Yara Birkeland blir så å si helnorsk.

Riktignok bygges skroget nå i Romania, men utrusting og ferdigstilling skal skje ved Vards verft i Brevik, om lag en nautisk mil fra Yara på Herøya.

Skroget kommer til Brevik i september 2019 og skal være klar for drift i februar 2020.

Marin Teknikk i Gursken på Sunnmøre har designet skipet i tett samarbeid med Kongsberg Maritime og Yara.

Statsminister Erna Solberg var til stede hos Vard Brevik da kontrakt på bygging av Yara Birkeland ble undertegnet onsdag 15. august. Foto: Yara

Alt som har med autonomi utvikles og leveres av Kongsberg-konsernet med avdelinger i Kongsberg, Horten og Trondheim.

Framdrift og manøvrering skal tas hånd om av et elektrisk system bestående av en batteripakke på 6,8 MWh, to elektriske azipoder og to tunnelthrustere.

Brunvoll i Møre og Romsdal skal lever to baugthrustere og to nyutviklete azimuth PU 74-NOC-propeller. De dreibare trekkpropellene får en diameter på 2,2 meter, mens baugthrusterne er på 1,75 meter i diameter.

-Dette er en fjær i hatten for oss, sier forskningsdirektør Knut Andresen i Brunvoll. Yara Birkeland-kontrakten er den andre på den nye type propeller. Brunvoll skal levere 10 propeller til fem ferger under bygging ved Havyard.

Batteripakken blir levert av sveitsiske Leclanché.

Bjørn Tore Orvik, direktør finans og logistikk ved Yara Porsgrunn, fikk ideen om å erstatte 40.000 vogntogturer i året med et elektrisk og autonomt skip. Foto: Tore Stensvold

Tøff konkurranse

Yaras prosjektleder Bjørn Tore Orvik sier at valget var vanskelig, og det sto lenge mellom tre verft.

- Det var tøffe forhandlinger. Vi er veldig fornøyd med at det blir et norsk verft og ekstra hyggelig at det blir lokalt, sier Orvik til TU.

Prosjektet er blitt i overkant av ett år forsinket.

Da Yara og Kongsberg lanserte planene om et autonomt containerskip i 9. mai 2017, var tidsplanen i overkant ambisiøs. Da var målet å tildele verftskontrakt før nyttår 2017.

- Arbeidene på landsystemet, med autonome kraner og interntransport, har tatt lengre tid. Vi hadde derfor ikke så dårlig tid på å bestemme verft, sier Orvik.

For Vard Brevik er det en kjærkommen kontrakt på rundt 250 millioner kroner.

Verftet ble hard rammet av krisen etter oljeprisfallet i 2014 og har lenge hatt tre skip for Island Offshore liggende uten å få levert. Nå er ett av dem overtatt av Island Offshore, men fortsatt ligger det to igjen.

Det første av to LNG-hybride ferger for Torghatten Nord ble i juli tauet fra Romania til Brevik.

Spesialskips-erfaring

Det elektriske og autonome containerskipet Yara Birkeland skal leveres fra Vard Brevik i februar 2020. Det første året skal det ha mannskap plassert i en brocontainer med mannskapsfasiliteter. I 2021 vil det gradvis bli autonom seilas, overvåket fra et kontrollrom på land. Foto: Yara/Kongsberg/Marin Teknikk

Vard opplyste da kontraktene ble tildelt av fergene med plass til 180 biler og 550 passasjerer skulle leveres i 3. og 4. kvartal i 2018. De 130 meter lange og 20,7 meter brede fergene skal inn på sambandet Halhjem-Sandvikvåg.

Roy Reite, Konsernsjef Roy Reite i ser fram til et godt samarbeid med Yara og Kongsberg.

-Vi er svært glade for at Yara valgte oss som partner i dette innovative og spennende prosjektet. Med vår lange erfaring i å bygge skreddersydde avanserte spesialfartøy, er vi begeistret over å få muligheten til å bygge verdens første selvkjørende og elektriske containerskip, sier Reite.

Stål og batterier

Byggetiden for Yara Birkeland blir relativt kort. Ettersom skipet verken skal ha overbygg med mannskapsfasiliteter, store dieselmotorer eller drivstoffsystem, blir selve stålkonstruksjonen temmelig enkel.

Akkurat det gjorde også forhandlingen litt uvanlig. Det var lite igjen for verftet å påvirke.

Ettersom dette blir verdens første autonome skip, var det også en del spørsmål rundt det juridiske som måtte gjennomgås.

- Vi hadde på forhånd bestemt veldig mye, både design, spesifikasjoner og valgt de største leverandørene, sier Orvik.

Modelltesting av Yara Birkeland i havbassenget til Sintef Ocean i Trondheim. Bilde: Tore Stensvold

Stabilitet i fartøyet skal ivaretas uten at det er ordinært ballastvannssystem som pumper vann inn og ut av tanker og sjø.

I stedet blir det et lukket internt ballastsystem. Der kan ferskvann flyttes lang og tverr skips for riktig trimming. I tillegg vil lavt plasserte batterier bidra til stabilitet.

Det 80 meter lange og 15 meter brede skipet med plass til ca 120 containere (108 20 TEU og seks 40 TEU) skal være klar til testing i løpet av første halvår 2020.

Miljøgevinst

Brevik containerterminal. Foto: Tore Stensvold

Kartet viser hvor det autonome skipet MV "Yara Birkeland" skal seile, fra Herøya til Brevik og Larvik containerterminaler. Bilde: Kjersti Magnussen/Google Maps

Yara Birkeland skal erstatte 40.000 årlige vogntogturer med gjødsel fra Yaras fabrikk på Herøya ved Porsgrunn til utskipingsterminalene i Brevik og Larvik. Samlet distanse er rundt 1 million kilometer med et CO2-utslipp på 750 tonn i året. Det elektriske skipet vil spare både miljø og helse og gi tryggere veier i Grenland-området.

Prosjektet har mottatt 133,6 millioner kroner i støtte fra Enova.

Yara Birkeland vil etter planen seile om natta i ca. 6-7 knops fart fra Herøya og til terminalene. Nattseilas er mest gunstig på grunn av liten småbåttrafikk, men også tilpassing til den kraftige Breviksstrømmen for å spare mest mulig energi.

Lite effektbehov

MV Yara Birkeland Elektrisk, autonomt containerskip Lengde: 80 meter Bredde: 15 meter Dypgang: 6 meter Dødvekt: 3.150 tonn Lastekapasitet: 120 TEU Hastighet: 6 - 7 knop – maks 15 knop Elektrisk framdrift Batteripakke: 6,8 MWh Sensorer: Radar

Lidar

AIS

Kamera

IR-kamera

Ekkolodd/Sonar Kommunikasjon: GSM

VSAT

Maritim bredbåndsradio

VPN-forbindelse via Inmarsat

VHF-MF (GMDSS) Tidsskjema: 2017: Prosjekt besluttet, design valgt, 2018: Byggekontrakt med verft 2019: September: Skrog leveres fra vard Tulcea til Vard Brevik for ferdigstilling 2020: Februar: Overlevering 2020: Testing - prøvekjøring med kaptein og mannskap, plassert i container om bord 2020/2021: Implementering av autonome funksjoner 2021/2022: Autonom drift

Mellom Herøya og Brevik er det 7 nautiske mil og 30 til Larvik. Skipet skal klare seilasen uten problem på en lading og ha rikelig med reservekapasitet. Normal fart er 6,7 knop.

Fullastet med 120 containere, er effektbehovet på kun 110 kW, tilsvarende to 70 HK påhengsmotorer ved 6,7 knop.

Modelltester ble gjennomført ved Sintef Oceans havbasseng i Trondheim i fjor høst.

Lading og fortøying

Ved Herøya skal MV Birkeland ligge på nøyaktig samme sted hver gang. Det gjør det enkelt å designe for lading og fortøyning. Lading vil kun skje på Herøya. Utfordringen er å lage et automatisk fortøyingssystem som også skal fungere i Brevik og Larvik.

Noe av hensikten med et autonomt skip, er nettopp å klare seg uten eget mannskap eller folk som må ut på natt for å ta imot trosser.

– Vi må ha et automatisk system på skipet slik at det kan fortøye selv i løpet av natta, eller tidlig morgen. I Brevik og Larvik kan vi ikke regne med at det skal legge til på nøyaktig samme sted på kaia hver gang. Skipet skal likevel være på plass når havnearbeiderne kommer på jobb, sier teknologidirektør Ketil Olaf Paulsen i Kongsberg Maritime.

Selv om skipet utstyres med alle mulige sensorer for å oppdage alt fra kajakker til småbåter og ha sikkerhetsfunksjoner som skal hindre kollisjon, er andre sjøfarendes aksept og tillit avgjørende.

Trinn for trinn

Autonomisystemet skal testes ut i etapper. En skipsbro bygges som en containermodul og kan løftes av når skipet skal seile helautonomt.

Til å begynne med vil det være kaptein og mannskap på brua. Når autonomitestingen begynner i løpet av 2020, vil brua være bemannet som en sikkerhet.

I de opprinnelige planene ble fjernkontroll sett på som et mellomsteg, men er nå droppet til fordel for folk om bord under verifisering og testing av fullautonom seilas.

Yaras valg av et lokalt verft er ikke bare praktisk, men også strategisk lurt for å få lokal aksept for å seile et førerløst skip der skipstrafikken til og fra Grenland er stor småbåttrafikken tett.

Kontroll fra Oslo

Massterly ble opprettet tidligere i år som et joint venture-selskap med Kongsberg Maritime og Wilhemsen som likeverdige partnere.

Yara er i gang med å rive et lagerbygg der containere skal mellomlagres for lasting/lossing av Yara Birkeland. Foto: Tore Stensvold

Massterly har kontorer på Lysaker på grensa til Oslo. Antakelig vil Yara Birkeland overvåkes fra en kontrollsentral der.

Styreleder Per Brinchmann og administrerende direktør Tom Eystø i Massterly var til stede i Horten i forrige uke der en modell av Yara Birkeland ble seilt autonomt.

De kunne ikke bekrefte at kontrollsentralen for Yara Birkeland blir liggende i deres lokaler på Lysaker, men sier at det er sannsynlig.

Lønnsomt

Prosjektleder og logistikkdirektør Bjørn Tore Orvik fikk ideen til det autonome fartøyet i 2016. Yara hadde tidligere også vurdert feederskip, men da tradisjonelle fartøy med mannskap og diesel. Det ble for dyrt på grunn av for lave fraktvolumer.

Se animasjon av Yara Birkeland-prosjektet.

– Fra 2018 får vi en volumøkning på 25 prosent i containere fra fabrikken på Herøya. Det betyr årlig 20.000 containere på trailere fra fabrikken til havnene i Brevik og Larvik, og 20.000 tilbake samme vei. Det fikk oss til å vurdere feederskip igjen, sier Orvik.

Med elektrisk framdrift og uten mannskap, blir regnestykket for drift og vedlikehold enda bedre. Men det koster litt å komme dit. Enova støtter prosjektet med 133 millioner kroner.

Finske løft

Det finske konsernet Cargotecs datterselskapet Kalmar skal levere det landbaserte kransystemet og containertransport fra produksjonslager til kai.

Det vil bestå av tre selvkjørende Straddle carriers og en gantrykran (stor kaikran med lang arm ut over kaikant).

Her fra Herøya og kaia der det ligger et skip, skal Yara Birkeland ta med seg containere, lastet med gjødsel. Intern transport, kraner og kaianlegg med lastekraner skal fungere autonomt og elektrisk. Bilde: Tore Stensvold

Logistikksystemet blir gradvis utviklet til å bli autonomt. Det har ikke Kalmar gjort tidligere.

I løpet av de to neste årene skal kaiområdet rustes opp og bygges om. Et gammelt lagerbygg skal rives. Der skal det bli plass til mellomlagring av containere. En stor, elektrisk gantrykran skal løfte containere om bord i Yara Birkeland.

Elektriske portaler

Før det er containeren fraktet med selvgående, etter hvert også autonome straddle carriers (høybeinte portalløftere på gummihjul) fra lageret ved produksjonshallen. Yara skal ha tre slike portalløftere, spesialbygget for å kunne passere under rørbaner på betongsøyler.

I gjennomsnitt fylles mellom 80 og 100 containere hver dag. Når en container er fylt opp, får portalløfteren beskjed om å hente den. Portalløfterne går aldri «tomhendt» og tar da med seg en tom container fra kaia.

Med andre ord blir det 160-200 flytteoperasjoner med portalløftere inne på området. Distansen er mellom 300 og 400 meter.

Det landbaserte autonome systemet er stort og komplisert. Det virker også inn på mye annet i logikksystemet hos Yara. Autonomisystemet skal også kommunisere med Yaras produksjonssystemer.

Digitale delprosjekter

Beslutningen om å flytte 40.000 årlige vogntogturer med containere fra vei til vann, har medført en dominoeffekt for hele Yaras IT- og logistikksystem.

– Dette er i realiteten et prosjekt med utvikling av tre IT-systemer som må fungere sammen. Det blir en digitalisert «supply chain», fra ordre til produksjon, lager og ut på kaia for sjøtransport til terminal, sier Merete Lund Østby til TU.

Systemene er:

Lager- og lastesystem av containere

Intern transport

Sjøtransport

Yara Birkeland-prosjektet var i fjor en av fem finalister til TUs prestisjepris Norwegian Technology Award.