Μελέτη οικονομικής εφικτότητας πλοίου εφοδιασμού με υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG)

Ψαραύτης, Γεώργιος; Psaraftis, Georgios

dc.contributor.author	Ψαραύτης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Psaraftis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2020-11-10T08:24:33Z
dc.date.available	2020-11-10T08:24:33Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51858
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19556
dc.rights	Default License
dc.subject	ΥΦΑ	el
dc.subject	Οικονομική εφικτότητα	el
dc.subject	Απαιτούμενος ναύλος	el
dc.subject	Πρόβλεψη ζήτησης	el
dc.subject	Αξιολόγηση επένδυσης	el
dc.subject	LNG	en
dc.subject	Economic feasibility	en
dc.subject	Required freight rate	en
dc.subject	Demand forecasting	en
dc.subject	Investment evaluation	en
dc.title	Μελέτη οικονομικής εφικτότητας πλοίου εφοδιασμού με υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG)	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Θαλάσσιες Μεταφορές	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-29
heal.abstract	Η γενικότερη αναζήτηση καθαρότερων μορφών ενέργειας αντανακλάται και στο χώρο της ναυτιλίας με την αυστηροποίηση των αποδεκτών ορίων για τους εκπεμπόμενους ρύπους των πλοίων. Μία από τις λύσεις που ήδη εφαρμόζεται σε πολλά πλοία αλλά και σε μελλοντικές παραλαβές είναι η χρήση του φυσικού αερίου ως καύσιμο. Η τεχνολογία ναυτικών κινητήρων φυσικού αερίου ή διπλού καυσίμου είναι ήδη εδώ όπως και η τεχνογνωσία διαχείρισης του φυσικού αερίου εν πλω. Το φυσικό αέριο αποτελεί ελκυστική λύση λόγω του κόστους, της διαθεσιμότητάς του και των αμελητέων ποσοτήτων παραγόμενων καυσαερίων. Σε σχέση με άλλα συμβατικά καύσιμα είναι πρακτικά άνευ θείου, παράγει μικρότερες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα (CO2), οξειδίων του αζώτου (NOX) και σχεδόν καθόλου διοξείδιο του θείου (SO2). Για την αποθήκευση και τη μεταφορά του στα πλοία χρησιμοποιείται η κρυογενική υγρή μορφή του, το Υγροποιημένο Φυσικό Αέριο (LNG) με 600 φορές μικρότερο όγκο σε σχέση με την αέρια μορφή του. Η αγορά του LNG τα τελευταία χρόνια παρουσιάζει ιδιαίτερη άνθηση. Εντός εκείνης σημαντικό ενδιαφέρον παρουσιάζει ο Small Scale LNG τομέας λόγω και της προαναφερθείσας προσπάθειας περιορισμού των εκπεμπόμενων ρύπων αλλά και τη διανομή μικρότερων ποσοτήτων ΥΦΑ σε περιοχές που δεν έχουν σύνδεση με κάποιον αγωγό παροχής φυσικού αερίου. Μία από τις εφαρμογές του Small Scale LNG είναι για την παροχή καυσίμου φυσικού αερίου με σκοπό την ηλεκτροπαραγωγή. Ένα ενδιαφέρον σενάριο είναι μια τέτοια εφαρμογή σε ελληνικά νησιά. Τα περισσότερα νησιά της Ελλάδας και κυρίως του Αιγαίου, έχουν εγκαταστάσεις με αυτόνομα συστήματα ηλεκτροπαραγωγής με καύσιμο το πετρέλαιο (είτε βαρύ μαζούτ ή ελαφρύ ντίζελ). Ένα μέρος των αναγκών για ηλεκτρική ενέργεια καλύπτεται και εξυπηρετείται και από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας όπως για παράδειγμα με αιολικούς ή φωτοβολταϊκούς σταθμούς. Η παρούσα εργασία αποτελεί μια μελέτη εφικτότητας λειτουργίας ενός πλοίου ανεφοδιασμού με ΥΦΑ, με κύριο σκοπό του τη μεταφορά ποσοτήτων υγροποιημένου φυσικού αερίου, σε κάποια από τα Μη Διασυνδεδεμένα Νησιά του Βορείου Αιγαίου, σε πιθανή μελλοντική αντικατάσταση των υπάρχουσων θερμικών μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, με αντίστοιχες που έχουν ως καύσιμο το φυσικό αέριο. Τα νησιά όπου επικεντρώνεται το ενδιαφέρον είναι η Σάμος, η Ικαρία, η Χίος, η Λέσβος, η Λήμνος και ο Αγ. Ευστράτιος. Για την αξιολόγηση της δυνατότητας της επένδυσης του παραπάνω πλοίου, γίνεται μελέτη πρόβλεψης της ζήτησης του ΥΦΑ με σκοπό την ηλεκτροπαραγωγή στα νησιά του ενδιαφέροντός μας. Στο πλαίσιο αυτό αξιοποιούνται ιστορικά δεδομένα ηλεκτροπαραγωγής από τον ΔΕΔΔΗΕ για το διάστημα 2014-2019 με χρήση της μεθόδου τριπλής εκθετικής εξομάλυνσης (Holt-Winters). Εκτός από το 2020 όπου παρατηρείται μια μείωση της ζήτησης, για τα επόμενα έτη επικρατεί σταθερά αυξητική πορεία της ποσότητας του ΥΦΑ με φθίνοντα ρυθμό μεταβολής. Το 2020 η πρόβλεψη της ζήτησης του LNG για ηλεκτροπαραγωγή ανέρχεται στα 227.552,08 m3, ενώ το 2029 αγγίζει την τιμή των 255.504,97 m3.Στην προσπάθειά μας να υλοποιήσουμε το απαιτούμενο δίκτυο διανομής του υγροποιημένου φυσικού αερίου, θα εφαρμόσουμε τη λύση ενός τύπου προβλήματος πλανόδιου πωλητή (Travelling Salesman Problem). Ο Τερματικός σταθμός της Ρεβυθούσας αποτελεί τη μοναδική πύλη εισόδου LNG στην Ελλάδα, για την παρούσα χρονική περίοδο. Ωστόσο εξετάζεται ως Τερματικός σταθμός στην εργασία αυτή και η μελλοντική FSRU (Floating Storage Regasification Unit) μονάδα στην Αλεξανδούπολη, χωρητικότητας 170.000 m³. Όσον αφορά την επιλογή του πλοίου, κριτήριο στα πλαίσια της εργασίας, είναι η συνολική ετήσια ζήτηση των νησιών του ενδιαφέροντός μας και ο ανεφοδιασμός τους κάθε τουλάχιστον 2 εβδομάδες προκειμένου να περιοριστεί το boil-off gas και να διατηρηθεί σταθερή η ποιότητα του ΥΦΑ στις δεξαμενές αποθήκευσης. Επιπρόσθετα απαιτείται μια εναπομένουσα ποσότητα LNG στο πλοίο, της τάξεως του 10% της χωρητικότητάς του. Η χωρητικότητα του πλοίου διαμορφώθηκε στα 10.000 m³. Η μελέτη υιοθετεί ένα σενάριο χρονοναύλωσης του πλοίου για 355 ημέρες το χρόνο με την δυνατότητα παράλληλης εκμετάλλευσης του από το ναυλωτή και για εργασίες LNG bunkering ή και περαιτέρω μεταφορές μικρών ποσοτήτων ΥΦΑ σε άλλους προορισμούς. Για τον ανεφοδιασμό των ΜΔΝ της επιλογής μας με ΥΦΑ η μέγιστη ετήσια απασχόληση του πλοίου με σταθμό τη Ρεβυθούσα είναι 91,14 ημέρες. Η διάρκεια ζωής της επένδυσης που εξετάζεται είναι τα 20 έτη και η Καθαρή Παρούσα Αξία υπολογίζεται ίση με 3.103.980,20 €, ο Εσωτερικός Βαθμός Απόδοσης είναι 14% και ο απαιτούμενος ναύλος ανέρχεται στα 30,49 €/ m3. Η έλλειψη ποικιλίας στοιχείων για τα κόστη ενός πλοίου LNG Bunker ή Feeder, λόγω αντικειμενικών δυσκολιών, διαδραμάτισε περιοριστικό ρόλο για την παρούσα μελέτη. Περαιτέρω αντικείμενο μελέτης, θα μπορούσε να είναι η λειτουργία του πλοίου σε συνθήκες ανταγωνισμού με άλλα Small Scale LNG πλοία, στο πλαίσιο μίας τοπικής στη Μεσόγειο spot αγοράς.	el
heal.abstract	In the search of cleaner forms of energy the shipping sector could not be missing by tightening the acceptable limits for the emissions of ships. One of the solutions that is already applied to many ships but also to future projects is the use of natural gas as fuel. The technology of marine gas or dual fuel engines is already here as well as the know-how of managing gas at sea. Natural gas is an attractive solution due to its cost, availability and negligible amounts of exhaust emissions. Compared to other conventional fuels, it is virtually sulfur-free, producing lower amounts of carbon dioxide (CO2), nitrogen oxides (NOX) and almost no sulfur dioxide (SO2). Its cryogenic liquid form, Liquefied Natural Gas (LNG) with 600 times smaller volume compared to its gaseous form is used for storage and transport on ships. The LNG market has been booming in recent years. The Small Scale LNG sector is also of great interest due to the aforementioned effort to reduce emissions but also the distribution of smaller quantities of LNG in areas not connected to a gas supply pipeline. One of the applications of Small Scale LNG is for the supply of natural gas fuel for power generation. Such an application in Greek islands could be of great interest. Most islands in Greece, and especially in the Aegean, have facilities with autonomous power generation systems fueled by oil (either heavy fuel oil or light diesel). A part of the needs for electricity is covered and served by Renewable Energy Sources such as wind or photovoltaic stations. The present work is a feasibility study for the operation of an LNG supply vessel, with the main purpose of transporting quantities of liquefied natural gas to some of the Non-Interconnected Islands of the North Aegean, in a possible scenario of future replacement of the existing thermal power plants, with ones that are fueled by natural gas. The islands where the interest is concentrated are Samos, Ikaria, Chios, Lesvos, Lemnos and Ag. Efstratios. In order to evaluate the investment potential of the above ship, a study is made to forecast the demand of LNG for power generation in the islands of interest. In this context, historical data on electricity generation for the period 2014-2019 by DEDDIE are utilized using the method of triple exponential smoothing (Holt-Winters method). Except for 2020 where there is a decrease in demand, for the following years there is a steadily increasing trend in the amount of LNG with a declining rate of change. In 2020 the forecast of LNG demand for power generation amounts to 227.552,08 m3, while in 2029 it reaches up to 255.504,97 m3. In our effort to design the required liquefied natural gas distribution network, we implement the solution of a Traveling Salesman Problem. Revythousa Terminal is the only LNG gateway in Greece for the current period. However, the future FSRU (Floating Storage Regasification Unit) in Alexandroupolis, with a capacity of 170.000 m³, is also being considered. Regarding the selection of the ship, the criteria to be met are the total LNG annual demand of the islands of interest and their supply at least every 2 weeks in order to reduce the boil-off gas and to maintain the quality of LNG in the storage tanks. In addition, a residual LNG amount of 10% of the capacity is required on board. The capacity of the ship has been set at 10.000 m3. The study adopts a time charter scenario of the ship for 355 days a year with the possibility of further usage of the ship by the charterer for LNG bunkering or other transportation of small quantities of LNG. For the supply of the Non-Interconnected Islands with LNG, the maximum annual employment of the ship from Revythousa station is 91.14 days. The lifespan of the investment under consideration is 20 years and the Net Present Value is estimated at 3.103.980,20 €, the Internal Rate of Return is 14% and the Required Freight Rate is 30,49 €/ m3. The present study has been limited due to objective difficulties considering the lack of a variety of data on the costs of LNG Bunker or Feeder vessels. A further object of study could be the operation of the ship within competition with other Small Scale LNG vessels, in the context of a local spot market in the Mediterranean.	en
heal.advisorName	Λυρίδης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Βεντίκος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Καϊκτσής, Λάμπρος	el
heal.academicPublisher	Τομέας Μελέτης Πλοίου και Θαλασσίων Μεταφορών. Εργαστήριο Θαλασσίων Μεταφορών.	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	111 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false