Udarbejdet december 2018 af: Hans Otto Kristensen (HOK Marineconsult ApS) og Claus Kruse (Claus Kruse Consult)

Transkript

1 Udarbejdet december 2018 af: Hans Otto Kristensen (HOK Marineconsult ApS) og Claus Kruse (Claus Kruse Consult) 1

2 Indhold Projekt hoveddata Projekt lay-out (færgeindretning inkl. placering af biler) Manøvreevne og fremdrivning Fremdrivningssystem Overfartsprofiler Grænser for mindste overfartstid Driftsøkonomi og byggepriser Konklusion 2

3 Baggrund Færgeselskabet Læsø ønsker en analyse af mulighederne for at erstatte Ane Læsø med en ny tidssvarende enkeltender færge. Margrethe Læsø beholdes som sekundær færge. Konsulentfirmaet Inzights har udarbejdet en trafikanalyse, som ligger til grund for projektet. Med den nuværende tonnage sker der ingen udvikling af trafikudviklingen på de travle tidspunkter. Der er kun mulighed for vækst på de mindre efterspurgte tidspunkter. 3

4 Ny enkelt-ender Færge projekt Hans Otto Kristensen og Claus Kruse har udarbejdet et skitse projekt for en enkelt ender færge. Projektforslag (deplacement og energiforbrug) er estimeret for 3 længder af færgen (75 m, 80 m og 85 m) og tre forskellige dybgange (3,2 m, 3,6 m og 4,o m). Brændstofforbrug er baseret på 90 minuters overfartstid (inklusiv manvøretid og fortøjning mv.). Byggeprisen er estimeret i samarbejde med Hvide Sande Skibsværft. Driftomkostningerne er estimeret i samarbejde med Færgeselskabet. 4

5 Hoveddimensioner Længde overalt: 80 m Bredde over fenderne: 17,7 m Sidehøjde til bildæk: 5,4 m Højde fra køl til top af styrehus: 18,7 m Max. dybgang: 3,60 m Frihøjde på hoveddækket: 5,00 m Frihøjde under hængedæk: 3,00 m Personbilskapacitet med fuldt hængedæk: 140 stk Lastbilskapacitet (16 m) med fast hængedæk: 11 stk Personbiler i samspil med lastbiler: 40 stk Passagerkapacitet sommer/vinter: 600/500 5

6 Lay out af general arrangement Vogndækket er arrangeret med en sidecasing, men med en opgang i alle fire hjørner af færgen, som på Margrethe Læsø. Vogndækket er lukket både for og agter. Overbygningens størrelse forsøges minimeret for at minimere vindfang og dermed krav til stabilitet. (Høje krav til stabilitet medfører dårlig passagerkomfort i dårligt vejr) Passager apteringen inklusiv cateringfaciliteter er på ca m 2 brutto, hvor Margrethes Læsøs er på ca 1000 m 2. Dele af manskabsapteringen placeres under bildækket for at minimere overbygningens størrelse. 6

7 7

8 Profil samt øvre dæk layout 8

9 Passagerdæks arrangement 9

10 Bildæks arrangement 10

11 Tværsnit med placering af biler 11

12 Manøvreevne i Vesterø havn Det skal sikres, at færgen kan anløbe Vesterø havn ved mindst lige så ugunstige vejrforhold, som Margrethe Læsø kan idag. Desuden skal færge kunne vende i havnen ved en vindstyrke på 20 m/sek. Det skal sikres, at tilstrækkelig sidekraft ved hjælp af bov thrustere samt propellerne agter kan modvirke vindkræfterne svarende til 20 m/s Disse krav medfører, at følgende forhold skal opfyldes: Overalt længden af færgen holdes på ca. 80 m. Forholdet mellem dybgang og lateralplan over vandet skal minimeres. Der installers en samlet bovthruster effekt på 1400 kw (2 thrustere) Der installers 2 rotérbare fremdrivningspropellere, såkaldte azimuthpropellere, da de kan give større samlet sidekraft end 2 konventionelle propellere vurderet på projekt stadiet. Ved hjælp af manøvresimuleringer vil man dog kunne vurdere, om en konventionel propeller løsning kan give tilstrækkelig tværkraft agter, hvor tværkraften skabes ved hjælp af 2 højeffektive flapror i kombination med en tværthruster agter. Det anbefales derfor, at der udføres en manøvresimulering for verificering af den tilstrækkelige manøvreevne samt også for at fastlægge evt. nødvendige modificeringer af havnen. 12

13 Azimuth propeller med 2 propellere på samme aksel (Schottel STP) 13

14 Dybgang En så stor dybgang som muligt medfører følgende fordele: Mindre blokkoefficient og dermed mindre fremdrivningsmodstand. Mulighed for større propellere og dermed bedre virkningsgrad på propellerne og større opnåelig sidekraft. Mindre afdrift under manøvre. En max dybgang på 3,2 m, 3,6 m og 4,o m har været undersøgt. 3,6 m er vurderet som den mest økonomiske optimale, fordi den kun kræver moderat uddybning i Vesterø havn og rende i forhold til 4,0 m dybgang. 14

15 Fremdrivningsystem Følgende fremdrivningssystem er foreslået: 2 stk roterbare propellere. 2 stk dieselgeneratorer på hver 1900 kw. En batteripakke på 1,5 MWtimer. Batteripakken skal primært anvendes under korte havneophold og ved havnemanøvrer. Batteripakken oplades fra en landtilslutning ved længere havneophold. I øvrigt sker opladningen ved hjælp af dieselgeneratorerne. Ved færgens indretning tages der hensyn til en eventuel fremtidig ren elektrisk drift. 15

16 Hvorfor det anbefalede fremdrivningssystem? Det foreslåede dieselelektriske koncept er et rimeligt afprøvet design og derfor ikke så stor risiko for mange driftsforstyrrelser og omkostninger som følge af stor kompleksitet. I forhold til et rent dieseldrevet koncept er dette anlæg: Mere brændstoføkonomisk, da dieselmotorerne sikres en mere jævn belastning, så brændstofforbruget minimeres. Mere miljøvenligt på grund af en mere jævn belastning af dieselmotorerne og anvendelse af landstrøm. 16

17 Ruteprofil og effektbehov (Frederikshavn - Læsø) 17

18 Ruteprofil og effektbehov (Læsø - Frederikshavn) 18

19 Maksimal propellereffekt sætter grænser På grund af krav til sidekraft og god manøvreevne er en azimuth propeller gunstig. Den maksimale diameter kan højest være ca. 60 % af dybgangen (2.16 m), hvilket begrænser den effekt, hver propellerenhed teknisk kan levere til 1250 kw. Dette medfører flg. minimumsoverfartstider: Læsø Frederikshavn: 86 minutter Frederikshavn Læsø: 78 minutter Der er regnet med 90 min. hver vej i beregningerne af brændstofforbruget. 19

20 Propeller effekt per propeller (kw) Nødvendig maksimal propeller effekt Læsø - Frederikshavn Frederikshavn - Læsø (uden svaj) Maksimal installerbar effekt (Schottel oplysning) 80 m enkelt-ender færge Fremdrevet med 2 STP propellere Overfartstid (minutter) 20

21 Trafik prognose og sejlplan Konsulent firmaet Inzight har udarbejdet en analyse af den forvente fremtidige trafik, som ligger til grund for en en foreløbig sejlplan for Inzight forventer et trafikspring på 20% ved indsættelse af ny tonnage og herefter en stigning på 2,3% om året forudsat den nye tonnage har tilstrækkelig kapacitet. Ud fra trafikudvikligen og med den foreløbige sejlplan vil der I 2020 være følgende behov: Enkelt-ender færgen skal sejle 1396 dobbelture I Margrethe Læsø skal sejle 57 ture I

22 Havneanlæg i Vesterø havn Havneombygninger under overvejelse: Margrethe Læsø s nuværende leje ombygges til den nye færge. Broklap og forfortøjningen ombygges til at kunne operere hurtigere. Der etableres et oplægger- og driftsleje til Margrethe Læsø Havnen og indsejlingen uddybes til færgens større dybgang. Eventuel uddybning langs nordre mole. Passagerlandgange skal tilpasses. Investeringerne er ikke beregnet, men skønnes at beløbe sig til 25 mio. kr. 22

23 Havneanlæg i Frederikshavn Havneombygninger under overvejelse: Det nuværende leje kan tilpasses, så det både kan anløbes af ny enkeltender færge og Margrethe Læsø. Passagerlandgangen skal kunne anvendes af både den nye færge og Margrethe Læsø Investeringerne er ikke beregnet, men skønnes at beløbe sig til 4 mio. kr. Helt nyt og bedre placeret færgeleje er dog også under overvejelse. 23

24 Investeringer Baseret på pris fra Hvide Sande skibsværft forventes følgende investeringer: Indikativ pris fra værft: Udrustning: Projektering, kontrahering og tilsyn: Ialt Havneanlæg I Vestreø vurderet til Havneanlæg I Frederikshavn vurderet til 177 mio. kr 2 mio. kr 10 mio. kr 189 mio. kr 25 mio. kr 4 mio. kr Årlige kapitalomkostninger ca. 10 mio. kr Det er forudsat, at både færgen og havneinvesteringer finansieres via Kommuneleasing med en afskrivningsperiode på 25 år, hvor investeringerne nedskrives til en restgæld på 20%. 24

25 Årlige omkostninger Årlige faste omkostninger (kr x 1000) Kapitalomkostninger for ny færge Kapitalomkostninger for Margrethe Læsø Kapitalomkostninger for færgelejer Faste vedligholdsomkostninger for ny færge Faste vedligholdsomkostninger for Margrethe Læsø Forsikring for begge færger Faste omkostninger, ialt Variable omkostninger for ny færge (mandskab 75%, brændstof 15% og andet 10%) Ture med ny færge Ny færge per dobbelttur, 90 minutter 18,31 21,04 24,42 Variable omkostninger ialt per år Variable omkostninger for Margrethe Læsø Ture med Margrethe Læsø Omkostninger per dobbelttur, 90 minutter 21,61 25,08 29,11 Variable omkostninger, ialt per år Årlige omkostninger, ialt Der er regnet med en inflation på 1,3. Landbaserede omkostninger (ledelse, adminstaration, salg mv.) er ikke inkluderet. 25

26 Konklusion Det er vurderet at en 80 m lang ny enkelt-ender færge med en kapacitet på 140 personbiler kan indsættes på ruten. Færgen kan konstrueres til at udføre svajemanøvrer i Vesterø havn med samme sikkerhedsmargin, som for Margrethe Læsø i dag. På grund af vigtigheden af manøvreforholdene og den tilhørende sikkerhed anbefales det, at den foreslåede færgeløsning afprøves ved brug af manøvre simuleringer hos FORCE Technology. Det anbefales at uddybe havnen og renden for en dybgang på 3,6 m. En dybgangsforøgelse fra 3,2 m til 3,6 m vil reducere brændstofforbruget op mod 20 %. En enkelt-ender færge med ovennævnte længdebegrænsning på 80 m overalt og udstyret med et 2 propelleranlæg kan vanskeligt presses op til en højere fart end ca. 15 knob på største vanddybde. Dette giver en mindste overfartstid på 78 minutter for Frederikshavn - Læsø turen og 86 minutter for Læsø Frederikshavn turen. 26