NB! Denne artikkelen ble skrevet og publisert i Status 2024 før MarU ble lansert. Havbase er nå erstattet av MarU, som du finner på kystverket.no/maru

KI-støttet oppsummering:

• Tidligere ble skipsutslipp beregnet ut fra hvor mye drivstoff som ble solgt, men dette ga ikke et nøyaktig bilde av utslippene i norske farvann.
• Etter at Norge lanserte sin første AIS-satellitt i 2010, kunne man samle posisjonsdata fra skip. Dette gjorde det mulig å lage Havbase, et system som estimerer utslipp basert på faktisk skipsaktivitet i norske farvann.
• Havbase brukte motorkraft, drivstofforbruk og annen informasjon for å beregne utslipp for ulike typer skip og deres aktiviteter. Havbase ble driftet i over ti år, noe som har hjulpet Kystverket med å dele data og bygge opp egen kunnskap. Havbase hadde noen svakheter, som at den ikke godt nok tar hensyn til nye teknologier som landstrøm og alternative drivstoff.
• Kystverket har derfor utviklet en ny utslippsmodell basert på internasjonal metodikk, som gir bedre innsikt og mer nøyaktige estimater. Den nye modellen, MarU, ble lansert sommeren 2024 på kystverket.no/maru, med detaljerte utslippstall tilgjengelig. Målet er å gi nøyaktige estimater for utslipp fra innenriks sjøfart, analysere effektene av utslippsreduserende tiltak, og støtte planlegging av infrastruktur for kraft og drivstoff.

Historien om posisjonsbaserte utslippsestimater i Kystverket

Utslipp fra sjøfarten har tradisjonelt sett blitt beregnet basert på salgstall fra drivstoffomsettere. Dette gir en god representasjon av utslipp fra forbrenning av solgt drivstoff, men sier ikke noe om faktiske utslipp i norske farvann, siden mange fartøy langs kysten vår bunkrer drivstoff i utlandet.

Den første norske AIS-satellitten ble skutt opp i 2010, noe som startet en ny æra for innsamling av posisjonsdata fra fartøy i norske farvann. Økt tilgang på posisjonsdata gjordet det mulig å estimere utslipp for fartøyene som faktisk hadde operert i farvannene. Kort tid etter gikk derfor arbeidet i gang med å utvikle og tilgjengeliggjøre et «AIS-basert miljøregnskapssystem» for skipstrafikken, senere kjent som Havbase. Utslippsestimatene fra Havbase skulle være supplerende informasjon til statistikken for salgstallene.

AIS

AIS står for automatisk identifikasjonssystem. Det ble først etablert som et antikollisjonsverktøy for skipsfarten. Fartøy med AIS-transponder om bord sender ut dynamisk informasjon om egen identitet, fart og kurs til nærgående skip via VHF-båndet, og tar imot tilsvarende informasjon fra skip i nærheten.

Beregningene ble gjort ved å multiplisere motoreffekt med spesifikt drivstofforbruk, lastfaktorer og utslippsfaktorer relevant for skipstype, -størrelse og operasjonsfase. De store havområdene Nordsjøen, Norskehavet og Barentshavet stod i fokus og utslippstall for disse ble tilgjengeliggjort på havbase.no.

I dag har Havbase vært i drift i over ti år. Beregningsmodellen som ligger til grunn driftes og eies av tredjepart. Det har vært en stor fordel for oss at modellen har blitt driftet og utviklet hos en kunnskapsrik samarbeidspartner. Vi har med deres hjelp kunne dele kunnskap og data om skipstrafikk og utslipp både offentlig, til forskning og med andre offentlige myndigheter. I tillegg har det gitt oss mulighet til å bygge opp egen kompetanse på området over tid.

Dagens Havbase er basert på metodikk beregnet for analyse av store, globale flåtesammensetninger bestående av skip med tradisjonelle fremdriftssystem. Når en derimot analyserer en mindre populasjon, med en noe annen flåtesammensetning så blir denne metoden unøyaktig, sårbar for feil i registerdata og over-generalisering av statistiske variabler. Energieffektivisering, landstrøm og alternative drivstoff blir i liten grad hensyntatt i dagens løsning.

Ut fra en helhetsvurdering har vi landet på å bygge opp en egen utslippsmodell. Dette gir oss mulighet til å utnytte Kystverkets egne og tilgjengelige data og modeller på best mulig måte. Den nye utslippsmodellen er basert på allerede etablert og kjent metodikk fra The International Council of Clean Transport (ICCT) og IMOs «greenhouse gas»-studier.

Åpenhet og deling

En av de største fordelene med å utvikle og drifte modellen selv er at vi kan dele mer informasjon enn tidligere. Retningslinjer om offentlig deling av resultatene fra modellen er fremdeles styrt av hensyn til personvern og av inputdata Kystverket har begrensede rettigheter til å videreformidle. Men, når det kommer til modellen i seg selv og det metodiske så har vi mulighet, og som mål, å dele mest mulig. Dette er gjenspeilet i vår erklæring om effektiv utvikling av dataprodukter, punkt tre.

Kystverkets erklæring for effektiv utvikling av dataprodukter

1. Brukernes behov og verdiskapning fremfor teknologisk perfeksjon​
2. Kontinuerlig forbedring over fullkommenhet ved levering​
3. Åpenhet og deling av kode og data fremfor lukkede systemer​
4. Datainnsikt fremfor antagelser

Ved å dele koden til modellen åpent legger vi også til rette for økt datainnsikt og færre antakelser. Det kan være skummelt å være så åpne, men vi er overbevist om at fordelene er større enn ulempene og at det vil lede til mange gode innspill og kontinuerlig forbedring. Kode med tilhørende dokumentasjon vil offentliggjøres samtidig med lansering av MarU i løpet av 2024.

En brikke i et større utviklingsarbeid

Arbeidet med den nye modellen omfatter langt mer enn å regne ut CO2-utslipp. Før en kommer så langt skal posisjonsdata (AIS-data) behandles og skipsdata og geografiske områder kobles på. Den største jobben er knyttet til posisjonsdataene. Disse skal først «vaskes», så deles inn i operasjonsfaser, seilaser, og trafikktype. Det er snakk om milliarder av datapunkter, og det tar mye maskintid å gjennomføre de forskjellige stegene. Figur 1 viser en forenklet oversikt over modellen og tilhørende input, output og AIS-modul.

Den tredje delen i utviklingsarbeidet omhandler etableringen av Kystverkets «dataplattform» - en enhetlig løsning for skybasert databehandling. Dataplattformen har blitt etablert og utviklet i parallell med det øvrige arbeidet, og behandlingen av posisjonsdata og MarU har vært de første «beboerne» på plattformen.

Slik fungerer MarU

Prosessen starter med at MarU henter inn ferdigbehandlede posisjonsdata, skipsdata og utslippsfaktorer. Det neste steget er å dividere observert hastighet med designhastigheten til fartøyet, og ut fra dette etablere en faktor som beskriver antatt belastning på motor: lastfaktor. Dette blir brukt til å estimere energiforbruk og drivstofforbruk for hvert enkelt fartøy mellom punktene fra posisjonsdataene. Videre blir dette regnet om til utslippsestimater mellom hvert punkt. Resultatet blir et datasett med utslippsestimater for enkeltfartøy for en gitt tidsperiode. Figur 2 skisserer dataflyten i MarU.

Estimatene kan presenteres fordelt på fjorten skipstyper og ni størrelseskategorier. Trafikken kan deles inn i trafikktyper som innenlands, gjennomfart, fra utlandet og til utlandet. En kan filtrere på geografiske områder som kommune, fylke, Norges økonomiske sone, forvaltningsplanområder, m.fl. Videre kan en få oversikt over antall fartøy i de forskjellige utvalgene, energibærere (tungolje, diesel, LNG, batteri, etc.), samt operasjonsfaser (ankring, dynamisk posisjonering, havneligge, manøvrering, etc.).

Hva finner du i MarU

Utslippsestimater

• CO2-ekvivalenter
• Karbondioksid (CO2)
• Metan (CH4)
• Lystgass(N2O)
• Svoveloksider (SOx)
• Nitrogenoksider (NOx)
• Partikler (PM10)
• Partikler (PM2,5)
• Karbonmonoksid (CO)
• Flyktige organiske forbindelser med unntak av metan (NMVOC)
• Sot (black carbon)

Andre estimater

• Energibehov
• Drivstofforbruk
• Utseilt distanse
• Operasjonstid

Det som presenteres offentlig fra MarU er en stor utvikling fra det som finnes i Havbase. Der er informasjonen begrenset til forvaltningsplanområdene, skipstyper og størrelseskategorier, fem utslippstyper (CO2, CO, NOx, SO2 og PM), samt utseilt distanse og operasjonstid. Det tas ikke høyde for batteridrevne fartøy, noe som har vært den største utfordringen de siste årene.

Lansering

Modellen og resultatene lanseres før sommeren 2024 på kystverket.no/maru. Der presenteres aggregerte tall, dvs. ikke estimater for enkeltskip, men for grupper av skipstyper og -størrelser. Dataene vil kunne filtreres som beskrevet tidligere og presenteres per måned eller år. Løsningen for å presentere tallene baserer seg på Microsoft PowerBi. Dette er et kraftig datavisualiseringsverktøy, men det har noen begrensninger når det kommer til presentasjon av data i kart. Dette er med andre ord ikke den endelige løsningen, og målet er å ha en fullverdig portal for utslippsestimatene, som også inkluderer seilaser og utslipp presentert i et kart, tilgjengelig i starten av 2025.

Veien videre

Det foreløpige målet med MarU er å gi et best mulig estimat for utslippene fra innenriks sjøfart og fiske, og deres utvikling over tid. Videre vil modellen kunne benyttes til å analysere effekten av utslippsreduserende tiltak, f.eks. alternative drivstoff, som videre er kunnskapsgrunnlag for identifisering av virkemidler. En vil også kunne analysere energibehovet til fartøyene, som eksempelvis kan benyttes i planlegging av infrastruktur for kraft og drivstoff.

Beslutningen om å utvikle den nye modellen internt kom fra et behov om å bedre kunne svare ut henvendelser om utslippsestimatene. Likeledes gir full innsikt i modellens oppbygging og parametere større fleksibilitet for generering og bruk av data, og utvikling av modellen. Vi har mye på lista over videre arbeid og gleder oss til fortsettelsen – dette er bare starten.