Forskere efter overraskende gode forsøgsresultater: Danske færger bør sejle på el
Vil man lave grøn omstilling, ligger elektrificering af danske færger lige til højrebenet, mener forsker efter et års erfaringer med elfærgen Ellen i det sydfynske øhav.
Ellen, elfærge, Ærø, evaluering, resultater, forskere, videnskab, transport, CO2, batterier, partikler, Danmark

En ny dansk elfærge tjener sig selv hjem på under 10 år; derefter er det ren indtjening, viser erfaringer fra et storstilet projekt på Ærø, som måske baner vejen for et nyt dansk eventyr a la vindmøller. (Foto: Halfdan Abrahamsen, Ærø EnergyLab)

En ny dansk elfærge tjener sig selv hjem på under 10 år; derefter er det ren indtjening, viser erfaringer fra et storstilet projekt på Ærø, som måske baner vejen for et nyt dansk eventyr a la vindmøller. (Foto: Halfdan Abrahamsen, Ærø EnergyLab)

Forestil dig at stå på dækket af en færge, som sejler næsten lydløst. Hvor du kan trække vejret uden at få mørk røg fra skorstenen med ned i lungerne.

I stedet kan du nyde den friske luft på havet – og måske endda mærke en portion god samvittighed brede sig, fordi dit transportmiddel ikke udleder nogen form for drivhusgasser.

Sådan er virkeligheden i det sydfynske øhav, hvor elfærgen Ellen i godt et år har sejlet frem og tilbage mellem Ærø og Als.

Red Verden


I en konstruktiv serie undersøger Videnskab.dk, hvordan mennesket kan redde verden.

Du kan debattere løsninger og både få og give gode råd i vores Facebook-gruppe Red Verden.

Siden første dag er hun blevet fulgt tæt, fordi hun er den første nybyggede elfærge i verden, som på en enkelt opladning dækker en distance på hele 40 km; det er langt for en elfærge.

Resultaterne fra forsøgsperioden taler et overraskende tydeligt sprog:

  • Elfærgen er årsag til langt mindre CO2-udledninger end en tilsvarende, moderne dieselfærge. Mere præcist sparer den over 2.500 ton CO2 om året.
  • Udgifterne til at købe en elfærge, indrette færgelejer og andet er tjent hjem på blot 4 til 8 år, især fordi det er meget billigere at drive elfærgen end en tilsvarende moderne dieselfærge.
  • Tilfredsheden blandt passagererne er meget høj.

Som et ekstra plus har Ellen skåret 1/6 af rejsetiden fra Søby på Ærø til Fynshav på Als. Med en dieselfærge tog strækningen en time. Nu tager den 50 minutter.

Efter 4-8 år er det ren besparelse

Ellen blev bygget med støtte fra EU som et forsøg på at lave færger, der holder sig fra fossile brændstoffer som olie, benzin og diesel. Hver gang vi brænder den slags af, er vi med til at ødelægge Jorden, som vi kender den, ved at ændre klimaet og bidrage til global opvarmning.

Men ingen havde turde håbe på så markante forbedringer ved at skifte til el, som man nu har oplevet på Ærø.
 
»Det er svært at få armene ned. Man ved jo aldrig, hvor man står med ny teknologi, før man demonstrerer den. Nu har vi bevist i praksis, at det ikke bare har været luftkasteller og luftige ideer at flytte færgedriften over på el, og især den økonomiske del har været meget bedre, end vi turde håbe på.«

»Efter 4-8 år er det lutter besparelse. Vi er yderst tilfredse,« konstaterer Halfdan Abrahamsen, informationsansvarlig for el-færgeprojektet E-ferry, som Ellen-forsøget officielt bliver kaldt.


Halfdan Abrahamsen fortæller, at Ellen sejler lystigt videre og endda sagtens kan klare at sejle dobbelt så langt på én opfyldning – altså 80 kilometer. Det gør hende til den kraftigste elfærge i verden.

I praksis bliver det dog kun til 40 kilometer per opladning, da Ellen lader op, hver gang hun lægger til i Søby på Ærø.

»Hvad venter vi på - se at komme i gang!«

Erfaringerne med Ellen viser tydeligt, at vi skal i gang med at omlægge alle kortere danske færgeruter fra diesel til el.

Sådan lyder det fra forsker Chresten Træholt, der efter at have set på resultaterne fra et års forsøg med Ellen med egne ord har lyst til at klappe hårdt i hænderne, indtil det gør for ondt at blive ved.

Så meget renere er en elfærge

Diesel til færger vil man rigtig gerne af med, fordi den type diesel er såkaldt ’bunker fuel’ – det mest urensede produkt fra raffinaderier, som er fuld af skadelige partikler.

Sammenlignet med en tilsvarende moderne dieselfærge sparer en færge som Ellen miljøet for ikke bare 2.520 ton CO2, men ifølge beregninger i evalueringen af projektet også 14,3 ton af de skadelige NOx-partikler, 1,5 ton SO2, 1,8 ton CO og et halvt ton andre partikler – hvert år.

Sammenlignet med en ældre færge af lignende type, der sejler i danske farvande sparer Ellen tæt på 4.000 tons CO2, 70,8 ton NOx, 2,4 ton SO2, 3,1 ton CO og 1,4 ton partikler. Tallene gælder, når strømmen er grøn, altså stammer fra vedvarende kilder.

Er strømmen sort, altså stammer fra kul, olie eller naturgas, sparer elfærgen stadig mere end 2.000 tons CO2-udledninger, fordi fremdriften ved el er langt mere effektiv end ved diesel.

Kilde: Evaluering af E-ferry

»Jeg er ganske farvet i den forstand, at jeg allerede fra starten syntes, at det her var en supergod ide. Men resultaterne fra det første år viser bare, at hvis man virkelig vil grøn omstilling, ligger elfærger lige til højrebenet,« lyder det fra Chresten Træholt.

Chresten Træholt forsker i såkaldte smart grids og elektrificering af transport,også kaldet e-mobility, på Institut for Elektroteknologi ved Danmarks Tekniske Universitet.

Han bemærker, at resultaterne måske politisk kan blive set som et tveægget sværd. Projektet illustrerer nemlig, at vi gennem målrettede investeringer kan bringe udledningen af drivhusgasser markant ned.

»Ellen viser, at vi kan nå de mål, vi sætter os, og på den måde signalerer projektet jo: ’hvad venter vi på; se at komme i gang!’ Det lægger pres på den politiske beslutningsproces. Vi kan stadig nå at blive nogle af de bedste til at elektrificere og bruge batterier og på den måde opbygge erfaringer og udvikle produkter, vi kan sælge til andre, fordi vi går forrest i den grønne omstilling,« mener Chresten Træholt.

Chresten Træholt tilføjer, at en udbredelse af elfærger passer godt ind i trenden i samfundet i øjeblikket, hvor vi generelt forsøger at fortrænge fossile brændstoffer så meget som muligt til fordel for el fra vedvarende energi.

Vi vil have flere elbiler på vejene, interessen for el-lastbiler stiger, flere kommuner vil gerne skifte til el-busser, og lokalbaner viser interesse for batteridrevne tog.

Transportminister glad for erfaringerne

Resultaterne fra Ærø imponerer da også transportminister Benny Engelbrecht (S).

I en mail til Videnskab.dk skriver ministeren:

»En bæredygtig færgedrift er en vigtig del af den grønne omstilling, som transportsektoren i Danmark skal gennemgå i løbet af de kommende år for at bidrage til en samlet CO2-reduktion på 70 procent inden 2030. Derfor er jeg også utroligt glad for, at erfaringerne med elfærgen Ellen, der sejler mellem Als og Ærø, har været så gode.«

»Disse erfaringer vil naturligvis indgå i vores overvejelser, når vi senere skal gå videre med resultaterne af den igangværende analyse om omstilling af færgedriften til at blive mere bæredygtig,« lyder det fra ministeren.

Uvist, hvor meget el vil fylde i planerne

Transportministeriet oplyser i en mail til Videnskab.dk, at »hovedparten« af de danske indenrigsfærger er af nyere dato, og »de står derfor ikke til udskiftning inden for de kommende år.«

Den omtalte analyse af den grønne omstilling skal ikke kun undersøge, hvilke færgeruter der kan drives på vedvarende energi, men også se på, om man kan indføre el på andre typer færger, og om der er muligheder for omstilling til andet end el, lyder det fra ministeriet.

Analysen af grøn omstilling af danske indenrigsfærger forventes at være færdig i november 2020, lyder det fra Transport- og Boligministeriet.

Du kan diskutere løsninger på verdens store udfordringer i Videnskab.dk's Facebook-gruppe Red Verden. Gruppen nærmer sig 6.000 medlemmer, og alle er velkomne.

Tre overvejelser, man bør gøre sig

På Ærø skal de have gang i den store mentale gravemaskine for at komme ned til negative erfaringer ved at investere i Ellen, for dem er der ikke mange af.

Halfdan Abrahamsen finder tre punkter, der måske kan få andre små kommuner til at tænke sig om, før de kaster sig over en ny elfærge:

  1. Hele Ellen-projektet løb op i over 200 millioner kroner, inklusive udvikling af både ide, færge og en del af teknikken omkring den. Det har hjulpet på økonomien, at EU har lagt cirka halvdelen gennem forsknings- og udviklingspuljen Horizon 2020.

    Andre vil dog ikke have samme udgifter til innovation, da den del nu er på plads. En ny Ellen kan i dag bygges for cirka 120 millioner kroner. (Se grafik med priser længere nede i artiklen.)
  2. Det kom bag på Ærø-folket, hvor dyrt det var at få lov at bruge el i de mængder, som en færge kræver. Den sluger cirka 4,3 megawatt på en times opladning. Det svarer nogenlunde til, hvad en familie bruger på et helt år. Bare at blive tilsluttet elnettet med så stort et krav løb op i seks millioner kroner.
  3. Elnettet skal være stabilt. Det nytter ikke noget, at elfærgen pludselig ikke kan lade op.

De tre punkter hænger direkte sammen med, at Ærø var den første spiller på markedet til at gøre sig konkrete erfaringer med en ny elfærge.

Derfor kommer de med vigtige nuancer, som gør, at Halfdan Abrahamsen i bakspejlet stadig »kun ser plusser« ved projektet.

Derfor tjener elfærger hurtigt sig selv hjem

Det er især værd at bide mærke i, at alle udgifter ser ud til at være tjent hjem på under 10 års drift.

Operatøren – i dette tilfælde Ærø Kommune – sparer derefter hvert år cirka 30 procent af udgifterne i forhold til en dieselfærge eller en færge, som sejler på en blanding af el og diesel.

Det positive regnskab skyldes blandt andet, at:

  • El er langt billigere end diesel og kræver ingen transport med lastbiler for at blive leveret.
  • Elfærger kræver færre arbejdskræfter, fordi man ikke hele tiden behøver holde øje med og vedligeholde motoren. Der er intet behov for hele tiden at have en maskinmester ombord som på dieselfærger.
  • Elfærger er lettere at vedligeholde.
  • Batterier har langt større energieffektivitet end diesel. Selv når Ellen sejler på sort strøm – altså, når strømmen til færgen er leveret af kul, olie eller naturgas i stedet for vedvarende energi fra især sol eller vind – bruger hun ifølge evalueringen mindre energi end dieselfærger.
  • Skroget er designet til at spare på energien.
  • Prisen på elfærger daler i takt med, at batterier bliver både billigere og mere effektive. »Hvis vi havde ventet med at bygge færgen til i dag, havde vi fået batterierne til halv pris af, hvad vi betalte for dem i 2015, da vi gik i gang,« konstaterer Halfdan Abrahamsen.

Måske tænker du, at batterier da også sviner, blandt andet fordi der skal udvindes materialer, når de bliver produceret.

Erfaringerne med Ellen viser ifølge en evaluering, at CO2-udledninger skabt under produktion af batterierne så at sige tjenes hjem i CO2-regnskabet allerede i løbet af de første tre måneder af elfærgens levetid, fordi elfærgen sejler CO2-frit.

Du kan læse flere overvejelser om batteriernes tilblivelse og deres endeligt i faktaboksen under artiklen.

Et væld af andre goder følger med elfærger

En masse andre fordele følger i kølvandet på at skifte en dieselfærge ud med en elfærge. Her nævnt i flæng:

Elfærgen stinker mindre (nogen vil sige dufter mindre) end en dieselfærge, for det eneste sted, hvor Ellen bruger fossile brændstoffer, er i gearkassen, som stadig har brug for olie.

Den forurener mindre, mens den er i havn end en dieselfærge. Kajen i Søby og Fynshav er fri for den diesel-os, der normalt kommer fra færger, selvom Ellen ligesom alle andre holder motoren tændt ved af- og pålæsning. Også vandet bliver holdt fri for olie og diesel.

Gå selv på jagt efter mere

Ønsker forskere eller andre at dykke ned i tallene, der er indsamlet under Ellens forsøgsår, skal man blot henvende sig til Ærø Kommune, som gerne vil have fagfolk til at se nærmere på resultaterne.

Samtidig slipper man for larm, ikke bare på dækket, hvor du i stedet kan høre både hav og vind – enkelte har bemærket, at det er lidt som at være på et sejlskib – men såmænd også inde i selve motorrummet, forklarer Halfdan Abrahamsen:

»Man kan godt tage høreværn på, hvis man er følsom over for højfrekvente lyde, men når jeg har gæster med ind i maskinrummet, taler vi altid uden.«

En elmotor fylder meget mindre end en dieselmotor med tilsvarende effekt. Det giver plads til blandt andet bedre design, så færgen ligger bedre i vandet.

Elfærgen er også en god løsning, når det kommer til sikkerhed - af flere årsager:

1) Når man sejler med en stor dieselmotor, tager det tid for færgen at reagere. Tidligere skulle kaptajnen tænke 30 sekunder frem i tiden for at regne ud, hvordan færgen ville reagere på bevægelser. Med en elfærge kommer reaktionen med det samme, ligesom nogle vil kende det fra en elbil. Den hurtige reaktionstid gør færgen lettere at styre, og det gør det meget lettere at reagere på uforudsete situationer.

2) Endelig er det mere sikkert at sejle med et batteri end med en motor fuld af fossile, højeksplosive brændstoffer. Du kan læse mere om sikkerhedsanordningerne på Ellen i en tidligere artikel på Videnskab.dk.

Elfærgen Ellen, batterier, batterirum, indretning, Ærø EnergyLab

Ellen sejler med i alt 56 ton batterier i bugen. Her ser du ét af to adskilte batterirum med batterimoduler, der hver især ligner et almindeligt bilbatteri. Ellen har dog 840 af dem i alt, 420 i hvert rum. (Foto: Halfdan Abrahamsen, Ærø EnergyLab)

Alt i alt er der mange grunde til, at passagerne på Ellens rute har været meget tilfredse med deres nye færge i det første år.

Passagererne vurderer ifølge evalueringen, at de enten er »særdeles tilfredse« (45 procent) eller »meget tilfredse« (41,3 procent) med elfærgen.

Ingen i tilfredshedsundersøgelsen har angivet, at de føler sig utrygge.

Elfærger - et nyt dansk vindmølleeventyr?

Som et sidste argument for omstillingen til elfærger er Ellen er bygget i Danmark – på Søby Værft på Ærø. Samtidig er en del af teknologien ejet af danske Danfoss, som også ligger inde med bred viden om elfærger.

Det betyder, at det kunne sætte gang i hjulene herhjemme, hvis dieselfærger blev udskiftet med elfærger.

»Vi tænker endda, at maritime el-systemer i kombination med danskejet teknologi kan blive til en slags nyt dansk vindmølleeventyr. Vi håber, at politikerne også kan se potentialet. Over 900 europæiske færgeruter kan besejles af færger af Ellen-typen. Hvis blot en del af de ordrer ryger til Danmark, kan det betyde store indtægter til landet, blandt andet gennem værftsindustrien,« lyder det fra Halfdan Abrahamsen.

Prisen på en ny elfærge, der ville blive fremstillet i morgen på Søby Værft, ligger i omegnen af 120 millioner kroner, som det fremgår af denne oversigt fra E-ferry.

Ellen, elfærge, pris, udgift, byggeri, værft, prototype, udvikling, nypris

Den første kolonne viser prisen på prototypen af Ellen, som også krævede teknisk udvikling. Sidste kolonne viser prisen på en færge bygget i morgen. Priserne er i euro. (Kilde: E-ferry)

Og måske eventyret med tiden endda kunne blive endnu større, end man lige nu drømmer om på Ærø.

Chresten Træholt fra DTU mener, at det med tiden – måske på den anden side af 2030 – kan lade sig gøre at udbrede batterier til større skibe og længere strækninger, i takt med at batterierne bliver endnu bedre og billigere.

Man kunne forestille sig, at krydstogtskibe for eksempel har en ladestation på Island, Azorerne eller Bahamas, hvor de ’tanker’ op på el, funderer Chresten Træholt.

Er batterier ikke også dårlige for miljø og klima?
Batterier, elfærger, Helsingør-Helsingborg, Ærø, Ellen

Også på ruten Helsingør-Helsingborg sejler en elfærge, som kræver batterier. Hvis samtlige 41 ruter til danske småøer ud over Als-Ærø også skal elektrificeres, kræver det ekstra mange batterier. (Foto: Shutterstock) 

Nogen vil måske tænke, at batterier også kan være en dårlig løsning for miljø og klima. Materialer til batterier skal udvindes og fragtes, og man skal skille sig af med dem bagefter.

Videnskab.dk har derfor forhørt sig hos professor Henrik Wenzel på Syddansk Universitet, om han kender til såkaldte livscyklusstudier, der viser, hvor stor belastningen er fra en færge, der sejler på batteri sammenlignet med diesel.

Henrik Wenzel kender ikke til sådan et studie, men bemærker, at man som producent af en elfærge kan stille krav til, at batteriet skal produceres klima- og miljøvenligt, sikret gennem certifikater.

Han tilføjer, at det er vigtigt at bide mærke i, at energisystemer og måder at fremskaffe alternativer til fossile brændsler hele tiden udvikler sig.

»Så vi må ikke vurdere den slags kortsigtet. Det væsentlige er, at selve løsningen med el-færger og batterier er en langsigtet løsning i det system, som vi skal frem til for at nå vores mål om fossil-frihed og klimagasreduktion.«

»Derfor skal både el-færger og deres batterier – ligesom alt andet – vurderes i et fremtidsperspektiv og ikke et nutidsperspektiv, som er forældet inden vi ser os om,« skriver Henrik Wenzel, centerleder i SDU Livscykluscenter, i en mail til Videnskab.dk.

En anden overvejelse er, hvad man kan gøre med batterierne, når de er blevet for dårlige til at betjene en færge, men stadig ikke er helt flade.

Ifølge Chresten Træholt fra DTU er virksomheder i Norge, Holland og Sydkorea i gang med at indsamle udtjente batterier for at finde ud af, hvordan man bedst kan genbruge dem eller udnytte dem til lagring.

Forskeren forventer, at det vil blive en mere populær manøvre, i takt med at omstillingen fra fossile brændsler til el vil give flere batterier at tage af fra eksempelvis færger eller biler.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.