Anslutning av elektricitet till fartyg vid kaj
Elektrisk anslutning av fartyg från land är en
åtgärd som ofta diskuteras för att minska
avgasemissioner och buller från fartyg vid
kaj. Här redogörs för förutsättningarna och i
vilken utsträckning landströmsanslutningar
förekommer idag.
Containerfartyg, Long Beach, California
Sammanfattning
Att förse fartyg med landström har varit förenat med höga investeringskostnader och
tidskrävande inkopplingsarbete. Med modern högspänningsteknik och med fartyg
som konstrueras för inkoppling av högspänning kan anslutning från land anordnas
med lägre investeringskostnad och med enklare och snabbare inkoppling.
Landström passar bäst för färjor och fartyg i linjetrafik som frekvent anlöper hamnen
och ur anslutningssynpunkt har fasta kajlägen. Miljönyttan blir större ju längre
liggetiden i hamnen är, ett riktvärde som brukar användas är minst 4 timmar. Buller
från landströmsanslutna fartyg minskas i och med att fartygets hjälpmotorer och
elektriska generatorer inte behöver vara igång. Dock kvarstår bullret från ventilation,
kylaggregat, pumpar etc., som kan vara de dominerande bullerkällorna.
Utsläppen till luft minskas helt under den tid fartyget är anslutet. Under vissa
förutsättningar kan det vara kostnadseffektivare ur avgasemissionssynpunkt att
montera katalytisk avgasrening på hjälpmotorerna. Man vinner då en renare miljö
även under gång, och inte bara under hamnuppehåll.
Tekniska förutsättningar
Efter inlaga från Sverige och Tyskland december 2005 till International Maritime
Organization, IMO, (MEPC 54/4/3) etablerades våren 2006 en arbetsgrupp inom
International Organization for Standardization, ISO (MEPC 55/4/13), med uppgift att
ta fram en standard för landanslutning av högspänning (normalt 6,6 till 15 kV) till
fartyg vid kaj.
Arbetet resulterade april 2009 i ett förslag, ISO/IEC PAS 60092–510. Efter smärre
justeringar fastslogs standarden IEC/ISO/IEEE 80005-1 i juli 2012. Det är är en
teknisk specifikation för anslutning av högspänning till fartyg, men möjliggör inte att
alla fartyg ska kunna ansluta till alla landströmsanläggningar. Exempelvis kan
spänning, frekvens och anslutningskopplingar fortfarande skilja sig åt. Anslutningspunkten, på fartyg eller på kaj, är heller inte standardiserat.
Elsystemen ser olika ut på olika fartyg och olikheter finns även på landsidan. Den
största svårigheten är att frekvensen, 50 eller 60 Hz, skiljer sig åt. Teknikutvecklingen
för frekvensomvandling går dock snabbt framåt. Ett fartygs effektbehov är även stort,
ett lastfartyg kan kräva ca 1,5 MVA, en färja ca 2,5 MVA och ett kryssningsfartyg än
mer. Vid överföring av lägre spänning än högspänning krävs 6-12 kablar á 120
mm2/300 A vilka är 5-6 cm tjocka för att strömförsörja fartyget. Flera kablar innebär
att in- och urfasningstiderna blir långa.
SH-AK 2015-08-10
1 (4)
Med modern teknik kan högspänning överföras till fartyget vilket avsevärt minskar
den erforderliga strömstyrka och därmed kabelarean (antalet kablar). Högspänning
finns oftast i hamnområdet för annan verksamhet som krandrift, pumpar i bergrum
etc., men matningen kan behöva förstärkas betydligt. Det är stora effekter som ska
överföras till fartyg under hamnuppehållet.
Med högspänning räcker det med 1- 2 matarkablar, vilket förenklar inkopplingen och
reducerar in- och urfasningstider. Högspänningssystemet kräver dock transformator
ombord på fartyget som omvandlar högspänningen till fartygets driftspänning, vilket i
sin tur kräver investering på fartyget och kan vara svårt att få plats med på befintliga
fartyg. Systemet passar därför bäst för nybyggda fartyg där hänsyn till landströmsanslutning tas redan när fartyget konstrueras.
Inom Europa finns från och med den 1 januari 2010 krav på att fartyg som ligger i
hamn mer än två timmar inte får använda bränslen med svavelhalt över 0,1 %.
Ett alternativ är att istället stänga av alla motorer på fartyget och använda elnätet i
land (2003/96/EG).
Kommissionen rekommenderar medlemsstaterna att främja landström för fartyg i
hamnar (2006/339/EG). I rekommendationen finns nedanstående skiss på ”typisk
konfiguration”. Skissen visar när högspänning överförs till fartyget.
1. Anslutning till det nationella 20–100 kV nätet via en transformator som omvandlar
spänningen till 6–20 kV.
2. 6–20 kV ledningar mellan understationen och hamnterminalen.
3. Frekvensomvandling, där så är nödvändigt. (I EU är nätfrekvensen normalt 50 Hz. Ett
fartyg med ett 60 Hz-system skulle kunna använda el med en frekvens på 50 Hz för viss
utrustning, exempelvis vanliga lampor och värmesystem, men inte för motordriven
utrustning såsom pumpar, vinschar och kranar. För fartyg med 60 Hz-system måste
därför elen omformas till 60 Hz.)
4. Elledningar till terminalen. Ledningarna kan installeras under jord i befintliga eller nya rör.
5. Ett kabelmatningssystem för hantering av högspänningsledningar. Systemet, som består
av kabeltrumma, dävert och stativ, kan installeras på kajen. Med hjälp av däverten och
stativet kan ledningarna lyftas och sänkas ombord. Kabeltrumman och stativet kan drivas
och styras elektromekaniskt.
6. Kontakt ombord för anslutning av ledningen.
7. En transformator ombord som omvandlar elen från högspänning till 400 V.
8. Elen distribueras ombord och hjälpmotorerna stängs av.
SH-AK 2015-08-10
2 (4)
EG-kommissionen uppmanar även medlemsstaterna att främja landström för fartyg i
hamnar genom att överväga undantag från energibeskattning (Tematisk strategi för
luftförorening KOM(2005)446 och meddelande KOM(2007)616). Det bunkerbränsle
som används ombord för att driva fartygets hjälpmotorer är skattebefriat.
Den 1 november 2011 sänktes energiskatten i Sverige för landström till EG:s
miniminivå för energibeskattning på 0,5 öre per kWh. Beslutet baseras på beslut av
Europeiska rådet och gäller efter förlängning till och med den 25 juni 2020.
Förekommande landanslutningar till fartyg idag
Landström till fartyg vid kaj är inte vanligt, men kommer mer och mer. Främst har det
tidigare förekommit på USA´s västkust och i Sverige, men i flera europeiska hamnar
byggs nya anläggningar. I Stockholm, Göteborg, Karlskrona, Ystad och Trelleborg
finns landström till färjor och i Piteå och Göteborg ansluts skogsindustrins linjefartyg.
I Helsingborg ansluts Öresundsfärjorna när de ligger inne för natten med 400 V/50 Hz.
Göteborgs Hamn har anläggningar för anslutning av 11 kV/50Hz
högspänning i RoRo terminalen. Det är fartyg som går i systemtrafik
med skogsprodukter som sedan början av 2000- talet använder
landström regelbundet, men även övrig ro-ro trafik ansluts efterhand.
Anslutning av högspänning i Göteborgs hamn.
Kabeln ligger på trumma ombord.
Stena Line ansluter sina färjor till 11 kV/50 Hz i Karlskrona och i Göteborg vid Danmarksterminalen (”Stena Carisma” 400 V)
Vid Stenas Tysklandsterminalen Göteborg invigdes januari 2011 den första anläggningen
i Sverige med frekvensomvandling från 50 till 60 Hz.
Anslutning av 11 kV/60 Hz
till ”Stena Germanica”
SH-AK 2015-08-10
Anslutningen till fartyget
ombord
Huset ”Boel” med frekvensomvandlaren 50 till 60 Hz
3 (4)
I Stockholm kopplas Viking Lines fartyg ”Mariella” och Ånedinlinjens ”Birger Jarl” till
400 V/50 Hz.
Till Tallink Siljas fartyg ”Viktoria” och
”Romantika” överförs 690 V/50 Hz.
Mellan fartyget och den nya transformatorstationen byggdes en särskild rörlig ställning
som kablarna vilar på. För att kunna leverera
tillräckligt med effekt används 9 stycken
kablar.
Landström till Tallinks färjor, Stockholms hamn
I Piteå hamn ansluts Smurfit Kappa/Wagenborgs systemfartyg med 6 kV/50 Hz
högspänning via en matarkabel.
Matarkabel 6 kV (röd)
Styrkabel (blå)
Anslutning, på land
Manöverskåp
Ystads Hamn invigde september 2012 världens största anläggning, 11 kV och med
en effekt av 6,5 MVA med möjlighet att ansluta både 50 och 60 Hz till Polenfärjorna.
Elmätare till de fem anslutningarna i Ystads hamn
I Trelleborgs Hamn finns möjligheter att ansluta ro-ro- och järnvägsfärjor till Tyskland
och Polen med 11 kV/50 Hz vid fem kajlägen.
SH-AK 2015-08-10
4 (4)