid användas för oljesanering. Den andra vägen är multipurpose-tänkandet, men på ett annat sätt än under 1990-talet.

– För 20 år sedan fungerade konceptet, men nu finns det så många specialbyggda offshorefartyg att marknaden är mättad. Det har blivit svårare att sysselsätta Fennica, Nordica och Botnica då de inte är helt idealiska för förhållanden i öppet vatten.

Lösningen finns i Arktis, anser Niini.

– Offshore- och gruvindustrin har på allvar börjat söka sig allt längre norrut. Shell har redan för tre sommarsäsonger befraktat Fennica och Nordica för ice management i Chukhihavet utanför Alaska.

Ice management innebär att en eller flera isbrytare skyddar produktions- eller borrningsanläggningar genom att bryta upp isen som rör sig mot dem.

– I nästa generation av multipurpose-isbrytare förstärker man skroven så att de kan operera som offshorefartyg i Arktis. En sådan tilläggsinvestering blir troligen inte lika dyr som den tidigare lösningen med funktioner i öppet vatten, tror Niini.

Sådana fartyg skulle kunna operera effektivt och i svåra isförhållanden.

Starkare men dyrare fartyg

En annan väg att gå i Östersjön är bygga lastfartyg som klarar sig bättre än de nuvarande i is. Man överväger att total-

revidera grunderna för farledsavgifterna för att sporra redare att satsa på isgående fartyg trots EEDI (Energy Efficiency Design Index) och skärpta emissionskrav.

– Problemet är att detta innebär investeringar i dyrare fartyg. Vi behöver ett regelverk där rederierna på något sätt kan kompenseras för detta.

Niini påpekar att det ju indirekt är EU som ställer sådana krav att vintersjöfarten behandlas på ett ojämlikt sätt jämfört med hur den behandlas i andra regioner.

– DAS-konceptet erbjuder möjligheten att bygga fartyg som går bra i is med avsevärt lägre maskinstyrka än idag. Då borde också EU acceptera att vi etablerar ett motsvarande kompensationssystem.

När Finland anslöt sig till EU erkände de avtalsslutande parterna i ett tilläggsprotokoll att sjötrafiklederna är livsviktiga för Finland och särskilt svåra att säkerställa på grund av de rådande besvärliga klimatför-

hållandena.

Parterna var överens om att ”behålla och utveckla förbindelserna sjövägen mellan Finland och unionen i övrigt”.

– Är detta protokoll redan bortglömt av våra politiker och tjänstemän? Vi borde kräva kompensering för de extra kostander som bland annat svavelbeslutet innebär för redare då man ska bygga fartyg som fortsättningsvis är lämpliga för gång i svårare isförhållanden och därmed tryggar Finlands oavbrutna utrikeshandel, säger Niini.

 

Kommentarer

Skriv en kommentar Svara till

Alla kommentarer granskas och modereras av vår redaktion innan de publiceras. Din email kommer aldrig bli publik.