Rapport. Modellering av oljedrift og tiltak for Jan Mayen, Svalbard og Bjørnøya. Forfatter(e) Kristin R. Sørheim Ragnhild L. Daae Per S.

Transkript

1 - Åpen Rapport Modellering av oljedrift og tiltak for Jan Mayen, Svalbard og Bjørnøya Forfatter(e) Kristin R. Sørheim Ragnhild L. Daae Per S. Daling SINTEF Materialer og kjemi Miljøovervåkning og modellering

2

3 Historikk DATO SBESKRIVELSE 1.0 Draft Første utkast 1.1 Draft Oppdaterte figurer 1.2 Draft Draft Oppdatert Scenario 1 og Draft Oppdatert Scenario Draft Etter kommentarer fra KyV og oppdatering av scenario Final rapport 2 av 122

4 Innholdsfortegnelse 1 Innledning Analysemetodikk OSCAR modellering Statistisk og scenariobasert beredskapsanalyse Inngangsparametere til analysene Parametre for mekanisk oppsamling og dispergering Oljetyper Forutsetninger og begrensninger ved simulering av oljevernstiltak Bruk av dispergeringsmiddel Scenario 1 Passasjerskip grunnstøtt på Nansenflua, Jan Mayen Værforhold Oljedrift uten tiltak Oppsamlet og behandlet mengde olje Influert kystlinje Influert havområde (areal) Influert vannsøyle Vannløste komponenter (WAF) Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Massebalanser Scenario 2 Cruiseskip grunnstøtt på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard Værforhold Oljedrift uten tiltak Oppsamlet og behandlet mengde olje Influert kystlinje Influert havområde (areal) Influert vannsøyle Vannløste komponentyer (WAF) Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Massebalanser Scenario 3 Bulkskip grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden Værforhold Oljedrift uten tiltak Oppsamlet og behandlet mengde olje av 122

5 6.4 Influert kystlinje Influert havområde (areal) Influert vannsøyle Vannløste komponenter (WAF) Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Massebalanser Scenario 4 Kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøybanken, Bjørnøya Værforhold Oljedrift uten tiltak Oppsamlet mengde olje Influert kystlinje Influert havområde (areal) Influert vannsøyle Vannløste komponentyer (WAF) Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Massebalanser Scenario 5 Fryseskip kollideres med drivis på østsiden av Svalbard Værforhold Oljedrift ute tiltak Influert havområde (areal) Influert vannsøyle Vannløste komponentyer (WAF) Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Massebalanser OWM prediksjoner i is ved ulike isdekningsgrad Beredskap i is Mulige tiltak mot dieselutslippet Mulige tiltak mot IFO-180 utslippet Scenario 6 Brann/eksplosjon i fiskefartøy, nord Spitsbergen Værforhold Oljedrift uten tiltak Oppsamlet og behandlet mengde olje Influert havområde (areal) Influert vannsøyle Vannløste komponenter (WAF) Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Massebalanser av 122

6 10 Referanser A Erfaringer fra forskningsprogrammet: "SINTEF Oil in Ice JIP A.1 Målsetting og introduksjon A.2 Forvitring av olje i is A.3 Brenning og antennbarhet av olje A.4 Dispergering av olje i is A.5 Mekanisk oppsamling av olje i is av 122

7 1 Innledning Kystverket gjennomfører prosjekt for miljørettet risikobasertberedskapsanalyse i 2014 for Jan Mayen, Svalbard og Bjørnøya. I den forbindelse ble SINTEF bedt om å gjennomføre modellering av oljedrift og tiltak for 6 utslippsscenarioer for akutt oljeutslipp fra skip med en tiltaksmatrise på 3x3 som gir totalt forventet 60 kjøringer inklusive 0-kjøringer. Scenariobasert beredskapsanalyser for de ulike scenarioene ble utført ved bruk av OSCAR (Oil Spill Contingency And Response) 3-D modellverktøy, versjon Prosjektet har vært gjennomført ved at Kystverket og SINTEF har gått gjennom resultatene sammen i arbeidsmøter. Scenarioene er gitt fra Kystverket. 2 Analysemetodikk 2.1 OSCAR modellering OSCAR-modellen er en multikomponent, tredimensjonalt verktøy som benyttes for å analysere alternative beredskapsstrategier for å kunne studere effekten av operasjonelle tiltak (ingen tiltak, mekanisk oppsamling eller bruk av dispergeringsmidler) etter et olje utslipp. Modellen beregner og registrerer oljedrift og forvitring i tre fysiske dimensjoner, og gir fordelingen av olje på vannoverflaten, i vannsøylen og sedimenter og langs strender. Sentrale inngangsdata til modellen er kjennskap til oljens fysikalsk-kjemiske egenskaper, inkludert oljenes forvitringsegenskaper, samt parametere som definerer responsevnen til ulike systemer for mekanisk oppsamling og for påføring av dispergeringsmidler. Utstyr for mekanisk oppsamling inkluderer spesifikke komponenter som lenser, skimmere og ulike typer oljevernfartøy. Utstyr for påføring av kjemisk dispergeringsmidler kan plasseres på helikopter, fly eller fartøy. Hver enkelt oljevernenhet er gitt en viss responstid ved at Kystverket har definert et antall enheter og gitt de økende responstider i tre forskjellige tiltakspakker angitt som: TP1, TP2 og TP3, med tre responstider: RT1, RT2 og RT3. I OSCAR blir responstiden definert som summen av mobiliseringstid og gangtid for en oljevernenhet, det vil si tiden fra enheten blir mobilisert til at enheten er klar for arbeid på utslippsområdet. Samtlige tiltakspakker og responstider ble definert av Kystverket, inkludert effektivitetstall for bruk av oljevernutstyr for mekanisk oppsamling (lenser og skimmere) og påføring av dispergeringsmiddel fra båt og fly/helikopter. I denne rapporten presenteres bl.a. massebalansefigurer fra de forskjellige OSCAR simuleringene. Disse viser hvordan andel gitt som prosent av totalt utsluppet olje fordeler seg mellom forskjellige elementer. Disse er: Fordampet: dette er andel olje som fordamper til luft gjennom simuleringsperioden. Overflate: dette er andel av oljen som befinner seg på overflaten til enhver tid. Sier ikke noe om tykkelsen til oljen. Nedblandet: dette er andel olje (vannløst og dråper) som befinner seg i vannsøylen til enhver tid. Her skilles det ikke mellom naturlig og kjemisk dispergert olje. Dersom bruk av dispergeringsmiddel inngår i scenarioet kan mengde kjemisk dispergert olje hentes fra Responslogg i OSCAR modellen. Oppsamlet: dette er andel olje som er samlet opp mekanisk. Sediment: dette er andel olje som har festet seg til sjøbunnssediment. Dette er noe som typisk kan forekomme på grunt vann inn mot kyst/strand. Biodegradert: dette er andel olje som er nedbrutt at mikroorganismer. Oftest er dette størst dersom dispergeringsmiddel benyttes i simuleringen. Strandet: andel olje på strand. 6 av 122

8 2.2 Statistisk og scenariobasert beredskapsanalyse OSCAR modellen kan benyttes til å kjøre statistiske drivbaneberegninger, med og uten oljeverntiltak. For norske havområder baseres beregningene som oftest på klimatologisk bakgrunnsstrøm (middelstrøm for hver måned) og historiske vinddata (hindcast-data fra met.no for de siste 30 år). Statistikken baseres på et stort antall enkeltsimuleringer (for eksempel 600) med vilkårlige starttidspunkt innenfor perioden med vinddata. Disse enkeltsimuleringene legges oppå hverandre og man får et statistisk bilde av stranding av olje og oljeberørt område på havoverflaten og i vannsøylen. Ved å kjøre inn forskjellige beredskapstiltak kan en kvantifisere eventuelle reduksjoner i oljeberørt område på strand, havoverflate og i vannsøylen, eventuelt en økning for vannsøylen dersom dispergering benyttes. En slik statistisk tilnærming benyttes ofte i forbindelse med miljørisikoanalyser i forbindelse med offshore oljeboring eller produksjon. Effekten av tiltak vil på denne måten kunne leses ut som en endring i risikobildet. Slike statistiske beregninger vil imidlertid ikke synliggjøre utviklingen over tid i effekten av oljevernaksjonen, og det kan være vanskelig å bedømme ett tiltak i forhold til et annet. I en scenariobasert beredskapsanalyse kan man enten: (a) velge et gitt starttidspunkt ut fra historiske vinddata, eller (b) definere en egen vindhistorie og velge årstid for simuleringen. I dette prosjektet har vi i samråd med Kystverket valgt alternativ (a): Årstallet er valgt ved å bruke år hvor vi har best tilgjengelige strømdata for området. Kystverket har definert ønsket årstid og sammen med Kystverket har vi funnet starttidspunkt som ga ønsket vindstyrke og vindretning. Fordelen med en scenariobasert tilnærming er at man i større grad kan fokusere på enkeltdetaljer i analysen, f.eks. med og uten innringing av en havarist, med og uten bruk av dispergeringsmiddel etc. Ulempen med en scenariobasert analyse er at den kun er representativ for den valgte værsituasjonen. I scenariobaserte analyser er det derfor viktig å velge værsituasjoner ut fra hva man ønsker å fokusere på samtidig som scenarioet må være realistisk. 3 Inngangsparametere til analysene 3.1 Parametre for mekanisk oppsamling og dispergering I OSCAR modellen ligger en algoritme som relaterer opptakseffektivitet til et mekanisk system som funksjon av vindhastighet og signifikant bølgehøyde. Figur 3.1 viser algoritmen som ligger i modellen. Brukeren kan selv velge starteffektivitet (langs y-aksen) og ved hvilken signifikant bølgehøyde effektiviteten til systemet er 0 (langs x-aksen). Tabell 3.1 og Tabell 3.2 gir en oversikt over de parametrene for de forskjellige typene mekanisk oppsamlingsutstyr som ble benyttet i disse analysene. Her er initiell effektivitet og bølgegrense angitt for de forskjellige systemene. Disse verdiene legges inn i modellen og algoritmen i Figur 3.1 justeres da ut fra disse inngangsparametrene. Tabell 3.3 angir inngangsparametrene benyttet for dispergering. Dispergering er ikke avhengig av bølgehøyde på samme måte som mekanisk oppsamling og noe tilsvarende algoritme benyttes ikke her. Det ble benyttet strategi for nærmeste olje i OSCAR-modellen for mekanisk oppsamling og bruk av dispergeringsmiddel. Dette gir den mest optimale responsen for best kunne sammenligne tiltak i analysene. 7 av 122

9 Oppsamlingseffektivitet (%) Vindhastighet, m/s m bølgegrense m bølgegrense 3 m bølgegrense Vindhastighet Signifikant bølgehøyde (m) Figur 3.1 Algoritmen i OSCAR som regulerer forhold mellom relativ bølgehøyde og oppsamlingseffektiviteten for lense- og skimmersystemer som funksjon av vindhastigheten. Initiell effektivitet (%) og maksimal bølgehøyde legges inn i modellen av brukeren basert på hvilke oppsamlingssystemer som benyttes. Figuren viser eksempel med 50 % initiell effektivitet for opptakssystemer. 8 av 122

10 Tabell 3.1 Parametre for mekanisk oppsamling benyttet i analysene for havgående systemer. Parameter Havgående system A Havgående system B Havgående system C System Kystvakt/NOFO, statlig slepebåt (Polarsyssel) Kystvakt/NOFO, statlig slepebåt (Polarsyssel) Kystvakt/NOFO, statlig slepebåt (Polarsyssel) Responstid Varierer* Varierer* Varierer* Operasjon natt 65 % av dagtid 65 % av dagtid 65 % av dagtid Lagringskapasitet oppsamlet olje 1100 m m m 3 Marsjfart 15 knop 15 knop 15 knop Lense: Lengde Slepebredde ("swath width") Operasjonshastighet Bølgegrense (Figur 3.1) Initiell effektivitet (Figur 3.1) Skimmer: Operasjonell/teoretisk opptakskapasitet Viskositetsgrense (mpas) NO-800-R 300 m 125 m 0,7 /0,5** knop 3 m/1,5m** 50 % Transrec / Normar NO-800-R 300 m 125 m 0,7 /0,5** knop 3 m/1,5m** 50 % / 10 %** Transrec HiVisc 100 m 3 /t 1 mill. NO-800-R 300 m 125 m 0,7 /0,5** knop 3 m/1,5m** 50 % Foxtail m 3 /t m 3 /t Turnaround time, angitt som timer * Responstiden for hvert system er bestemt av Kystverket- og det refereres til kystverkets egne aksjonsplaner for hvert scenario ** Operasjonshastighet på 0, 5 knop og 1,5 m bølgehøyde og initiell effektivitet av systemene gjelder for diesel utslipp Tabell 3.2 Parametre for mekanisk oppsamling benyttet i analysene for Kystsystemer. Parameter Kyst A Kyst B Fjord A Fjord B System Statlig slepebåter, Polarsyssel, NOFO Utværsklassen Diverse systemer Diverse systemer Responstid Varierer* Varierer* Varierer* Varierer* Operasjon natt 65 % av dagtid 65 % av dagtid 0 % 0 % Lagringskapasitet oppsamlet olje 1100 m m 3 10 m 3 25 m 3 Marsjfart 15 knop 12 knop 10 knop 10 knop Lense: CB 6 eller tilsv./paravan 34 m 3,5/2,5** knop 2,5/1,5** m 60 % Fangarmsyst. CB2/CB4/ Paravan 18 m 2,5/2,0* knop 1.5 m 50 % EP350/ Exp m 0,6 /0,45 knop 1,0 m 36 % Slepebredde (swath width) 35 m Operasjonshastighet 2,5 /2,0* knop Bølgegrense (Figur 3.1) 1,0 m Initiell effektivitet (Figur 3.1) 50 /10** % Skimmer: Diverse Diverse Diverse Diverse Operasjonell/teoretisk 35 m 3 /t 100 m 3 /t 20 m 3 /t 30 m 3 /t opptakskapasitet Viskositetsgrense (mpas) mill 1 mill Turnaround time, timer *Responstiden for hvert system er bestemt av Kystverket- og det refereres til kystverkets egne aksjonsplaner for hvert scenario **Operasjonshastighet, bølgehøyde og initiell effektivitet av systemene som gjelder for et diesel utslipp 9 av 122

11 Tabell 3.3 Parameter System Parametre for dispergering fra båt, fly og helikopter benyttet i analysen. Disp. båt A NOFO Ny Nordkappklasse Disp. fly B Flypåføring (NOFO/OSRL) Disp. helikopter C Helikopter påføring Fartøy OR Boeing 727 Nh 90/Superpuma Responstid (fra mobilisering til aksjon) Varierer* Varierer* Varierer* Effektivitet 75 % 50 % 75 % Operasjon natt 65 % av dagtid 0 % av dagtid 0 % av dagtid Mengde dispergeringsmiddel tilgjengelig 150 m 3 ** 400 m 3 ** (20 m 3 per tur) 1,2 m 3 per tur Marsjfart 15 knop 200 knop 50 knop Terskel vind - 30 knop 35 knop Påføringsrate 120 l/min l/min 200 l/min Sprayebredde 25 m 50 m 30 m Påføringshastighet (operasjonell) 5 knop 140 knop 10 knop Turnaround time, timer Endurance (arbeidstid), timer Grenseverdi viskositet, mpas Dispergeringsmiddel (DOR**) Dasic NS (1:25) Dasic NS (1:25) Dasic NS (1:25) *Responstiden for hvert system er bestemt av Kystverket- og det refereres til Kystverkets egne aksjonsplaner for hvert scenario ** Dette er tilgjengelig mengde betyr ikke alt dette blir benyttet i aksjonen. ** DOR= Dispersant-to-Oil Ratio. Siden OSCAR-modellen per i dag ikke har mulighet for å sette inn eksklusjonssone langs kysten, ble det i stedet lagt inn ulike dybdebergrensing for beredskapsfartøyene. Dette omfattet både mekanisk oppsamling for havgående, fjord -og kystsystemer, samt båtpåføring med bruk av dispergeringsmiddel for å unngå at de ulike systemene kunne operere helt inn mot strandsonen. Se valg av dybdebegrensningene i Tabell 3.4 for scenario 1 (Jan Mayen), scenario 3 (van Mijenfjorden, Svalbard) og scenario 4 (Bjørnøya). Valg av de ulike dybdebegrensingene ble satt i samråd med Kystverket. Tabell 3.4 Dybdebegrensing for havsystemer, Kyst og fjordsystemer og dispergering fra båt. Scenario Havsystem Kyst/fjordsystem Dispergering Scenario 1 30 m 10 m 15 m Scenario 3 10 m 10 m 10 m Scenario 4 15 m 10 m - Tabell 3.5 viser ulike terskelverdier som ble benyttet i simuleringene. Terskelverdier for vannsøylen er i utgangspunktet ment å reflektere en effektgrense for akutt skade på fiskeegg - og larver. Imidlertid er store variasjoner mellom ulike oljer og ulike forvitringsgrader av disse, samt variasjoner mellom ulike fiskeslag, vil det være usikkerhet i slike anslag. Terskelverdien skal i hovedsak gi grunnlag for å sammenligne ulike beredskapstiltak. De valgte konsentrasjonene kan likevel anses som et konservativt anslag og må ikke ses på som en absolutt grense for akutt skade på naturressurser i vannsøylen. De gitte terskelverdier for vannsøylen er også tidligere brukt i utredninger og forvaltningsplaner (for eksempel Singsaas et al., 2003, 2008 og 2011). Oljefilmtykkelse på 0,1 mm brukes ofte som grense for når oljen er bekjempbar med lenser og ved bruk av kjemisk dispergering. Terskelverdi for eksponering av sjøfugl er satt til 0,01 mm som bl.a. er referert i French et al., (1996). 10 av 122

12 Tabell 3.5 Terskelverdier brukt i OSCAR analysene WAF, ppb a) THC, ppb b) Filmtykkelse (tiltak), mm c) Filmtykkelse (eksponering), mm d) ,1 0,01 a) WAF= Water Accommodate Fraction, vannløselig fraksjon (ppb: parts per billion) b) THC = Total hydrokarboner, vannløselige fraksjon + dispergerte oljedråper, (ppb: parts per billion =1/1 000 ppm; parts per million) c) Overflate filmtykkelse av olje/emulsjon for tiltak (mekanisk oppsamling og dispergering) d) Overflate filmtykkelse av olje/emulsjon som ofte er brukt for eksponering/dødelighet av sjøfugl Meteorologiske og hydrodynamiske data brukt i OSCAR analysene: Scenario 1 (Jan Mayen), 4 (Bjørnøya) og 6 (Nord Spitsbergen): "NDP (Norwegian Deepwater Program)" vinddata og "ERAI NS4" (Met.no) strømdata (4 x4 km, døgnmiddel). Døgnmiddel betyr at vi ikke får med tidevann, men er det beste som foreligger av strøm data per dato. Scenario 2 (Isfjorden, Svalbard) og 5 (Østside av Svalbard): Vind - og strømdata fra SINMOD (4x4 km, 2 timers oppløsning). Scenario 5 (Østside av Svalbard): Isdata er basert på SINMOD, og ble i utgangspunktet brukt i EUprosjekt som heter "ACCESS". Dette dekker periodene og Oppløsningen er 4x4 km og 2 timer. Data inkluderer strøm, vind, salinitet, vanntemperatur, istykkelse, isdekningsgrad, ishastighet og fryserate. Figur 3.2 viser eksempler på et kartutsnitt for isdekningsgrad og tykkelse for et gitt tidspunkt for Scenario 3 (van Mijenfjord, Svalbard): Det ble benyttet strøm og vinddata modellering utført for "Store Norske" tidlig på tallet, da det ikke per dato foreligger modellerte strømdata fra dette område. Figur 3.2 Eksempel på et kartutsnitt for istykkelse for 1. januar 2009, hvor om området som er dekket er rammet inn med rødfirkant i figuren. Istykkelse er gitt i meter. Bemerk at figuren viser et gjennomsnitt i en rute på 4 km x 4 km. 11 av 122

13 3.2 Oljetyper Informasjon om oljetype i form av de fysikalsk-kjemiske egenskaper er relevante inngangsdata i OSCAR modellen, og er parametere som har betydning for oljedrift, spredning og nedbrytning av oljen. I dette prosjektet ble det simulert oljedrift av Marine Diesel og bunkersolje (IFO-180LS), og begge er raffinerte produkter som også kan omtales som fellesbetegnelsen olje, og må da ikke forveksles med råolje. Det foreligger per i dag bare èn type marine diesel fra 1991 i "oljedatabasen". Det foreligger ikke nyere forvitringsstudier eller dispergeringstesting for andre/nyere dieselkvaliteter. Spredningsegenskaper er heller ikke godt dokumentert for denne dieselen. For å styrke kvaliteten av fremtidige beredskapsanalyser og beredskapsplanlegging, anbefales det å gjøre nye studier for relevante marine dieseloljer som benyttes bl.a. i disse farvann i dag. For bunkersoljen ble det valgt å bruke IFO-180LS (SINTEF Id: ) som ble analysert for forvitringsog dispergeringsegenskaper i forbindelse med "statlig dispergeringsprosjekt" for Kystverket (Sørheim et al., 2014). Innledende dispergerbarhetstudie fra "statlig dispergeringsprosjekt" ved bruk av en enkelt felttest indikerte at bunkersoljen var dårlig dispergerbar ved 0 C (arktiske forhold). Det ble derfor bare utført forvitringsstudie og dispergerbarhetstesting ved 5 og 13 C for denne bunkersoljen. I tillegg ble bunkersoljen forvitret i meso-skala flumebasseng som et supplement til standard laboratorietesting ved 13 C, hvor oljen oppnådde et vanninnhold på ca. 60 % (viskositet: mpas). Dette vanninnholdet ble brukt som input til "oljedatabasen". Forvitringsdata, inkludert flume data, for IFO-180LS ble brukt i beredskapsanalysene i dette prosjektet. Tabell 3.6 viser et utvalg av fysikalsk-kjemiske egenskaper for oljene (marine diesel og IFO-180LS) brukt i analysene. Marine diesel og bunkersolje blir også omtalt som fellesbetegnelse "olje" i denne rapporten for enkelhetsskyld. Tabell 3.6 Utvalg av fysikalsk-kjemiske parametere for Marine Diesel og IFO-180LS brukt i analysene. Olje type Tetthet (g/ml) Stivne punkt ( C) Viskositet, (mpas) Fordampet (vol%) 250C+ residue Viskositet (mpas) * 250C+ residue Marine Diesel, , ,9* 34 10,9 IFO-180LS, , * 3, * målt ved 13 C Figur 3.3 og Figur 3.4 viser eksempel på predikert vannopptak og viskositet for bunkersoljen (IFO-180LS) ved både 0 og 13 C med bruk av SINTEF Oljeforvitringsmodell (OWM). Prediksjonene viser at forvitringsegenskaper som vannopptak og viskositet påvirkes av sjøtemperaturen. Vannopptaket er lavere ved 0 C sammenlignet med 13 C, mens emulsjonsviskositeter er høyere ved 0 C sammenlignet med 13 C. Det har ikke vært utført forvitringsstudie for denne bunkersoljen ved 0 C, noe som kan medføre en viss usikkerhet forbundet med OWM prediksjonene for denne temperaturen. Likevel ansees prediksjonene ved 0 C som tilstrekkelig for å vise trender i forvitringsegenskapene som funksjon av temperatur. 12 av 122

14 Water content (%) Water content (%) Property: WATER CONTENT Oil Type: IFO 180LS, 13C FLUME KYV Description: Data Source: SINTEF Materials and Chemistry (2014), Weatherin OWModel Surface release - Terminal Oil film thickness: 2 mm Release rate/duration: 1.33 metric tons/minute for 15 minute(s) Pred. date: Sep. 14, 2014 Wind Speed (m/s): 15 Wind Speed (m/s): 10 Wind Speed (m/s): 5 Wind Speed (m/s): 2 40 Sea surface temperature: 0 C Hours Days 60 Sea surface temperature: 13 C Hours Days Figur 3.3 Predikert vanninnhold for IFO-180LS ved sjøtemperatur 0 og 13 C. 13 av 122

15 Viscosity (cp) Viscosity (cp) Property: VISCOSITY OF EMULSION Oil Type: IFO 180LS, 13C FLUME KYV Description: Data Source: SINTEF Materials and Chemistry (2014), Weatherin OWModel Surface release - Terminal Oil film thickness: 2 mm Release rate/duration: 1.33 metric tons/minute for 15 minute(s) Pred. date: Sep. 14, 2014 Wind Speed (m/s): 15 Wind Speed (m/s): 10 Wind Speed (m/s): 5 Wind Speed (m/s): 2 Chemically dispersible (<10000 cp) Reduced chemical dispersibility Poorly / slowly chemically dispersible (>30000 cp) Sea surface temperature: 0 C Hours Days Sea surface temperature: 13 C Hours Days Based on viscosity measurements carried out at a shear rate of 10 reciprocal seconds. Chemical dispersability information based on experiments under standard laboratory conditions. Figur 3.4 Predikert emulsjonsviskositet for IFO-180LS ved sjøtemperatur 0 og 13 C. 14 av 122

16 3.3 Forutsetninger og begrensninger ved simulering av oljevernstiltak OSCAR-modellen ble opprinnelig utviklet som et verktøy for å sammenligne effekten av ulike oljeverntiltak for eksempel mekanisk oppsamling med lenser og skimmere vs. kjemisk dispergering fra båt, fly eller helikopter. I bunnen av modellen ligger en forvitringsmodell med en oljedatabase, en nærsonemodell (Plume3D), samt en generell tredimensjonal oljedriftsmodell som samlet beskriver oljen drift, spredning og forvitring på sjøoverflaten og i vannmassene under gitte strøm og vindforhold i et gitt geografisk område. Oljevernmodellen som kjøres samtidig med oljedriftsmodellen beregner forflytning av oljevernsystemene og effektiviteten av oppsamling av olje eller påføring av dispergeringsmidler basert på faktorer som tilstedeværelse av olje (mengde, tykkelse), lokale vind- og bølgeforhold, samt forekomst av dagslys eller mørke. I det følgende vil vi begrense oss til å omtale mekanisk oljevern, siden dette er det mest utbredte tiltaket i de følgende analysene. Et mekanisk oljevernsystem er således beskrevet av en rekke systemparametre, slik som mobiliseringstid (tid fra utslippet starter til fartøyet forlater basen), gangfart under transport fra base til skadestedet, slepehastighet under opptak, lenseåpning under slep og skimmerens opptaksrate, samt fartøyets lagringsvolum. I tillegg angis en beste opptakseffektivitet i stille vær, samt begrensningen i bølgehøyde. Opptakseffektiviteten forutsettes å følge en avtakende kurve i området mellom flatt hav og maksimal bølgehøyde fra den antatt beste ved flatt hav til null ved maksimal bølgehøyde (Figur 3.1). For øvrig kan effektiviteten om natten kan settes til null (ingen operasjon i mørke), eller det kan antas en viss reduksjon i effektiviteten på natten (for eksempel 65 % av effektiviteten i dagslys). Oljemengden som et gitt system kan samle opp per tidsenhet er bestemt av lensas netto opptaksrate, eller av skimmerraten dersom denne er mindre. Netto opptaksrate er gitt som brutto oppsamlingsrate effektivitet. Brutto oppsamlingsrate gis som produktet av tilgjengelig vann-i-olje-emulsjon på sjøoverflaten (kg emulsjon pr m 2 ), lenseåpning og slepehastighet. Differansen mellom brutto og netto opptaksrate tilskrives lenselekkasje. Denne antas å danne en tynn oljefilm som ikke vil være oppsamlbar (< 0,1 mm). Det er således viktig å merke seg at modellen forutsetter at olje som har lekket ut av lensa ikke kan samles opp i en ny runde, eller av et annet oljevernsystem. Endelig dersom den beregnede netto oppsamlingsraten er større enn skimmerens angitte opptaksrate vil oppsamlingsraten bli satt lik skimmerraten. Både lense og skimmer samler opp emulsjon, og opptatt oljemengde avhenger således av vanninnholdet i emulsjonen. Vannet i emulsjonen er også med på å fylle opp fartøyets lagertanker, og høyt vanninnhold vil således medføre behov for hyppigere lossing av lagertanken. Hver tømming er antatt å hindre fartøyet fra å operere for en viss tid. Dette er angitt som en lossetid knyttet til hvert system. Transport til og fra basen eller et utplassert oljelasteskip kommer i tillegg. Tilsetting av emulsjonsbryter med utskilling av fritt vann kan redusere hyppigheten av lossing og gi mer effektiv utnyttelse av fartøyets tid. Oljemengde som et gitt system kan samle opp over en gitt tidsperiode (for eksempel i løpet av et døgn) vi således avhenge både av systemets egenskaper (slepehastighet, lenseåpning, skimmerrate, beste effektivitet, bølgebegrensning etc.)-og av eksterne forhold (bølgehøyde, tid med dagslys eller mørke). Opptatt oljemengde kan økes ved å sette inn flere systemer, men slik modellen er bygget opp kan opptakseffektiviteten aldri nå over den beste effektiviteten ved flatt hav uansett hvor mange systemer som settes inn. I modellen vil oljen som lekker gjennom en lense bli etterlatt på sjøen som en tynn ikke oppsamlbar oljefilm. Skjebnen til denne oljefilmen er bestemt av sjøtilstanden og oljens egenskaper ved kraftig vind vil den tynne filmen lett blandes ned i vannmassene (naturlig dispergering), men ved stille vær vil den fortsette å drive på overflaten. Sterkt forvitret eller tung bunkersolje vil dessuten være mer persistent enn fersk eller lett råolje. Dette kan i gitte tilfeller medføre at modellen kan beregne et større oljeberørt område med mekanisk oljevern enn uten tiltak. Det er store usikkerheter og dermed ulike oppfatninger om oppsamlingskapasitet og effektivitet til ulike oljevernsystemer, og ulike instanser kan derfor velge å beskrive samme system med ulike tallverdier. Den 15 av 122

17 foregående gjennomgangen viser at slike valg kan gi ulike konsekvenser i modellen: Dersom en er av den oppfatning at vedtatte systemparametrene for et gitt system gir for optimistiske oppsamlingstall (for eksempel oppsamlet mengde per døgn), kan en for eksempel velge enten å redusere lensas oppsamlingseffektivitet eller skimmerens opptaksrate. Dersom en velger det siste kan reduksjonen i opptak kompenseres ved å sette inn flere systemer, mens om en velger det første vil det å sette inn flere systemer ikke bøte på det tapte. Analyser i kystnære områder Offshore og på åpent hav er, i mange tilfeller, strøm og relasjon mellom vindhastighet og bølgeaktivitet relativt godt beskrevet. Drivbanemodeller fungerer ofte godt i å beskrive oljedrift og spredning under slike forhold. Kystnært kan det være store lokale fysiske variasjoner som har betydning for modellering av oljeutslipp og det er derfor vesentlig mer krevende å gjennomføre oljedriftsberegninger og beredskapsanalyser under slike forhold. Utslipp av flere oljer fra havarist Ved utslipp av flere typer oljer fra havarist vil modellen beregne prosesser basert på oljens kjemisk sammensetning, dvs. fordampning, utløsning og oljedrift på overflaten. Når det gjelder prosesser som er avhengig av viskositet og emulgering er det primært den første olje som slippes ut fra havarist som blir beregnet basert på disse forvitringsparametere. De andre oljene blir estimert basert på den kjemiske sammensetningen av oljen, og modellen tar ikke med forvitringsdata direkte inn i disse beregningene. For Scenario 5 ble det derfor utført to separate analyser, da dette er en utfordring for OSCAR-modellen for oljer med svært ulike fysikalsk-kjemiske egenskaper som marine diesel og bunkersoljer (se Tabell 3.6). Innringing av olje i lense For ett av scenarioene er effektiviteten av å ringe inn utsluppet mengde olje i lense blitt simulert. For å ta høyde for effekten av innringingen ble det valgt å redusere mengde utslipp av olje fra havarist tilsvarende forventet effektivitet av innringing med lense. Dette er definert som 75 % reduksjon av utslipp for bølgehøyde < 0,8 m. Dette gjelder for alle tiltakspakker for utslipp nr. 2 med Marine Diesel for Scenario 3 (van Mijenfjorden, Svalbard). Denne framgangsmåten ble vurdert som den enkleste og beste tilnærming på denne problemstillingen, siden det ikke foreligger en entydig måte å behandle dette på i modellen slik den foreligger per i dag. Dette forutsetter at all olje som er blitt innringet blir samlet opp iht. forventet effektivitet, men denne operasjonen synligjøres ikke i OSCAR-beregningene. Denne tilnærmingen ble også utført for beredskapsanalyser i 2011 (Sørheim et al., 2011). Modellering av respons i is Per i dag er det ikke mulig ved bruk av OSCAR-modellen å simulere respons for utslipp av olje i is og /eller iskant. For scenario 5 for utslipp av bunkersolje og marine diesel i is sør for Edgeøya (Svalbard) er det derfor ikke utført OSCAR simuleringer som inkluderer tiltakspakker. I stedet er det utført en generell betraktning om mulige tiltak av oljeutslipp is basert på erfaringer fra bl.a. olje-is-jip (se vedlegg A). 3.4 Bruk av dispergeringsmiddel Dispergeringsmidler brukes for å fremskynde den naturlige dispergering av olje og vil øke konsentrasjoner av små oljedråper og løste oljekomponenter i vannsøylen. Dette vil i midlertidig være begrenset i både tid og utstrekning slik at det skjer en fortynning i vannsøylen som bidrar til å redusere konsentrasjonsnivået. Bruk av dispergeringsmidler vil kunne bidra til reduksjon av mengde olje på overflaten som igjen medfører at mengde olje som kan strande blir redusert, og kan også hindre mulige eksponering av olje på sjøfugl i f. eks sårbare hekke områder. Bruk av dispergeringsmidler kan gi effekter på sårbare organismer i vannsøylen, f.eks. fiskeegg og larver. Derfor må en planlagt bruk av dispergeringsmidler være gjenstand for kritisk vurdering og gjennomgått dokumentasjon som en del av en beredskapsplan. 16 av 122

18 Bruk av dispergeringsmidler forutsetter at oljen er dispergerbar. Forvitringsprosessen av olje på sjø vil kunne bidra til at dispergerbarheten reduseres over tid. Råoljer har for eksempel tidsvindu for bruk av dispergeringsmiddel som trekker seg fra mindre enn ett døgn og opp til flere dager etter utslippet, alt etter oljens egenskaper. Vår kunnskap omkring dispergerbarheten og tidsvindu for bruk av dispergeringsmiddel på ulike bunkersolje, ble vesentlig styrket gjennom prosjektet "Dispergerbarhet av Bunkersoljer" finansiert av Kystverket (Rist Sørheim et. al., 2014). Tidsvinduet for bruk av dispergeringsmiddel kan være begrenset av oljens viskositet, men også olje med høyt stivepunkt kan ha redusert effekt. En god dokumentasjon av oljers forvitringsegenskaper er derfor viktig for å kunne avgjøre om bruk /ikke bruk av dispergeringsmiddel. Vår kunnskap omkring effektivitet av dispergeringsmiddel på diesel oljer er imidlertid lite dokumentert. Dispergeringsmidler kan påføres et oljeflak ved hjelp av fly, fartøy eller fra helikopter utstyrt med underhengende dispergeringsbøtte. Kapasiteten vil være avhengig både av hvilken påføringsplattform og hvilke påføringsforhold som benyttes. Effektiviteten vil være avhengig av både type dispergeringsmiddel, oljens forvitringsegenskaper og påføringsstrategi. Utstyret som benyttes i beredskapen er testet og verifisert gjennom fullskala feltforsøk. Dokumentasjon av effektivitet foretas både fra fly-/helikopterovervåking og gjennom monitorering på overflate og i vannmassene. Før dispergering Etter dispergering Figur 3.5 Til venstre: Detaljbilde av tykk emulsjon på havoverflate før dispergering, sammenlignet med samme området (til høyre) ca. 15 min etter dispergering med helikopter, hvor oljen har blitt totalt dispergert ned i vannet som små oljedråper. Man skiller ofte mellom naturlig dispergering og kjemisk dispergering. Kjemisk dispergering blir ofte framstilt som at man akselererer den naturlige dispergeringen. Den største forskjellen er imidlertid at ved kjemisk dispergering blir oljedråpenes størrelse vesentlig mindre enn ved naturlig dispergering. Det medfører at oljedråpene får mindre oppdrift i vannsøylen og vil lettere holde seg i vannet (ved bølgeaktivitet) og etter hvert fortynnes til lave konsentrasjonsnivåer. På grunn av den lave dråpestørrelsen vil oljens totale overflate øke og fordi mikroorganismer som bryter ned oljen er overflateaktive, vil biodegradering av oljen øke. 17 av 122

19 4 Scenario 1 Passasjerskip grunnstøtt på Nansenflua, Jan Mayen Hendelsen er et passasjerskip som har gått på grunn på Nansenflua ved Jan Mayen, ved posisjon: N ', V '. Tidspunkt for utslippet er 25.juni 2003., kl. 21:00 UTC (sommerscenario). Totalt 800 m 3 med Marine Diesel slippes ut over 3 timer. Figur 4.1 viser landpåslag av diesel etter 10 dagers endt simulering. Figur 4.1 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Strandet olje ved endt simulering etter 10 døgn, uten tiltak. 4.1 Værforhold Vinden kommer fra sørøst (sønnavind) i starten av utslippet med vindstyrke på ca. 5 m/s. Vindretningen snur til nordavind etter ca. 5 døgn. Vindstyrken er moderat gjennom hele scenarioet og det er ikke forventet betydelig reduksjon i opptakskapasitet som en følge av sterk vind og høye bølger. Bølgehøyden er stort sett under 1 m, bortsett fra en kort periode etter 4 døgn (ca. 1,4 m). Figur 4.2 viser figurer med både vindhastighet/retning (m/s) vindfart (m/s) og bølgehøyde (m) over simuleringsperioden på 10 døgn. Simuleringen starter helt i begynnelsen av hver figur. 18 av 122

20 Figur 4.2 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Figuren viser vindhastighet (øverst), vindfart (midten) og bølgehøyde (under). Simuleringen starter 25. juni 2003, kl.21:00 (UTC). Simuleringen starter helt i begynnelsen av hver figur. 4.2 Oljedrift uten tiltak På grunn av sørøstlig vindretning driver oljen rett inn mot land på Jan Mayen kort tid etter utslippet. Uten tiltak treffer den første oljen land på etter ca. 5 timer. Etter 1 døgn er ca. 5 % av olje strandet, og etter 4-5 dager er ca. 25 % av oljen strandet langs kysten av Jan Mayen (uten tiltak). Det er mye olje på overflaten nært land, hvor ca. 90 % av oljen er etter 1 døgn. Dette skyldes pålandsvinden som stuer oljen inn mot land i dette scenarioet. Etter om lag 4-5 døgn er ca. 40 % av oljen på overflaten. Vinden snur etter 5 døgn og oljen driver østover langs kysten ut mot åpent hav. 4.3 Oppsamlet og behandlet mengde olje Tabell 4.1 viser de forskjellige tiltakskombinasjonene som er simulert (TP = tiltakspakke og RT = responstid). TP1 har totalt 2 systemer for mekanisk oppsamling. TP2 har totalt 5 systemer hvorav ett 19 av 122

21 dispergeringssystem med fly, og TP3 har totalt 9 systemer, derav dispergering fra båt, helikopter og fly. Responstiden for de forskjellige systemene øker fra RT1 som har kortest responstid til RT3 som har lengst responstid. Totalt er 9 kombinasjoner simulert hvor for eksempel TP3+RT1 er kombinasjonen av flest systemer og kortest responstid. Figur 4.3 viser totalt oppsamlet mengde olje (rød søyle), menge kjemisk behandlet (dispergert) olje (blå søyle), samt totalt mengde olje i tonn som er dispergert og mekanisk oppsamlet olje (grønn søyle). Figuren viser at TP3+RT1 har størst oppsamlet mengde olje hvor dispergering kommer best ut, sammenlignet med mekanisk oppsamling. For TP1 er det lite eller ingen opptak av olje for alle responskombinasjoner (RT1, RT2 og RT3). Dette fordi de havgående systemene har dybdebegrensing på 30 m satt i OSCAR-modellen som skal forhindre at systemene skal jobbe for nært land (ca. 800 m fra land). Siden oljen driver raskt inn mot land for så å drive østover langs kysten av Jan Mayen nærmere strandlinjen enn 30 m dybdebegrensing, vil responstiden rett og slett være for kort til at tiltakene vil kunne samle opp særlig med olje. Dette gjenspeiler også oversikten over totalt oppsamlet mengde som vist i Tabell 4.1. Bruk av dispergeringsmiddel er ikke inkludert tiltakspakken for TP1, men inkluderes i TP2 (fly) og TP3 (båt + helikopter + fly). Figur 4.3 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Oppsamlet og dispergert mengde olje for alle Tiltakspakker og Responstider. 20 av 122

22 Tabell 4.1 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Oversikt over oppsamlet og dispergert olje (tonn) for hvert system (responslogg). Totalt oppsamlet og dispergert olje pr. system, tonn TP1 + RT1 TP1 + RT2 TP1 + RT3 TP2 + RT1 TP2 + RT2 TP2 + RT3 TP3 + RT1 TP3 + RT2 TP3 + RT3 Hav A Hav A Hav B Hav C Kyst A Kyst A Dispergering A Dispergering B Dispergering C Sum Influert kystlinje Figur 4.4 viser lengde påvirket kystlinje (i km) med oljemengder større enn 0,01 kg/m 2 (kg per kvadratmeter) Dette gjenspeiler oppsamlingseffektiviteten som vist i Figur 4.3, hvor tiltakspakke TP1 med alle responskombinasjoner kommer klart dårligst ut sammenlignet med tiltakspakkene TP2 og TP3. Analysen viser at tiltakspakke TP3+RT1 kommer best ut med lavest totalt lengde influert kystlinje på ca. 20 km, sammenlignet med ingen tiltak som viser i totalt ca. 57 km influert kystlinje. Figur 4.4 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Lengde påvirket kystlinje ved endt simulasjon med oljemengder > 0,01 kg/m av 122

23 4.5 Influert havområde (areal) Figur 4.5 viser areal i kvadratkilometer (km 2 ) av havoverflate som har vært påvirket av olje med tykkelse større enn 0,01 mm igjennom simuleringsperioden på 10 døgn, gitt som stolpediagram. Tiltakspakke TP2 og TP3 gir en betydelig reduksjon i berørt overflateareal sammenlignet med simuleringen uten tiltak og tiltakspakke TP1. Det er ikke store forskjeller i berørt overflateareal mellom responstidene RT1 RT2 og RT3 for tiltakspakkene 2 og 3 Likheten mellom TP2 og TP3 gjenspeiler effekten av bruk av dispergeringsmiddel fra fly/helikopter. Figur 4.6 viser eksempel på påvirket areal for ingen tiltak og for ulike tiltakspakker (TP) og responstider (RT) for å illustrere den visuelle forskjellen mellom disse. Figur 4.5 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Påvirket areal (km 2 ) ved oljefilmtykkelser > 0,01 mm. 22 av 122

24 A B C D Figur 4.6 Scenario 1: Påvirket areal > 0,01 mm for A: Ingen tiltak, B: TP1+RT1, C: TP2+RT1 og D:TP3+RT1. 23 av 122

25 4.6 Influert vannsøyle Vannløste komponenter (WAF) Figur 4.7 viser påvirket /sveipet volum i kubikk-kilometer (km 3 ) som representerer summen av vannvolum som har hatt konsentrasjoner av løste komponenter (WAF) større enn 50 ppb i løpet av simuleringsperioden på 10 døgn, gitt her som et stolpediagram. Figur 4.8 illustrerer eksempler av påvirket volum for WAF > 50 ppb for ingen tiltak og for noen utvalgte tiltakspakker (TP) og responstider (RT) for å illustrere forskjellene mellom disse. Figurene viser at man får størst mengde av påvirket vannvolum med WAF > 50 ppb i åpent hav øst for Jan Mayen. Dette tilsier at mesteparten av WAF blir generert fra den tynne overflatefilmen i åpen sjø i dette farvannet. Figur 4.7 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Påvirket volum (km 3 ) av løste komponenter (WAF) > 50 ppb i vannsøylen. Figuren viser tiltakspakke (TP) 1, 2 og 3 og responstider (RT) 1, 2 og 3, samt ingen tiltak. 24 av 122

26 A B C D Figur 4.8 Scenario 1: Påvirket volum for WAF > 50 ppb for A: Ingen tiltak, B: TP1+RT1, C: TP2+RT1 og D:TP3+RT1. 25 av 122

27 4.6.2 Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Figur 4.9 viser påvirket (sveipet) volum (km 3 ) som representerer summen av volum som har konsentrasjoner av totale hydrokarboner gitt som summen av løste komponenter og dispergert olje (THC) større enn ppb (1 000 ppb = 1 ppm) i løpet av simuleringsperioden på 10 døgn. Figur 4.10 viser eksempel på påvirket volum for THC > ppb for ingen tiltak og for de utvalgte tiltakspakker (TP) og responstider (RT) for å illustrere forskjellene mellom disse. Her kan man se en økning av påvirket vannmasser med THC > 1 ppm for tiltak som inkluderer dispergering. Imidlertid representerer disse totalt sett små vannvolum som er påvirket. Figur 4.9 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Påvirket volum (km 3 ) av totalt løste hydrokarboner (THC) > ppb i vannsøylen. Figuren viser Tiltakspakke (TP) 1, 2 og 3 og Responstider (RT) 1, 2 og 3, samt ingen tiltak. 26 av 122

28 A B C D Figur 4.10 Påvirket volum for THC> ppb for A: Ingen tiltak, B: TP1+RT1, C: TP2+RT1 og D:TP3+RT1. 27 av 122

29 4.7 Massebalanser Figur 4.11 viser sammenligning av de viktigste elementene i massebalansen ved endt simulering som mengde olje (tonn), mens Figur Figur 4.21 viser de prosentvise andelene for massebalansene uten tiltak og for alle 9 tiltaks- og responstidskombinasjonene. Figur 4.11 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Oppsummering av massebalanser etter endt simulering etter 10 dager. 28 av 122

30 Figur 4.12 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Massebalanse uten tiltak Figur 4.13 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Massebalanse Tiltakspakke 1 + Responstid av 122

31 Figur 4.14 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Massebalanse Tiltakspakke 1 + Responstid 2. Figur 4.15 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Massebalanse Tiltakspakke 1 + Responstid av 122

34 Figur 4.20 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Massebalanse Tiltakspakke 3 + Responstid 2. Figur 4.21 Scenario 1 passasjerskip på grunn ved Nansenflua, Jan Mayen: Massebalanse Tiltakspakke 3 + Responstid 3 33 av 122

35 5 Scenario 2 Cruiseskip grunnstøtt på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard Hendelsen er en grunnstøting av et cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden ved utslippsposisjon: N ' Ø '). Utslippet skjer på sommeren 4.juni (2009) kl. 00:00 UTC. For dette scenarioet slippes det ut totalt m 3 Marine Diesel i løpet av 3 timer. Figur 5.1 viser landpåslag i Isfjorden etter endt simulering uten tiltak. Figur 5.1. Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Strandet olje ved endt simulering etter 10 døgn, uten tiltak. Utslippspunktet er angitt som firkant med kryss i. 5.1 Værforhold Vindstyrken er moderat, ca. 4-5 m/s vind gjennom nesten hele simuleringsperioden, og vindretningen varierer som vist i Figur 5.2. Det første døgnet kommer vinden fra sør. Etter ca. dag 8 øker vinden fra nord opp til 10 m/s for så å minke igjen mot dag 10. Vindretningen går mot nordvest de første timene etter utslippet og dreier mot sørøst etter 1-2 døgn, for så å endre vindretningen igjen. Bølgehøyden er under 1 m under hele simuleringsperioden. Figur 5.2 viser parametrene gitt som separate figurer for vindhastighet (m/s), vindfart (m/s) og bølgehøyde (m), hvor start av simuleringstidspunkt er ved begynnelsen av hver figur. 34 av 122

36 Figur 5.2 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Figuren viser vindhastighet (øverst), vindfart (midten) og bølgehøyde (under). Simuleringen starter 4.juni (2009), kl. 00:00 (UTC). Simuleringen starter helt i begynnelsen av hver figur. 5.2 Oljedrift uten tiltak Vinden går mot nordvest med en vindstyrke på 5-6 m/s i begynnelsen av utslippet. Oljen driver raskt inn mot land i Trygghamna -fjordarm til Isfjorden- hvor den første oljen strander etter ca. 8 timers drivtid. Etter ca timer endrer vindretning seg mot nordøstlig retning og frittdrivende olje beveger seg over på andre siden av Trygghamna og når land der. Så langt har bare en liten andel av oljen strandet (< 3 %). Oljen sprer seg videre langs land i hele Trygghamna. Etter 2 dager beveger flaket seg ut av fjordarmen hvor oljen så driver videre vestover ut mot åpent hav, hvor en mindre andel av oljen treffer lands langs nordsiden av Isfjorden. Etter 8 dager driver resten av oljeflaket ut av Isfjorden som tynn oljefilm, og ingen olje med filmtykkelse større enn 100 µm er på overflaten etter 10 døgns endt simulering. Totalt er prosentandelen av strandet mengde olje i underkant av 5 %, dette uten tiltak. 35 av 122

37 5.3 Oppsamlet og behandlet mengde olje Figur 5.3 viser totalt oppsamlet mengde olje (rød søyle), menge kjemisk behandlet (dispergert) olje (blå søyle), samt totalt mengde olje i tonn som er dispergert og mekanisk oppsamlet olje (grønn søyle) for de forskjellige tiltakspakkene og responstider, vist som stolpediagram. Figuren viser at tiltakspakke TP1 har et lavere totalt oppsamlet oljemengde sammenlignet med tiltakspakkene TP2 og TP3, og det er også en liten økning av oppsamlet olje ved korteste responstid for denne tiltakspakken. For tiltakspakke (TP1) er det kun mekanisk oppsamling, men dispergering er inkludert for TP2 og TP3. Analysen viser en økning av totalt oppsamlet og dispergert olje ved økning av tiltakspakker, selv om figuren viser at det er mindre forskjeller mellom tiltakspakkene TP2 og TP3. En økning av responstiden viser derimot ingen signifikant effekt mellom tiltakspakke TP2 og TP3. Figur 5.3 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Oppsamlet og dispergert mengde for alle Tiltakspakker og Responstider. Tabell 5.1 viser de forskjellige tiltakspakkene som er simulert (TP = tiltakspakke og RT = responstid). TP1 har totalt 2 systemer for mekanisk oppsamling. TP2 har totalt 6 systemer hvorav ett dispergeringssystem med helikopter, og TP3 totalt 12 systemer, derav dispergering fra båt med ett system og helikopter med 2 systemer). Responstiden for de for forskjellige systemene øker fra RT1 som har kortest responstid til RT3 som har lengst responstid. Totalt 9 kombinasjoner er simulert og TP3 + RT1 er kombinasjonen av flest systemer og kortest responstid. Analysen viser at TP3+RT3 har størst mengde oppsamlet/behandlet olje, men det er i praksis ingen signifikant forskjell mellom TP3+ RT3 (1047 tonn) vs. TP3+RT1 (1045 tonn). 36 av 122

38 Tabell 5.1 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Oversikt over oppsamlet og dispergert olje (tonn) for hvert system (responslogg). Totalt oppsamlet og dispergert olje pr. system, tonn TP1 + RT1 TP1 + RT2 TP1 + RT3 TP2 + RT1 TP2 + RT2 TP2 + RT3 TP3 + RT1 TP3 + RT2 TP3 + RT3 Hav A Hav A Hav C Kyst A Kyst B Fjord A Fjord A Fjord B Fjord B Dispergering A Dispergering C Dispergering C Sum Influert kystlinje Figur 5.4 viser lengde påvirket kystlinje (i km) med oljemengder større enn 0,01 kg/m 2. Ved en grenseverdi på 0,1 kg/m 2 gir TP2+RT1 og TP3+RT1 lavest lengde påvirket kystlinje (9-10 km), sammenlignet med uten tiltak (ca. 23 km). Imidlertid viser simuleringen at påvirket strand med oljemengder større enn 1 kg/m 2 blir noe større ved tiltak enn for scenarioet uten tiltak. Dette virker umiddelbart merkelig, men skyldes sannsynligvis at ved scenarioet uten tiltak dras oljen noe lenger ut fra land vest for Trygghamna (se Figur 5.6). Den maksimale oljemengden som er registrert i en strandcelle er på om lag 3 kg/m 2 for alle simuleringene. Den totale lengden kystlinje er derimot lite redusert for alle kombinasjoner sammenlignet med uten tiltak. 37 av 122

39 Figur 5.4 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Lengde påvirket kystlinje ved endt simulasjon med oljemengder > 0,01 kg/m Influert havområde (areal) Figur 5.5 viser areal i kvadratkilometer (km 2 ) av sjøoverflate som har vært påvirket av olje med tykkelse større enn 0,01 mm igjennom simuleringsperioden på 10 døgn. Alle de 9 tiltakspakkene gir en reduksjon i berørt overflateareal sammenlignet med simuleringen uten tiltak. Tiltakspakkene TP2 og TP3 gir litt bedre effekt sammenlignet med TP1 for alle responser. Tiltakskombinasjonen TP3+RT1 gir best resultat, og en generell trend er at påvirket overflateareal større enn 0,01 mm øker innbyrdes med økende responstid. Analysen for dette scenarioet viser at man får en tilleggseffekt ved økende antall systemer, inkludert kortest mulig responstid. Det må imidlertid presiseres at forskjellene mellom de ulike tiltakspakkene er relativ marginale i dette scenariet. Figur 5.6 illustrerer eksempel på påvirket areal hvor oljen har hatt et overflateareal over 0,01mm. 38 av 122

40 Figur 5.5 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Påvirket areal (km 2 ) ved oljefilmtykkelser > 0,01 mm. 39 av 122

41 A B C D Figur 5.6 Påvirket areal > 0,01 mm for A: Ingen tiltak, B: TP1+RT1, C: TP1+RT2 og D:TP1+RT3. 40 av 122

42 5.6 Influert vannsøyle Vannløste komponentyer (WAF) Figur 5.7 viser påvirket (sveipet) volum i kubikk-kilometer (km 3 ) som representerer summen av vannvolum som har konsentrasjoner av løste komponenter (WAF) større enn 50 ppb i løpet av simuleringsperioden på 10 døgn, gitt her som stolpediagrammer. Alle de 9 tiltakspakkene gir en klar reduksjon i berørt vannvolum (< 1,5 km 3 ) med konsentrasjoner større enn 50 ppb, sammenlignet med simuleringen uten tiltak (ca. 5 km 3 berørt vannvolum). Figur 5.8 illustrerer eksempler av påvirket (sveipet) volum som WAF > 50 ppb for ingen tiltak og for de utvalgte tiltakspakkene. Figuren viser at ved ingen tiltak fås relativt store vannvolum med WAF > 50 ppb av den tynne oljefilmen som dispergeres naturlig ned i vannmassene fra dag 8. Figur 5.7 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Påvirket volum (km 3 ) av løste komponenter (WAF) > 50 ppb i vannsøylen. Figuren viser tiltakspakke (TP1) 1, 2 og 3 og responstider (RT) 1, 2 og 3, samt ingen tiltak. 41 av 122

43 A B C D Figur 5.8 Scenario 2- Påvirket volum for WAF> 50 ppb for A: Ingen tiltak, B: TP1+RT1, C: TP1+RT2 og D:TP1+RT3. 42 av 122

44 5.6.2 Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Figur 5.9 viser påvirket /sveipet volum (km 3 ) som representerer summen av volum som har konsentrasjoner av totale hydrokarboner som løst og dispergert olje (THC) > ppb (1 000 ppb = 1ppm) i løpet av simuleringsperioden på 10 døgn. Figur 5.10 illustrerer eksempler på påvirket (sveipet) volum med THC større enn ppb for ingen tiltak og for de utvalgte tiltakspakkene. Alle de 9 tiltakspakkene gir en tydelig reduksjon i berørt vannvolum sammenlignet med simuleringen uten tiltak. Dette skyldes igjen at mesteparten dispergeres naturlig ned i vannmassene når man får relativt kraftig vind (5-10 m/s) med brytende bølger fra dag 8. Figur 5.9 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Påvirket volum (km 3 ) av løste totalt hydrokarboner (THC) > ppb i vannsøylen. Figuren viser Tiltakspakke (TP) 1, 2 og 3 og Responstider (RT) 1, 2 og 3, samt ingen tiltak. 43 av 122

45 A B C D Figur 5.10 Scenario 2- Påvirket volum for THC> ppb for A: Ingen tiltak, B: TP1+RT1, C: TP1+RT2, D:TP1+RT3. 44 av 122

46 5.7 Massebalanser Figur 5.11 viser sammenligning av de viktigste elementene i massebalansen ved endt simulering etter 10 døgn, mens Figur Figur 5.21 viser massebalansene i prosentandel uten tiltak samt de 9 tiltaks- og responstidskombinasjonene. Figur 5.11 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Sammenstilling av alle Tiltakspakker og Responstider for overflate, fordampet oppsamlet og strandet mengde. 45 av 122

47 Figur 5.12 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Massebalanse uten tiltak Figur 5.13 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Massebalanse Tiltakspakke 1 + Responstid av 122

48 Figur 5.14 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Massebalanse Tiltakspakke 1 + Responstid 2. Figur 5.15 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Massebalanse Tiltakspakke 1 + Responstid av 122

49 Figur 5.16 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Massebalanse Tiltakspakke 2 + Responstid 1 Figur 5.17 Scenario 2 - grunnstøting av cruiseskip på Sagaskjæret i Isfjorden, Svalbard: Massebalanse Tiltakspakke 2 + Responstid 2 48 av 122

52 6 Scenario 3 Bulkskip grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden Hendelsen er et bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden (posisjon: N ', Ø 14 N 41.90'). Utslippet skjer på sommeren 11. juni (1990), 10:00 UTC. Utslippet er som følger: 150 m 3 Marine Diesel slippes ut over de første 3 timene. 200 m 3 Marine Diesel slippes så ut etter 24 timer og utslippet varer i 6 timer. Totalt utsluppet mengde olje er 350 m 3 I dette scenarioet ble det simulert innringning av havarist. Dette ble gjort ved at den totale mengden av det andre utslippet ble redusert til 50 m 3, som tilsvarer 75 % reduksjon utslipp av diesel for bølgehøyder mindre enn 0,8 m. Dette ble gjort for alle tiltakspakkene. Denne tilnærmingen er også beskrevet i kap.3.3. Figur 6.1 viser situasjonsbilde av strandet mengde olje ved endt simulering etter 10 døgn, uten tiltak. Figur 6.1 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Strandet olje ved endt simulasjon etter 10 døgn, uten tiltak. 51 av 122

53 6.1 Værforhold Figur 6.2 viser figurer med vindhastighet (m/s), vindfart (m/s) og bølgehøyde (m) for scenario 3, hvor start av simuleringstidspunktet er angitt ved begynnelsen av hver figur. Det er lav til moderat vindstyrke (< 5 m/s) de første 2 dagene etter utslippet med vestlig vindretning helt i starten av utslippet og vinden dreier etter ca. 2 dager i nordlig retning. Vindstyrken øker til omlag 8-9 m/s etter dag 3. Fra ca. dag 5 avtar vindstyrken til ca. 4-6 m/s for resten av simuleringsperioden over 10 døgn, med nordøstlig vindretning. Bølgehøyden er mindre enn 0,2 m for hele simuleringsperioden. Figur 6.2 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Figuren viser vindhastighet (øverst), vindfart (midten) og bølgehøyde (under). Simuleringen starter 11. juni (1990), 10:00 UTC. Simuleringen starter helt i begynnelsen av hver figur. 52 av 122

54 6.2 Oljedrift uten tiltak Dette utslippet foregår nær Akseløya ved Akselsundet i innseilingen til van Mijenfjorden. Utslippet av den første batchen av diesel (150 m 3 ) beveger seg vestover og treffer land etter ca. 1 døgn på nordsiden av van Mijenfjorden (i området rundt Diabasbukta). Etter det første døgnet er ingenting strandet, ca. 6 % er fordampet, ca. 90 % er på overflate, mens bare en liten andel er naturlig dispergert ned i vannmassene (ca. 2 %). Utslipp nr. 2 (200/50 m 3 ) med diesel treffer Akseløya 2 timer etter at utslippet har startet, for så å drive vestover og treffer land i samme området som det første utslippet. To døgn ut i simuleringen er om lag 60 % av oljen fremdeles på overflaten, 11 % har fordampet og 26 % har strandet. Oljen beveger seg langs land på nordsiden av fjorden i begge retninger, og etter 2 dager treffer oljen Hamnodden. På grunn av strøm i området kombinert med vindretning drifter noe av oljen rett over sundet til Fridtjovhamna. Utslippet forurenser området rundt hele Fridtjovhamna. Noe av oljen sprer seg også videre innover langs van Mijenfjorden og treffer også sørsiden av van Mijenfjorden, men det er kun små mengder olje som strander. Etter endt simulering over 10 dager er det mye landpåslag som vist i Figur 6.1, hvor ca. 47 % av det totale utslippet er strandet, 35 % fordampet og 5 % på overflate. De største landpåslagene ligger i Fridtjovhamna og i området rundt Diabasbukta, med en oljemengde på om lag 3 kg/m Oppsamlet og behandlet mengde olje Figur 6.3 viser oppsamlet mengde olje (rød søyle), menge kjemisk behandlet (dispergert) olje (blå søyle) samt totalt mengde olje i tonn som er dispergert og mekanisk oppsamlet olje (grønn søyle) for de forskjellige tiltakspakkene og responstider. Tiltakspakke TP1 har kun mekanisk oppsamling, mens tiltakspakke TP2 er inkludert dispergering fra helikopter, og tiltakspakke TP3 har inkludert påføring av dispergeringsmiddel fra både båt og helikopter. For mekanisk oppsamling har TP1 kyst og fjordsystemer, mens for TP2 og TP3 er det også inkludert havgående systemer. Dette scenarioet har dybdebegrensing for alle tiltak med bruk av båt for å unngå at båtene skal jobbe for nært land, jfr. Tabell 3.4 Totalt har TP1 2 systemer, TP2 6 systemer, mens TP3 har 12 systemer, som vist i Tabell 6.1. Simuleringene med lengst responstid (RT3) gir lavere opptak for alle tiltakspakker. Bruk av dispergering gir en økende andel av behandlet olje med økende responstid. Totalen av oppsamlet og behandlet olje blir omtrent den samme for tiltakspakkene TP2 og TP3 for alle responstider. 53 av 122

55 Figur 6.3 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Sammenstilling av alle Tiltakspakker og Responstider. Tabell 6.1 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Oversikt over oppsamlet og dispergert olje (tonn) for hvert system (responslogg). Totalt oppsamlet og dispergert olje pr. system, tonn TP1 + RT1 TP1 + RT2 TP1 + RT3 TP2 + RT1 TP2 + RT2 TP2 + RT3 TP3 + RT1 TP3 + RT2 TP3 + RT3 Hav A Hav A Hav C Kyst A Kyst B Fjord A Fjord A Fjord B Fjord B Dispergering A 0 0 Dispergering C Dispergering C Sum av 122

56 6.4 Influert kystlinje Figur 6.4 viser lengde påvirket kystlinje (i km) med oljemengder større enn 0,01 kg/m 2. For den største mengdekategorien (1 kg/m 2 ) reduseres påvirket kystlengde fra ca. 24 km (uten tiltak) til under 5 km for alle responstider for TP2 og TP3, samt TP1 + RT1. For mengdekategori 0,1 kg/m 2 er reduksjonene mindre og det gir også en liten økning sammenlignet med simuleringen uten tiltak. Totalt sett for alle mengdekategorier er det en reduksjon fra ca. 27 km (uten tiltak) til rundt 8 km for det totalt beste tiltaket (TP3+RT1) for å hindre mest påslag av olje på kystlinjen. Figur 6.4 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Lengde påvirket kystlinje ved endt simulasjon med oljemengder > 0,01 kg/m Influert havområde (areal) Figur 6.5 viser areal i kvadratkilometer (km 2 ) av sjøoverflate, gitt som stolpediagram, som har vært påvirket av olje med en filmtykkelse større enn 0,01 mm igjennom simuleringsperioden på 10 døgn. Alle tiltakskombinasjonene gir redusert overflateareal, men tilsynelatende gir TP1+RT1 best resultat, men det er ikke så stor forskjell mellom dette tiltaket og TP3 med tilhørende responstider. Figur 6.6 viser eksempel på påvirket (sveipet) areal med filmtykkelse for ingen tiltak og for tiltakspakke TP1 og dens tilhørende responstider (RT1, RT2 og RT3). Dette pga. at TP1 med tilhørende responstider viser til større innbyrdes individuelle utslag sammenlignet med de andre tiltakene og deres responstider (se Figur 6.5). Sammenlignet med ingen tiltak vil alle tiltakspakker med tilhørende responstider bidra til mindre overflate areal med filmtykkelse > 0,01mm. En slik tynn oljefilm har ofte kort levetid og figuren sier ingen ting hvor lang levetiden denne oljefilmen har på sjøen. 55 av 122

57 Figur 6.5 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Påvirket areal ved oljefilmtykkelser > 0,01 mm. 56 av 122

59 6.6 Influert vannsøyle Vannløste komponenter (WAF) Figur 6.7 viser påvirket (sveipet) volum i kubikk-kilometer (km 3 ) som representerer summen av vannvolum som har konsentrasjoner av vannløste komponenter (WAF) > 50 ppb i løpet av simuleringsperioden på 10 døgn, gitt som stolpediagram. Figur 6.8 illustrerer eksempler av påvirket volum for WAF > 50 ppb for ingen tiltak og for de utvalgte tiltakspakkene. Alle de 9 tiltakspakkene gir en reduksjon i berørt vannvolum med konsentrasjoner av vannløste komponenter større enn 50 ppb, sammenlignet med simuleringen uten tiltak, bortsett fra TP2+RT3 og TP3+RT3. Generelt viser analysen at påvirket volum av de vannløste komponentene er lavest for TP1 hvor påvirket volum er tilnærmet like for de 3 responstidene. Påvirket vannvolum med WAF konsentrasjoner > 50 ppb øker innbyrdes for TP2 og TP3 med økende responstider, men denne økningen i vannvolum kan anses som marginal. Figur 6.7 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Påvirket volum (km 3 ) med WAF > 50 ppb. 58 av 122

60 Figur 6.8 Scenario 2- Påvirket volum for WAF> 50 ppb for A: Ingen tiltak, B: TP1+RT3, C TP2+RT3 og D: TP3+RT3 59 av 122

61 6.6.2 Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Figur 6.9 viser påvirket /sveipet volum (km 3 ) som representerer summen av volum som har konsentrasjoner av totale hydrokarboner som løst og dispergert olje (THC) > ppb (1 ppm) i løpet av simuleringsperioden på 10 døgn. Figur 6.10 illustrerer eksempler på påvirket (sveipet) volum med THC større enn ppb for ingen tiltak og for de utvalgte tiltakspakkene. Tiltakspakke 2 og 3 gir noe økt berørt vannvolum med THC > ppb (1 ppm). Dette er på grunn av effekten av dispergering fra helikopter. Totalt berørt mengde vannvolum er imidlertid liten (< 0,12 km 3 ). Figur 6.9 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Påvirket volum (km 3 ) med THC > ppb. 60 av 122

62 A B C D Figur 6.10 Scenario 3-bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Påvirket volum (km 3 ) av THC > ppb. A: Ingen tiltak, B:TP3+RT1, C: TP3+RT2 og D: TP3+ RT3 61 av 122

63 6.7 Massebalanser Figur 6.11 viser de viktigste elementene i massebalansen hvor strandet mengde dominerer vist for ingen tiltak. Massebalanser fra alle de 10 simuleringene (ingen tiltak inkludert) er vist i Figur Figur Figur 6.11 viser at oppsamlet mengde olje i tonn (inkludert innringet olje) er størst for den korteste responstiden (RT1) for alle tiltakspakker (TP1, TP2 og TP3), hvor tiltakspakke TP1 + RT1 kommer best ut (innringning som er beregnet til å være på ca. 130 tonn er inkludert i stolpen sammen med den oppsamlede oljen). Massebalansen viser også at strandet mengde olje i tonn er redusert fra ca. 140 tonn til ca. 20 tonn med tiltakspakke TP1+RT2. Det er ikke store forskjeller mellom de ulike tiltakspakkene (TP1, TP2 og TP3) og tilhørende responstider for mengde strandet olje hvor mengde strandet olje er mindre enn ca. 25 tonn, bortsett fra TP1+RT3 hvor mengde strandet olje i overkant av 50 tonn. Massebalansen viser også at olje nedblandet i vannmassene også blir mer redusert ved TP1 og dens responstider, mens økende tiltak og repspontider gir en økning av nedblandet olje i vannmassene, sammenligne med ingen tiltak. Dette skyldes bruk av dispergeringsmiddel i TP2 og TP3. Figur 6.11 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Sammenstilling av alle Tiltakspakker og Responstider for overflate, fordampet og oppsamlet mengde. Rød ledelinje viser effekt av innringning hvor 150 m 3 = ca. 130 tonn er innringet. 62 av 122

64 Figur 6.12 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Massebalanse uten tiltak (350 m 3 totalt utsluppet) Figur 6.13 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Massebalanse Tiltakspakke 1 + Responstid 1. (200 m 3 totalt utsluppet) 63 av 122

65 Figur 6.14 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Massebalanse Tiltakspakke 1 + Responstid 2. Figur 6.15 Scenario 3 bulkskip som grunnstøter ved Akselsundet ved innseiling til van Mijenfjorden: Massebalanse Tiltakspakke 1 + Responstid av 122

69 7 Scenario 4 Kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøybanken, Bjørnøya Hendelsen er en kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya med utslippsposisjon: N ', Ø '. Utslippet starter 2.januar Utslippet er ca. 2 km fra land. Totalt 400 m 3 bunkersolje (IFO-180LS) slippes ut fra fryseskipet over en tidsperiode på 3 timer. Figur 7.1 viser situasjonsbilde av strandet mengde olje på Bjørnøya ved endt simulering, etter 10 døgn uten tiltak. Figur 7.1 Hendelse 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøybanken: Strandet olje ved endt simulasjon etter 10 døgn, uten tiltak. 68 av 122

70 7.1 Værforhold I de første 3 dagene er vindstyrken moderat opp til ca. 5 m/s. Vindretningen går mot nordvest i starten av utslippet og dreier mer mot nordøstlig retning etter dag 3. I en periode fra ca. dag 3-4 øker vindstyrken opp til ca. 8-9 m/s for deretter å minke igjen etter dag 5. Deretter tiltar vindstyrken en kort periode opp mot 15 m/s etter dag 7. Vindretningen dreier seg også da mot sørvestlig retning. Bølgehøyden er under 1 m de 2 første dagene, for å tilta til ca. 1,5 m i en periode på 2-4 dager for deretter å avta. Bølgehøyden øker opp mot 2,5 m etter 7 dager, som også gjenspeiler økt vindstyrke i denne perioden. Figur 7.2 viser figurer med vindhastighet og vindfart (m/s) og bølgehøyde (m) over 10 dager. Simuleringen starter i det første punktet i figurene. Figur 7.2 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: Figuren viser vindhastighet (øverst), vindfart (midten) og bølgehøyde (under). Simuleringen starter 2. januar Simuleringen starter helt i begynnelsen av hver figur. 69 av 122

71 7.2 Oljedrift uten tiltak Dette utslippet av bunkersolje driver raskt inn mot land på Bjørnøya i løpet av 2 timers drivtid i vestlig retning, hvor ca. 5 % av oljen strander. Etter 12 timer er ca. 35 % av oljen strandet, ca. 10 % er fordampet og ca. 55 % av oljen er på overflaten. Dette er mobil overflateolje som blir stuet inn mot land av vinden. Oljen beveger seg både nordøstover og sørvestover langs kysten av Bjørnøya. Etter ett døgn driver også noe av det frittdrivende flaket sørvestover ut på åpent hav, og innen ytterligere ett døgn er oljeflaket mer eller mindre borte fra overflaten. Resten av oljeflaket driver langs kysten av Bjørnøya og strander, og landpåslaget er vist i Figur 7.1. Etter 10 døgn har ca. 80 % av den totale mengde utsluppet olje strandet. Det er lite olje på overflate og lite naturlig dispergert olje i vannmassene. 7.3 Oppsamlet mengde olje Tabell 7.1 viser de forskjellige tiltakskombinasjonene for mekanisk oppsamling som er simulert (TP = tiltakspakke og RT = responstid). Responstiden for de forskjellige systemene øker fra RT1 som har kortest responstid til RT3 som har lengst responstid. Totalt 9 kombinasjoner er simulert. Eksempelvis er TP3+RT1 kombinasjonen av flest systemer og kortest responstid. Dispergering ble ikke inkludert i tiltakspakkene da erfaring fra prosjektet "Dispergering av bunkersoljer" som indikerte at IFO-180LS ved 0 C var i utgangspunktet lite dispergerbar på grunn av høy viskositet. Figur 7.3 viser totalt oppsamlet mengde olje i tonn gitt som stolpediagram som illustrer at tiltakspakke TP2 og TP3 med kortest responstid har størst oppsamlet mengde olje (37-38 tonn), sammenlignet med de andre tiltakspakkene og responstider. Analysen viser at tiltakspakke (TP1) for alle responstidene kommer dårligst ut, sammenlignet med de andre tiltakspakkene og responstidene. Figur 7.3 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: Oppsamlet mengde olje for alle Tiltakspakker og Responstider. 70 av 122

72 Tabell 7.1 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: Oppsamlet olje (tonn) for hvert system (responslogg) Oppsamla olje pr. system, tonn TP1 + RT1 TP1 + RT2 TP1 + RT3 TP2 + RT1 TP2 + RT2 TP2 + RT3 TP3 + RT1 TP3 + RT2 TP3 + RT3 Hav A Hav A Hav B Hav C Kyst A Kyst A Sum Influert kystlinje Figur 7.4 viser lengde påvirket kystlinje (i km) med oljemengder > 0,1 kg/m 2. Totalt sett gir økt responstiltak (TP3) størst redaksjon av influert kystlinje sammenlignet med TP1 og TP2 og uten tiltak.. Ved en grenseverdi på 0,1 kg/m 2 gir TP3+RT1 kortest lengde påvirket kystlinje. Figur 7.4 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: Lengde påvirket kystlinje ved endt simulasjon med oljemengder > 0,1 kg/m av 122

73 7.5 Influert havområde (areal) Figur 7.5 viser areal i kvadratkilometer (km 2 ) av havoverflate som har vært påvirket av olje med filmtykkelse større enn 0,01 mm igjennom simuleringsperioden på 10 døgn. Alle 9 tiltakspakkene gir reduksjon i berørt overflateareal sammenlignet med simuleringen uten tiltak. Tiltakspakke 3 med kortest responstid (TP3+RT1) bidrar mest til reduksjon i overflateareal. Figur 7.6 illustrerer påvirket areal rundt Bjørnøya med filmtykkelse > 0,01 mm. Figur 7.5 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: Påvirket areal ved oljefilmtykkelser > 0,01 mm. 72 av 122

75 7.6 Influert vannsøyle Vannløste komponentyer (WAF) Figur 7.7 viser påvirket (sveipet) volum i kubikk-kilometer (km 3 ) som representerer summen av vannvolum som har konsentrasjoner av løste komponenter (WAF) større enn 50 ppb i løpet av simuleringsperioden på 10 døgn. Analysen viser at det er en liten andel volum (< 0,05 km 3 ) i vannsøylen med WAF konsentrasjoner over 50 ppb. Dette skyldes nok at bunkersoljen inneholder kun en liten andel av vannløselige komponenter. Figur 7.8 illustrerer eksempler av påvirket (sveipet) volum som WAF > 50 ppb for ingen tiltak og for TP1+RT2 som viser høyest andel berørt volum. Forskjellene er så små mellom disse to eksemplene, at andre tiltakspakker er derfor ikke vist for dette scenarioet. Figur 7.7 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: Påvirket volum (km 3 ) av løste komponenter (WAF) > 50 ppb i vannsøylen. Figuren viser tiltakspakke (TP) 1, 2 og 3 og responstider (TR) 1, 2 og 3, samt ingen tiltak. 74 av 122

76 A B Figur 7.8 Scenario 4: Påvirket WAF > 50 ppb for A: Ingen tiltak, B: TP1+RT Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Figur 7.9 viser påvirket (sveipet) volum (km 3 ) som representerer summen av volum som har konsentrasjoner av totale hydrokarboner som løst og dispergert olje (THC) > ppb (1ppm) i løpet av simuleringsperioden på 10 døgn. Mengde volum (km 3 ) med konsentrasjoner av THC større enn ppb er i sammen lave størrelsesorden som for de løste komponentene i vannsøylen, se Figur 7.7. Figur 7.10 illustrerer eksempler på påvirket (sveipet) volum med THC større enn ppb (1 ppm) for ingen tiltak sammenlignet med TP3+RT1, som har gitt størst reduksjon sammen med TP2+RT1. Alle 9 tiltakspakker gir en reduksjon i berørt vannvolum sammenlignet med simuleringen uten tiltak. 75 av 122

77 Figur 7.9 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: P Påvirket volum (km 3 ) med THC > ppb. Figuren viser tiltakspakke (TP) 1, 2 og 3 og responstider (RT) 1, 2 og 3, samt ingen tiltak. Figur 7.10 Scenario 4: Påvirket THC > ppb for A: Ingen tiltak, B: TP3+RT1. 76 av 122

78 7.7 Massebalanser Figur 7.11 viser sammenligning av de viktigste elementene i massebalansen ved endt simulering etter 10 døgn, mens Figur Figur 7.21 viser massebalansene i prosentandel uten tiltak samt de 9 tiltaks - og responstidskombinasjonene. Massebalansene viser at en betydelig mengde av oljen strander for både ingen tiltak og for alle tiltakspakker (TP) og responstider (RT). Figur 7.11 viser at tiltakskombinasjonene TP2+RT1 og TP3+RT1 gir størst mengde oppsamlet olje, men samtidig viser analysene at det er marginal reduksjon av strandet mengde olje med de ulike tiltakskombinasjonene og responstidene sammenlignet med uten tiltak. Figur 7.11 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: Sammenstilling av alle Tiltakspakker og Responstider for overflate, fordampet oppsamlet og strandet mengde. 77 av 122

79 Figur 7.12 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: Massebalanse uten tiltak. Figur 7.13 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: Massebalanse: Tiltakspakke 1 + Responstid av 122

80 Figur 7.14 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: Massebalanse: Tiltakspakke 1 + Responstid 2. Figur 7.15 Scenario 4 kollisjon mellom fiskefartøy og fryseskip ved Bjørnøya: Massebalanse: Tiltakspakke 1 + Responstid av 122

84 8 Scenario 5 Fryseskip kollideres med drivis på østsiden av Svalbard Et fryseskip kolliderer med drivis sør av Egdeøya på østsiden av Svalbard, og får en flenge i skutesiden på skipet. Hendelsen finner sted ved posisjon: N ', Ø ', dato: 1.mai 2009, kl. 10:00 UTC. Hendelsen beskriver to ulike scenarioer (A og B), hvor to ulike oljekvaliteter slippes ut og simuleres hver for seg: Scenario 5 A: 200 m 3 marine diesel slipper ut i løpet av 3 timer Scenario 5 B: 200 m 3 IFO 180 slippes ut i løpet av 3 timer Det er ikke utført analyser med tiltakspakker for isscenarioet, da OSCAR-modellen per i dag ikke håndterer tiltak i is. Mulige tiltaksmetoder for oljeutslipp i is er i stedet beskrevet i dette kapittelet. Figur 8.1 og Figur 8.2 viser situasjonsbilder (snapshot) av isdekningsgrad ved start av simulering (60-70 %) og etter 10 døgn ( %). Figurene viser at isdekningsgraden varierer over tidsperioden som gjenspeiler dynamisk isdrift. Figur 8.1 Scenario 5- situasjonsbilde av isdekningsgrad ved start av simulasjon. Ved start av simuleringen er isdekningsgraden ca. 60 % ved utslippspunktet (se firkant med kryss i ved rød pil). Det innfelte kartutsnittet viser Svalbard med utslippspunktet. 83 av 122

85 Figur 8.2 Scenario 5- situasjonsbilde (snapshot) av isdekningsgrad ved endt simulasjon etter 10 døgn. Etter 10 døgn er isdekningsgraden % ved utslippspunktet (se firkant med kryss i ved rød pil). 8.1 Værforhold Vindretningen varierer over hele simuleringsperioden på 15 døgn, som vist i Figur 8.3. Når utslippene starter er vindstyrken svært liten (1-2 m/s) for så å øke i styrke opp til nesten 12 m/s i nordlig retning etter 2 dager. I de neste døgnene minker vinden noe, men er fortsatt høy mellom 7-9 m/s. Vinden snur til sørlig retning etter ca. 8 dager med sterk vind opp mot 12 m/s. Vinden løyer etter ca. 10 dager og er helt nede i 2 m/s etter dag av 122

86 Figur 8.3 Scenario 5 - Kollisjon mellom fryseskip og drivis sør for Egdeøya, Svalbard: Figur med vindhastighet og vindfart (m/s) som viser til utslippsstart i starten av hver figur. Simuleringen starter 1. mai 2009, kl.10:00 (UTC). 8.2 Oljedrift ute tiltak Etter 1 døgns oljedrift beveger begge utslippene seg nord østover mot vestspissen av Egdeøya. Etter ca. 4-5 dager driver flakene i retning nordvestspissen av Edgeøya. På grunn av varierende isdrift og vindretning tar det tid (ca. 8 dager) før at oljeflakene driver nesten helt opp til vestspissen av øya. Ingen av de to utslippene når land i løpet av stimuleringstiden på 15 døgn. 8.3 Influert havområde (areal) Figur 8.4 viser areal i kvadratkilometer (km 2 ) av sjøoverflaten som har vært påvirket av olje med filmtykkelse større enn 0,01 mm igjennom simuleringsperioden på 15 døgn for utslipp A: Marine Diesel, utslipp B: IFO-180LS. Utslipp av bunkersoljen bidrar som ventet mest til påvirket overflateareal over 0,01 mm på 662 km 2 sammenlignet med 288 km 2 for dieselutslippet. Figur 8.5 illustrerer områder sør for Egdeøya med overflateareal med filmtykkelse > 0,01 mm for begge utslippene. 85 av 122

87 Figur 8.4 Scenario 5 - Kollisjon mellom fryseskip og drivis sør for Egdeøya. Påvirket areal > 0,01 mm. Høyre stolpe: Marine Diesel. Venstre stolpe: Bunkersolje (IFO-180LS). A B Figur 8.5 Scenario 5 Kollisjon mellom fryseskip og drivis sør for Egdeøya. Påvirket areal (km 2 ) > 0,01 mm som vist over 15 døgn. A Marine Diesel: B: Bunkersolje (IFO-180LS). 86 av 122

88 8.4 Influert vannsøyle Vannløste komponentyer (WAF) Figur 8.6 viser påvirket (sveipet) volum i kubikk-kilometer (km 3 ) som representerer summen av vannvolum som har konsentrasjoner av løste komponenter (WAF) over 50 ppb i løpet av simuleringsperioden på 15 døgn for begge utslippene. A: Marine Diesel og B: IFO-180LS. For bunkersoljen er det en svært liten andel volum (< 0,01 km 3 ) i vannsøylen med WAF konsentrasjoner over 50 ppb, mens for marin diesel er det berørte volmet noe høyrere (0,27 km 3 ). Figur 8.7 illustrerer forskjellene i påvirket (sveipet) volum som WAF > 50 ppb for begge utslippene. Figur 8.6 Scenario 5 Kollisjon mellom fryseskip og drivis sør for Egdeøya. Påvirket volum > 50 ppb. Høyre stolpe: Marine Diesel. Venstre stolpe: Bunkersolje (IFO-180LS). 87 av 122

89 A B Figur 8.7 Scenario 5- Kollisjon mellom fryseskip og drivis sør for Egdeøya. Påvirket vannvolum med WAF konsentrasjoner > 50 ppb over 15 døgn. A: Marine Diesel, B: Bunkersolje (IFO- 180LS) Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Analysen viser ingen påvirket volum av THC større enn ppb for bunkersoljen (IFO-180LS). For Marine diesel er også beregnet volum THC > ppb svært lavt 0,007 km 3 (tilsvarer 7 m 3 ). Stolpediagram er derfor ikke vist for sammenligning. Figur 8.8 illustrer derimot at det et lite område med påvirket volum (km 3 ) for utslipp av diesel med hydrokarbonkonsentrasjoner større enn ppb. 88 av 122

90 Figur 8.8 Scenario 5- Kollisjon mellom fryseskip og drivis sør for Egdeøya. THC > ppb for Marine Diesel. Ingen påvist THC > ppb for bunkersolje (IFO-180LS). 8.5 Massebalanser Figur 8.9 og Figur 8.10 viser massebalansene i prosentandel for utslipp av marine diesel (scenario 5 A) og IFO-180LS (scenario 5 B) i drivis. Massebalansen for diesel viser at ca. 85 % av oljen er på overflaten etter 15 døgn, ca. 7 % er fordampet og 10 % er biodegradert (nedblandet i vannmassen). For bunkersoljen viser massebalansen at ca. 95 % av oljen er på overflaten etter 15 dager simulering og bare en mindre del er fordampet og biodegradert. 89 av 122

91 Figur 8.9 Scenario 5 A - Kollisjon mellom fryseskip og drivis sør for Egdeøya, Svalbard: Massebalanse, for diesel utslipp. Figur 8.10 Scenario 5 B - Kollisjon mellom fryseskip og drivis sør for Egdeøya, Svalbard: Massebalanse, for bunkersolje utslipp. 90 av 122

92 Viscosity (cp) Water content (%) 8.6 OWM prediksjoner i is ved ulike isdekningsgrad Det er utført prediksjoner av forvitringsegenskapene for vannopptak og viskositet for IFO-180LS ved 50 og 80 % isdekningsgrad, se Figur 8.11 og Figur Dette for å synliggjøre hvordan disse forvitringsegenskapene endrer seg som funksjon av ulike isdekningsgrad. Vannopptaket går for eksempel saktere ved høy isdekningsgrad (80 %), noe som igjen medfører at viskositetsforløpet blir redusert sammenlignet med 50 % isdekningsgrad. Dette vil igjen innvirke på responstiltak av olje i is, som beskrevet i Appendiks A. Property: WATER CONTENT Oil Type: IFO 180LS, 13C FLUME KYV Description: Data Source: SINTEF Materials and Chemistry (2014), Weatherin OWModel Surface release - Terminal Oil film thickness: mm Release rate/duration: 1.33 metric tons/minute for 15 minute(s) Ice Blocks Coverage : 50.0% Pred. date: Sep. 15, 2014 Wind Speed (m/s): 15 Wind Speed (m/s): 10 Wind Speed (m/s): 5 Wind Speed (m/s): 2 40 Sea surface temperature: 0 C Property: VISCOSITY OF EMULSION Oil 20 Type: IFO 180LS, 13C FLUME KYV Description: OWModel Data Source: SINTEF Materials and Chemistry (2014), Weathering data used Surface release - Terminal Oil film thickness: mm Release rate/duration: 1.33 metric tons/minute for 15 minute(s) Ice Blocks Coverage : 50.0% Pred. date: Sep. 15, 2014 Wind Speed (m/s): 15 Chemically dispersible (<10000 cp) Wind Speed 0.5 (m/s): Reduced 3 chemical 6 dispersibility Wind Speed (m/s): 5 Poorly / slowly chemically dispersible (>30000 cp) Hours Days Wind Speed (m/s): Sea surface temperature: 0 C Hours Days Figur 8.11 Scenario 5: Prediksjoner av vannopptak og viskositet for 50 % isdekningsgrad for IFO- 180LS 91 av 122

93 Viscosity (cp) Sea surface temperature: 0 C Hours Days Figur 8.12 Scenario 5: Prediksjoner av vannopptak og viskositet for 80 % isdekningsgrad for IFO- 180LS. 92 av 122

94 8.7 Beredskap i is I dette delkapittelet er det forsøkt å gi en vurdering av potensialet for ulike beredskapstiltak i is for dette spesifikke utslippsscenarioet. Det må presiseres at dette er en generell vurdering ut fra at det er flere faktorer som vi ikke har kjennskap til, f.eks. detaljert informasjon om isforholdene, gitt som størrelsesfordelingen av isflakene. Modellering av isdata er basert på SINMOD, som predikerer en gjennomsnittlig isdekningsgrad over et rutenett på 4x4 km, men sier f.eks. ikke noe om størrelsen på isflakene. Erfaringene fra feltforsøket i MIZ-2009, som også ble gjennomført i samme tid på året som dette utslippsscenarioet (dvs. mai), viste at innenfor et område på 4x4 km kunne være store lokale isvariasjoner, f.eks. "lommer" med åpne råk, som vil kunne gjøre det mulig med lokale tiltak tilsvarende isfritt område. I tillegg varierte flakstørrelsen typisk mellom < 1 m til > 10-20m i diameter (se for eksempel Figur A 10 i vedlegg A, samt bilder i rapporter fra feltforsøk i 2009 i Tabell 8.1 og Tabell 8.2 viser en oppsummering av OSCAR-modellens prediksjon av filmtykkelser, spredning og utbredelse av de to marine diesel og bunkersoljen i isen ved ulike tidspunkt etter utslipp. Prediksjonene viser at oljene slippes ut i et område med % isdekningsgrad, men etter 3 dager har flaket kommet inn i 80 % isdekning, og etter 7-15 dager er isdekningsgrad kommet opp til ca %. Dette gjør utslippsscenarioet i is ekstra utfordrende med hensyn til mulige tiltaksalternativer. Tabell 8.1 Spredning av Marin Diesel i is Tidsangivelse Isdekningsgrad ( %) Vanninnhold (vol. %) Viskositet (mpas) Filmtykkelse (mm) Størrelse på flaket (km 2 ) 9 timer ,2x 0,1 1,5 døgn > ,3-1 1,5 x 0,4 3 døgn ,3-1 1,4 x 0,6 5 døgn ,2-0,3 1,3 x 0,6 7 døgn ,1-0,2 2,3x1,4* 1,0x 0,72** 9 døgn ~ ,7-1,6 11 døgn ,01-0,03 4,4 x 2,0 15 døgn ~96 1-0,01-0,03 5,0 x 2,5 *: > 0,1mm filmtykkelse, **: > 0,01 mm filmtykkelse Tabell 8.2 Spredning av IFO-180 i is Tidsangivelse Isdekningsgrad, (%) Vanninnhold (vol. %) Viskositet (mpas) Filmtykkelse (mm) Størrelse på flaket (km 2 ) 9 timer * ,2 x 0,08 1,5 døgn > ,4 x 0,3 3 døgn ,5 x 0,6 5 døgn * 0,2-0,3 1,3 x 0,6 7 døgn ,1-0,2 1.9 x1,0 ** 0,1x 0,4*** 9 døgn ~ ,2 2,0 x 1,2** 4,7 x 2,2** 11 døgn 96 ~54-0,06-0,08 5,0 x 3,2 15 døgn ~96 ~54-0,03-0,05 6,1x3,4 *Basert på OWM prediksjoner, **: > 0,1mm filmtykkelse, ***: > 0,01 mm filmtykkelse 93 av 122

95 8.7.1 Mulige tiltak mot dieselutslippet Deteksjon, drift, spredning og "tracking": Generelt vil visuell deteksjon av diesel mellom isflak kunne være vanskelig, da oljen er transparent. Modelleringen viser at pga. isen, vil flaket være spredd over et begrenset område. Bruk av IR-kamera / FLIR fra overvåkingsfly / helikoptre, vil kunne være et viktig operativt hjelpemiddel i å detektere flakets utspredelse, samt å kunne identifisere områder innen flaket som har større tykkelser (IR-hvitt). Også høyoppløselige IR-kamera montert på enkelte KV-fartøy vil på samme måte kunne være viktig verktøy for å kunne identifisere slike områder som bør prioriteres mht. tiltak. Etter ca. 10 dager viser spredningsberegninger gjennomsnittlig filmtykkelser på µm, som er helt på deteksjonsgrense for IRsvart. Likevel vil det tenkes at også i denne tidsperioden vil kunne være lokale områder hvor dieseloljen "stues" mot isflak, som resulterer i tykkelser som vil kunne detekteres som IR-hvitt. Dersom responsfartøy forlater forurensningsområdet under responsperioden eller etter endt aksjon, bør det slippes 2-3 AIS-bøyer i flaket for lettere å kunne følge den videre skjebne til eventuell gjenværende olje. Dispergering: Tabell 8.1viser at dieselutslippet i løpet av det første døgnet (ca. 60 % is) vil kunne ha en gjennomsnittlig filmtykkelse på noen millimeter. Dette vil i utgangspunktet kunne være en ideell tykkelse for dispergering fra båt med manøvrerbart påføringssystem / spray-arm som kan "styre" påføringen av dispergeringsmidlet. Pga. isens bølgedempende effekt, bør dispergeringen bli etterfulgt av kunstig turbulens, se beskrivelse av dispergeringsstrategi i Appendiks A. I perioden 3-7 døgn med ca % isdekningsgrad og med en gjennomsnittlig tykkelse av overflatefilmen på 0,1-1 mm, vil dispergering fortsatt kunne være mulig, men at det sannsynligvis er større variasjoner i filmtykkelse innenfor flakets utbredelse. Dette tilsier at det vil være viktig med aktivt bruk av IR / FLIR for å kunne identifisere og prioritere dispergering på de lokasjoner med høyest filmtykkelse (f.eks. IR-hvitt). Etter 8-10 døgn antas den gjennomsnittlige filmtykkelsen (10-30 µm) til å være for lav for dispergering, så lenge det ikke identifiseres lokale områder med IR-respons som vil kunne være tykk nok til å behandles med dispergeringsmiddel. Vi forutsetter at det ikke ligger noen begrensninger i selve dieseloljens dispergerbarhet så lenge oljen har tilstrekkelig tykkelse egnet for dispergering etterfulgt av kunstig turbulens. In-situ brenning (ISB): Som vist i Tabell A 1 (Appendiks A), så er diesel i utgangspunktet "lett antennbar". Imidlertid vil dieseloljen fordampe av de mest flyktige komponentene, og vil etter hvert kunne bli vanskelig å antenne. Eksempelvis viser OWM-prediksjoner at ved % is, vil % av oljen fordampe allerede etter 1 døgn ved 5-10 m/s vindstyrke, og % av oljen fordampes etter 5 dager. Vi kjenner i dag for dårlig til antennbarheten til diesel som funksjon av fordampning og dette bør derfor kartlegges bedre som en del av fremtidig forvitringsstudier av denne type olje. Potensialet med ISB antas derfor å være størst innen et begrenset tidspunkt etter utslippet. Filmtykkelsen tilsier at det vil være behov for kunstig oppkonsentrasjon før antennelse for å oppnå minimumstykkelser på 5 mm. Dette forutsetter enten bruk av brannsikre lenser, noe som antas vil være vanskelig å manøvrere i såpass høye isdekningsgrader, eller mer sannsynlig i dette scenarioet er at isen i seg selv vil kunne virke som en barriere, slik at oljen i enkelte lokasjoner vil kunne "stues opp" til tilstrekkelig tykkelser (> 5mm) som gjør at dieseloljen vil kunne antennes (f.eks. fra helikopter). Mekanisk oppsamling: Dette scenarioet vil generelt være vanskelig for tradisjonell mekanisk oppsamling med lenser (se Appendiks A). Lokale områder hvor dieseloljen har "stuet seg opp" mot isflakene, kan erfaringsvis være vanskelig å komme til med f.eks. mopskimmere / skiveskimmere som henger ut fra skutesiden, da båten lett vil kunne "ødelegge" denne barrieren, og oljen vil flyte ut til en tynn film som vil være for lav for oppsamling. Dette er erfaring fra feltforsøk i MIZ 1993 med testing av Foxtail i is. På slike områder med små mengder av 94 av 122

96 "oppstuet" olje, vil evt. en kontrollert bruk av sorbenter / pads som man lar drive inn i oljen og som samles opp etterpå, kunne være en mulig strategi. Bruk av børsteskimmere er ikke egnet for oppsamling av diesel. Avslutning: Ved terminering av en aksjon hvor det fortsatt vil være små mengder med dieselrester i isen, bør man vurdere om det vil være hensiktsmessig med en "sluttbehandling" med en nedbrytbar sorbent (bark- /moseprodukter). Dette for å redusere eventuell miljøskade på fugler og sjøpattedyr (inkludert isbjørn). Vi kjenner imidlertid for dårlig til om f.eks. isbjørn vil kunne tiltrekkes av slike områder med bark / mose. Som nevnt tidligere, bør det settes ut 2-3 AIS-bøyer for lettere å kunne følge den videre skjebne til evt. gjenværende olje Mulige tiltak mot IFO-180 utslippet Deteksjon, drift, spredning og "tracking" Sammenlignet med diesel, så vil visuell deteksjon av en tung bunkersolje som IFO-180 mellom isflak være lettere å se rent visuelt pga. bunkersoljens mørke egenfarge. Erfaring fra for eksempel Godafoss, viste at selv relativt tynne oljefilmer med tung bunkersolje var lett å observere fra fly. Simuleringen viser at utspredningen til IFO-180 vil være relativt lik dieselens utspredelse som vist i Figur 8.5. Det totale flaket (inkludert tynn film) vil være spredd over et noe større areal, mens utspredelsen av den tykke delen i flaket vil være noe mindre, samt en noe høyere gjennomsnittlig filmtykkelse. Dette skyldes bunkersoljens langt høyere viskositet, samt langt mindre andel av lette komponenter som vil fordampe sammenlignet med diesel. Bruk av IR-kamera / FLIR fra overvåkingsfly / helikoptre og på beredskapsbåter, vil nok likevel også her kunne være et supplement til visuell fjernovervåking til å detektere flakets utspredelse, samt å kunne identifisere områder innen flaket som har større tykkelser (IR-hvitt) som bør prioriteres med hensyn til eventuelle tiltak. Etter ca. 10 dager viser spredningsberegninger gjennomsnittlig filmtykkelser på µm som burde være detekterbart som IR-svart. Likevel vil det tenkes at også i denne tidsperioden kunne være lokale områder hvor bunkersoljen "stues mot" isflak som resulterer i oljetykkelser som vil kunne detekteres som IR-hvitt. Dispergering: Erfaring fra de begrensete testene på dispergerbarhet vi gjorde for KyV (Sørheim et al., 2014) med IFO-180 ved 0 o C var "redusert/dårlig" dispergerbarhet. Utgangsviskositeten til de tre IFO-180 oljene som ble testet (screening) ved denne temperaturen lå helt på den øvre grensa vi anser som øvre dispergerbarhet ( cp). Det ble derfor ikke kjørt noen spesifikke forvitringsstudier med testing av dispergeringsmiddel ved økende forvitring på disse oljene ved denne temperaturen. Prediksjonene med forvitring i is ble utført med basis i laboratoriestudier ved 5 o C, som vist i Figur 8.11 og Figur Figurene viser at viskositeten ligger helt på grensen til dispergerbarhet, men at det skjer en relativ liten viskositetsutvikling de første 0,5-1 døgnet pga. liten grad av emulgering og fordampning. Dersom dispergering likevel skulle blitt vurdert, så måtte det i så fall vært gjort innenfor det første døgnet, fra båt med manøvrerbart påføringssystem / sprayarm som kan "styre" påføringen av dispergeringsmidlet, etterfulgt av kunstig turbulens (se beskrivelse av dispergeringsstrategi i Appendiks A). In-situ brenning (ISB): Som vist i Tabell A 1 (Appendiks A), så er HFO-oljer i utgangspunktet "vanskelig antennbar". Dette pga. oljens lave innhold av flyktige komponenter. Vi kjenner i dag for dårlig til antennbarheten til IFO-180 oljer som funksjon av forvitring i is. Dette bør kartlegges bedre i fremtidig studier på ulike oljers antennbarhet ved forvitring under Arktiske forhold. Potensialet med ISB antas derfor å være størst innen et begrenset tidspunkt (mest sannsynlig innenfor det første døgnet) etter utslippet. Prediksjoner av gjennomsnittlig filmtykkelsen i denne tidsperioden tilsier at det kan være områder med stor nok tykkelser for antennelse uten bruk av brannsikre lenser, og at vil det være tenkelig at isen ved en slik isdekningsgrad, vil kunne virke som en 95 av 122

97 barriere, slik at oljen i enkelte lokasjoner vil kunne "stues opp" til tilstrekkelig tykkelser (> 5-10 mm) som gjør at bunkersoljen vil kunne antennes (f.eks. fra helikopter). Bruk av in-situ brenning i kombinasjon med brannsikre lenser vil mest sannsynlig være vanskelig å manøvrere i såpass høye isdekningsgrad som % is. Mekanisk oppsamling; Her sitter KyV med operativ erfaring med IFO-bunkersoljer i is fra Godafoss-hendelsen. Isforholdene i dette scenarioet vil nok imidlertid være forskjellig enn under Godafoss. Generelt vil det i et slikt scenario være vanskelig for tradisjonell mekanisk oppsamling med lenser og overløpsskimmere (se appendiks A). Erfaringer fra SINTEFs olje-is-jip og erfaringer fra Godafoss tilsier at børste-/belteskimmere vil være best egnet for oppsamling av bunkersolje i is. Lokale områder hvor bunkersoljen har "stuet seg" opp mot isflakene, kan erfaringsvis være vanskelig å komme til med skimmere som henger ut fra skutesiden, da båten lett vil kunne "ødelegge" denne barrieren, og oljen vil flyte ut til en tynnere film som vil være for lav for effektivt oppsamling. På slike områder vil det nok være en fordel med manøvrerbare skimmer med bruk av trustere (se Appendiks A). I motsetning til diesel, vil potensialet med bruk av sorbenter være mindre for tunge bunkersoljer. Erfaringer fra Full City-hendelsen viste bl.a. at "oppsugingsevnen" av tung bunkersolje i adsorberende lenser var lav. Ved lave temperaturer forventes dette å kunne bli enda dårligere. Avslutning: Ved terminering av en aksjon hvor det fortsatt vil være mengder med rester av bunkersolje i isen, bør man vurdere om det vil være hensiktsmessig med en behandling / tildekking med en nedbrytbar sorbent (bark- /moseprodukter). Dette for å redusere eventuelle miljøskade på fugler og sjøpattedyr (inkludert isbjørn). Vi kjenner imidlertid for dårlig til om f.eks. isbjørn vil kunne tiltrekkes av slike områder med bark / mose. Som nevnt tidligere, bør det settes ut 2-3 AIS-bøyer for lettere å kunne følge den videre skjebne til eventuelt gjenværende olje. 96 av 122

98 9 Scenario 6 Brann/eksplosjon i fiskefartøy, nord Spitsbergen I forbindelse med fiskeriaktivitet nord for Svalbard oppstår det en eksplosjon med påfølgende brann i et fiskefartøy. Hendelsen medfører kollisjon med et isflak og punkterer en av bunkerstankene som videre medfører lekkasje av Marin Diesel til sjø. Totalt 400 m 3 diesel slippes ut over 3 timer. Utslippsposisjon: N ', Ø ' og utslippet skjer på vinterstid 12.desember 2003, kl UTC. Utslippet av diesel når ikke land, men driver fritt i åpen sjø. 9.1 Værforhold Dette scenarioet har vindstyrker mellom 5-10 m/s over hele simuleringsperioden på 10 døgn. Det er nordavind gjennom hele simuleringsperioden med vindretning hovedsakelig mot sør og sørøst til dag 7. Vinden dreier deretter mer mot sør og sørvest de neste tre dagene. Bølgehøyden passerer 1 m etter 2 dager for så å synke til under 1 m etter 3 dager. Etter dag 6 øker bølgehøyden opp mot 2 m for deretter å avta for resten av perioden. Figur 9.1 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Simuleringen starter 12.desember 2003, kl. 06:00 (UTC). Figur med vindhastighet og vindfart (m/s) som viser til utslippsstart i starten av hver figur. 97 av 122

99 9.2 Oljedrift uten tiltak Oljen drifter i sørvestlig retning mot fastlandet på Svalbard, men flaket når ikke land. Etter ca. 5-6 dager er det ikke olje igjen på overflaten, se massebalanse uten tiltak i Figur Oppsamlet og behandlet mengde olje Figur 9.2 viser oppsamlet mengde olje (rød søyle), menge kjemisk behandlet (dispergert) olje (blå søyle) samt totalt mengde olje i tonn som er dispergert og mekanisk oppsamlet olje (grønn søyle) for de forskjellige tiltakspakkene og responstider. Tabell 9.1 viser de forskjellige tiltakspakkene som er simulert (TP = tiltakspakke og RT = responstid). TP1 har ett dispergeringssystem fra båt, TP2 har ett system for mekanisk oppsamling (havgående) og TP3 har totalt 2 systemer kombinert dispergering og mekanisk oppsamling. Analysen viser at tiltakspakkene TP1+RT1 og TP3+RT1 gir totalt mest behandlet olje som vist i Figur 9.2. For dette scenarioet har responstiden betydning for effektiv responstiltak, samt at bruk av dispergeringsmiddel alene viser god effektivitet sammenlignet med bruk av mekanisk oppsamling for samme responstider. Figur 9.2 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Oppsamlet mengde olje for alle Tiltakspakker (TP) og Responstider (RT). 98 av 122

100 Tabell 9.1 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Oppsamlet og dispergert olje (tonn) for hvert system (responslogg) Totalt oppsamlet og dispergert olje pr. system, tonn TP1 + RT1 TP1 + RT2 TP2 + RT1 TP2 + RT2 TP3 + RT1 TP3 + RT2 Hav A Dispergering A Sum Influert havområde (areal) Analysen viser at tiltakspakkene TP1+RT1 og TP3+RT1 gir størst gevinst med å fjerne olje på overflaten med filmtykkelser større enn 0,01 mm, som vist i Figur 9.3. I tillegg gir samtlige kombinasjoner av tiltakspakker og responstid reduksjon av overflateareal sammenlignet med uten tiltak. Figur 9.4 illustrerer berørt overflateareal vist som eksempel med uten tiltak og TP1+RT1, TP2+RT1 og TP3+RT1 for sammenligning. Figur 9.3 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Påvirket areal for filmtykkelser > 0,01 mm. 99 av 122

101 A B C D Figur 9.4 Scenario 6- Påvirket areal med filmtykkelse >0,01mm for A: Ingen tiltak, B: TP1+RT1, C TP2+RT1: D: TP3+RT1 100 av 122

102 9.5 Influert vannsøyle Vannløste komponenter (WAF) Figur 9.5 viser påvirket (sveipet) volum i kubikk-kilometer (km 3 ) som representerer summen av vannvolum som har konsentrasjoner av vannløste komponenter (WAF) > 50 ppb i løpet av simuleringsperioden på 10 døgn, gitt som stolpediagrammer. Figur 9.6 illustrerer eksempler av påvirket volum for vannløselige komponenter med konsentrasjoner større enn 50 ppb for ingen tiltak og for noen utvalgte tiltakspakker for sammenligning. Analysen viser at alle de 6 tiltakspakkene gir en reduksjon i berørt vannvolum med konsentrasjoner større enn 50 ppb, men det er størst gevinst med tiltakspakkene TP1 og TP3 som inkluderer bruk av dispergeringsmiddel, sammenlignet med TP2 for mekanisk oppsamling. Figur 9.5 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Påvirket volum (km 3 ) med WAF > 50 ppb. 101 av 122

103 A B C D Figur 9.6 Scenario 6- Påvirket volum for WAF> 50 ppb for A: Ingen tiltak, B: TP1+RT1, C TP2+RT1 og D: TP3+RT1 102 av 122

104 9.5.2 Total hydrokarboner i vannsøylen (THC) Figur 9.7 viser påvirket (sveipet) volum (km 3 ) som representerer summen av volum som har konsentrasjoner av totale hydrokarboner som løst og dispergert olje (THC) > ppb (1 ppm) i løpet av simuleringsperioden på 10 døgn. Figur 9.8 illustrerer eksempler på påvirket (sveipet) volum med THC større enn ppb for ingen tiltak og for utvalgte tiltakspakker. Tiltakspakke TP1 og TP3, begge med påføring av dispergeringsmiddel, gir størst bidrag til økt andel av totale hydrokarboner i vannsøylen sammenlignet med uten tiltak. Tiltakspakke TP2 (kun mekanisk oppsamling) gir lavest THC konsentrasjoner over ppb. Det er verdt å nevne at en lengre responstid for dispergering bidrar til å gi større berørt vannvolum enn kortere responstid. Figur 9.7 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Påvirket volum (km 3 ) med THC > ppb. 103 av 122

105 A B C D Figur 9.8 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Påvirket volum (km 3 ) av THC > ppb. A: Ingen tiltak, B:TP1+RT1, C: TP2+RT1 og D: TP3+ RT1 104 av 122

106 9.6 Massebalanser Figur 9.9 viser de viktigste elementene i massebalansen gitt som mengder i tonn etter endt simulering. Massebalanser fra alle de 7 simuleringene (ingen tiltak inkludert) er vist i Figur 9.10-Figur Figur 9.9 at viser at oppsamlet mengde olje i tonn for mekanisk oppsamling er størst for TP2, sammenlignet med TP3 (kombinert mekanisk og kjemisk dispergering), samt at kortest responstiden (RT1) gir den største gevinsten. Tiltakspakke TP1 med kortest responstid (RT1) bidrar mest til at oljen blir nedblandet i vannmassene (nedblandet + biodegradert ). For dette utslippet utgjør mengde olje (diesel) på overflaten en liten andel hvor fordampning til luft samt nedblanding + biodegradert i vannmassene utgjør den største andelen i massebalansene. Figur 9.9 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Massebalanse, sammenstilling av alle Tiltakspakker og Responstider for overflate, fordampet og oppsamlet og strandet mengde. 105 av 122

107 Figur 9.10 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Massebalanse, uten tiltak. Figur 9.11 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Massebalanse: Tiltakspakke 1 + Responstid av 122

108 Figur 9.12 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Massebalanse: Tiltakspakke 1 + Responstid 2. Figur 9.13 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Massebalanse: Tiltakspakke 2 + Responstid av 122

109 Figur 9.14 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Massebalanse: Tiltakspakke 2 + Responstid 2. Figur 9.15 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Massebalanse: Tiltakspakke 3 + Responstid av 122

110 Figur 9.16 Scenario 6- brann/eksplosjon nord for Svalbard: Massebalanse: Tiltakspakke 3 + Responstid av 122

111 10 Referanser French, D.P., Reed M., Jayko K., Feng S., Rines H., Pavignano S., Isaji T., Puckett S., Keller A., French F. W. III, Gifford D., McCue J., Brown G., MacDonald E., Quirk J., Natzke S., Bishop R., Welsh M., Phillips M. and Ingram B. S The CERCLA type A natural resource damage assessment model for coastal and marine environments (NRDAM/CME), technical documentation, Vol Contract C-11. Final Report. U.S. Department of the Interior, Office of Environmental Policy and Compliance, Washington, DC. Singsaas, I., Ramstad, S., Johansen, Ø. (2003): Utredning av konsekvenser av helårig petroleumsvirksomhet i området Lofoten Barentshavet. Temastudie 7 d: Oljevern. SINTEF Rapport STF66 F Singsaas, I., Johansen, Ø., Ramstad, S., Nordtug, T., Resby, J.L., Daling, P.S., 2008: Helhetlig forvaltningsplan for Norskehavet Sektor petroleum og energi. Oljevern, saksnr. 07/ SINTEF rapport SINTEF F5443. Singsaas, I., Sørheim, K.R., Daae, R.L., Johansen, Ø., SINTEF, Andersen, J.R., Brude, O.W., DNV, Bjørgeseter, A., Acona Wellpro, 2011: Helhetlig forvaltningsplan for Nordsjøen og Skagerak. Sektor petroleum. Tema: Oljevern. SINTEF rapport A Sørheim, K.R, Daling P.S, Pettersen, T-A og Johnsen, M. (2014): Dispergerbarhet av bunkersoljer. Prosjekt "Statlig dispergeringsberedskap" for Kystverket. SINTEF rapport A26179, ISBN: av 122

112 A Erfaringer fra forskningsprogrammet: "SINTEF Oil in Ice JIP A.1 Målsetting og introduksjon Hensikten med dette notatet er å gi en kort oppsummering av de erfaringer SINTEF gjorde gjennom forskningsprogrammet "SINTEF Oil in Ice -JIP" når det gjelder potensialet for ulike responstiltak i isfylte farvann. I tillegg til JIP'en sitter Kystverket selv med mye erfaring fra reelle hendelser (bl.a. Godafoss). I perioden , ledet SINTEF forskningsprogrammet: " Joint Industry Program on Oil Spill Technology for Arctic and Ice-covered Waters" (også kalt "SINTEF Oil in Ice JIP"). Forskningsprogrammet var et samarbeid med internasjonale forskningsorganisasjoner bl.a. SL Ross i Canada, Dave Dickins i USA. Hovedmålsettingen med prosjektet var å øke vår kunnskap, utvikle metoder og teknologi for responstiltak i isfylte farvann. FoU-programmet ble finansiert av ulike oljeselskaper (75 %) og Norges forskningsråd (25 %). I tillegg bidro både nasjonale og internasjonale myndighets organisasjoner ("Cooperating partners") med logistisk støtte i feltforsøkene. Bl.a. bidro Kystverket inn i prosjektet med overvåkingsfly og Kystvaktfartøy i de to feltforsøkene som ble gjennomført i den marginale issonen (MIZ) i Barentshavet i nærheten av Hopen våren 2008 og Vi vil i dette notatet gå inn på 4 av de 9 fagprosjektene dette forskningsprogrammet ble delt inn i. Dette gjelder: Forvitring og oppførsel til olje i is Brenning / antennbarhet av olje i brannsikre lenser og i is Effektivitet og påføring av dispergeringsmiddel i isfylte farvann Mekanisk oppsamling av olje i is. Felles tilnærming i disse prosjektene var at de tok utgangspunkt i "state-of-the-art" fra tidligere studier, deretter ble det gjennomført systematiske laboratoriestudier og bassengforsøk som til slutt ble verifisert og validert med feltstudier i både liten (Svea) og storskala i den marginale issonen (MIZ). I dette forskningsprogrammet ble det i hovedsak fokusert på å studere tiltak mht. utslipp og forvitring av ulike typer råoljer i is med ulik isdekningsgrad. I forbindelse med effektivitetstesting av skimmere, ble de imidlertid benyttet emulsjon av en bunkersolje (IF-30/ 50 % emulsjon, viskositet: cp ved 0 C). Alle rapporter fra SINTEF Oil in Ice JIP finnes på: A.2 Forvitring av olje i is Som Figur A 1 viser, så kan interaksjon og spredning av olje i is være veldig komplekst, og mye styrt av utslippssituasjonen og faktorer som: istype, isdekningsgrad, årstid (fryse - vs. smelteperiode) og ikke minst oljetype. I SINTEF-JIP'en ble det fokuserte på forvitring av ulike råoljer mellom isflak med ulike isdekningsgrad og energiforhold. De ulike råoljene representerte et relativt stort "spenn" i de fysikalskkjemiske egenskapene hvor både naftenske, parafinske, asfaltenske og voksrike råoljer var representert. 111 av 122

113 Figur A 1 Skjematisk bilde på forvitring av olje i interaksjon med is (NRC, 2014). Generell erfaring er at vil utspredelse av overflateoljen og selve forvitringsforløpet (fordampning og emulgering) vil kunne foregå vesentlig saktere i is enn i åpen sjø, noen som igjen vil ha stor betydning (både i positivt og negativt) for effektiviteten og "window-of-opportunity" for de ulike responsmetodene. Figur A 2 viser eksempel på den store forskjellen i forvitringsforløpet på en råolje (30 m 3 Oseberg Blend råolje) sluppet i høy isdekningsgrad (80-90 % is) sammenlignet med tilsvarende utslipp i åpen sjø (Haltenbanken, 1989). Erfaring fra både dette feltforsøket (MIZ, 1993) og feltforsøket i MIZ, 2009 viste at i høy isdekningsgrad vil isen forhindre oljens utspredning (overflate areal), noe som vil kunne resultere i områder med vesentlig høyere filmtykkelse (ofte flere millimeter / cm-tykkelse) enn i åpen sjø. Dette vil gi en lavere fordampning av oljen i is. I tillegg vil isen ha en bølgedempende effekt, noe som også vil kunne resultere i vesentlig lavere emulgeringsgrad. Totalt sett vil dette gi vesentlig lavere viskositetsutvikling (selv ved lave temperaturer) sammenlignet med åpen sjø (se eksempel i Figur A 2 og Figur A 3). I høy isdekningsgrad vil oljeflaket drive med isen. I feltforsøket i MIZ 2009, ble det gjort målinger som viste at oljeflaket (i % isdekning) drev over en distanse på over 80 km over 6 dager, mens selve oljeflakets totale utbredelse ble bare 0,2 x 2 km i løpet av disse 6 dagene. 112 av 122

114 Figur A 2 Eksempel på forvitringsforløpet av 30 m 3 Oseberg Råolje sluppet i høy is-dekningsgrad (MIZ- 93) vs. i åpen sjø (Haltenbanken 89). Figur A 3 Eksempel på vannopptakshastigheten (Troll råolje) i SINTEF forvitringsrenne ved ulike isdekningsgrad, sammenlignet med målinger i feltforsøk av samme oljen (7 m 3, forvitret i % is-dekning over 6 dager, MIZ, 2009, gul linje). 113 av 122

115 A.3 Brenning og antennbarhet av olje In-situ brenning (ISB), anses som et viktig beredskapstiltak i arktiske farvann. Potensialet med ISB under ulike is-forhold (både i laboratoriet og i felt) ble uttestet på en systematisk måte i SINTEF-JIP'en. Tabell A 1 viser en svært generell (og grov) oversikt over "brenneegenskaper" og antennbarhet til ulike oljer i uforvitret tilstand, Fingas (2014). Tabell A 1 Oversikt over brenneegenskaper og antennbarhet til ulike oljer (uforvitret tilstand). Oljens forvitringsegenskaper, spesielt grad av fordampning og emulgering, har stor betydning for om en olje lar seg antenne. For å få en mer forståelse for det operative "window of opportunity" for ISB i isfylte farvann, ble det bl.a. utviklet en "Brenne-celle" (Figur A 4A) som ble brukt til å kartlegge antennbarheten til de ulike råoljene ved økende forvitringsgrad (fordampning og emulgering) med ulik isdekningsgrad gjennom forsøk i SINTEFs forvitringsbasseng og i små-skala forvitringsforsøk i felt på Svalbard (Figur A 4B). Disse systematiske forsøkene dannet grunnlaget for å utvikle algoritmer i SINTEF Oil Weathering Model (OWM) for å predikere ulike oljers "tidsvindu" for antennbarhet ved utslipp og forvitring ved ulike isdekningsgrader og vindforhold. 114 av 122

116 Figur A 4 A (venstre): Uttesting av oljens antennbarhet ved økende forvitringsgrad vha en "Brennecelle" utviklet ved SINTEF. B (høyre): Verifisering av antennbarhet gjennom små-skala forvitringsforsøk i felt på Svalbard. En annen viktig forutsetning for om en olje lar seg antenne er en minimum oljetykkelse på ca. 4-5 millimeter. Dette tilsier at i åpen sjø og lav isdekningsgrad (< %) må det benyttes brannsikre lenser for å oppkonsentrere oljen til en tilstrekkelig tykkelse. I høy isdekningsgrad (> % isflak) vil også isen i seg selv kunne virke som en barriere, slik at oljen i lokasjoner vil kunne "stues opp" mot isflakene til tilstrekkelig tykkelse. Begge disse scenariene ble testet i felt. Tauing av ulike brannsikre lenser i % isdekningsgrad ble testet for å kartlegge "styrken" / robustheten til lensene. Deretter ble det gjennomført flere forsøk med olje (totalt 4 m 3 fersk råolje) som ble sluppet inn i lensene sammen med isen og antent (se Figur A 5A). Oljen brant mellom 0,5-2,5 timer i lensene (Figur A 5B) før den sluknet (Figur A 5C). Estimert effektivitet med basis i gjenværende residue var ca. 90 %. I ettertid ble denne teknikken anvendt på ca. 400 kontrollerte ISB antennelser under Macondo-hendelsen i Mexicogulfen, og man antar at ca m 3, tilsvarende 5 % av oljen, som ble sluppet ut ble brent in-situ under denne hendelsen. Under feltforsøket i MIZ i 2009, ble det også sluppet ut råolje (2m 3 ) direkte i høy isdekningsgrad (70-90 % is). Deretter ble oljen antent etter 6 timers forvitring (Figur A 6A ). Oljen brant i 26 minutter, med en estimert effektivitet på ca. 90 %, dette med basis i gjenværende residue (Figur A 6B). I et annet utslipp på 7m 3 råolje som ble forvitret i % is over 6 dager, ble det jevnlig tatt prøver av oljen for testing av antennbarhet. Denne oljen var antennbar inntil 5 dagers forvitring i isen. 115 av 122

117 Figur A 5 In-situ brenning i brannsikre lenser. A (øverst): Like etter antennelse, B (nederst til venstre): under brenning i periode med maks intensitet, C (nederst til høyre): Etter brenning, like før slukning. Figur A 6 A (venstre). In-situ brenning i is (70 90 % isdekningsgrad). B (høyre): Oppsamling og kvantifisering av gjenværende residue. 116 av 122

118 Effectiveness, MNS (%) Effectiveness, MNS (%) A.4 Dispergering av olje i is Oljers dispergerbarhet / effektivitet av dispergeringsmiddel: Kunnskapen omkring dispergering i is var liten i forkant av SINTEF JIP'en. En målsetting var derfor å få en bedre dokumentasjon på dispergeringsmidlenes effektivitet og ulike råoljers dispergerbarhet under relevante arktiske betingelser. Det ble derfor gjennomført en rekke forsøk i SINTEF-forvitrings-renne med ulike råoljer og ulike is-dekningsgrader. I hvert forsøk ble oljen forvitret opptil en uke. Det ble tatt daglige prøver og testet for dispergerbarhet (Dasic NS og Corexit 9500). Figurene 7 A og B nedenfor viser eksempel på de ulike oljenes dispergerbarhet over 1 ukes forvitring ved hhv. uten is (ved 0 C) og i 90 % is. Vi ser at det er stor forskjell i dispergerbarhet mellom de ulike oljene. Generelt ser vi at forvitringen går sakter i høy isdekning (lavere viskositet til oljen) sammenlignet med viskositetsutviklingen ved forvitring uten is. Dette resulterte i generelt høyere dispergerbarhet, og et lengre "tidsvindu" for dispergering i is enn i åpen sjø. Et unntak her var Norne-oljen som (pga. sitt høye voksinnhold / stivnepunkt) ikke lot seg dispergere ved lave temperaturer verken i is eller i åpen sjø ved lav temperatur % ice A) 0% Kobbe Norne Troll B Statfjord Norne Kobbe Grane Viscosity (CP) % ice B) Troll B Statfjord Norne Kobbe Grane 50% Viscosity (CP) Figur A 7 Effektivitet av dispergeringsmiddel ved bruk av MNS dispergeringstest med Corexit 9500 på "Clusters" av oljer med ulike viskositeter, over en forvitringsperiode på en uke i SINTEF forvitringsflume. A: Uten is på sjø (ved 0 o C) og B: I 90 % is. 117 av 122

119 Dispersant effectiveness (%) Forsøkene i SINTEF's forvitringsrenne ble avsluttet med en in-situ behandling av emulsjonen med dispergeringsmiddel etter en ukes forvitring. Figur 8 viser eksempel på hvordan dispergerbarheten (effektiviteten av dispergeringsmiddel) til Troll råolje øker ved økende is-dekningsgrad. I ved svært høy isdekning (90 % is) ble imidlertid energien dempet så mye av isen, at det vil kunne være behov for kunstig turbulens for å "fullføre" selve dispergeringsprosessen etter behandling av dispergeringsmiddel. Denne erfaringen ble det tatt hensyn til ved gjennomføringen av feltforsøkene i MIZ (se nedenfor) Additional mixing energy is needed! Figur A Ice coverage (%) Ice coverage (%) In-situ dispersibility Energy Evaporat Eksempel på effektivitet av in-situ påføring av dispergeringsmiddel etter en ukes forvitring av Troll råolje i SINTEF flume basin under forskjellig isdekningsgrad med ulik energiforhold. Utvikling og uttesting av manøvrerbar spray-arm for påføring av dispergeringsmiddel i is: En annen målsetting i dette prosjektet var å utvikle et fleksibelt (kontainerbasert) båtpåføringsystem designet for å optimalisere selve påføringen av dispergeringsmidlet i høy isdekningsgrad. I et samarbeidsprosjekt med Jason Engineering, ble det konstruert en hydraulisk styrt /manøvrerbar påføringsarm (12,5 m lang). Ut fra oljens spredning mellom isflakene, kan man på enden ha enten en enkelt-dyse, eller en spray-bom med flere dyser (se Figur A 9). Hele systemet fraktes i en 10-fots kontainer, som også inneholder en oppvarmet tank med dispergeringsmiddel. Før uttesting i felt, ble systemet grundig funksjonalitetstestet i SINTEF olje-islaboratorium, med bl.a. kontrollerte start og stop testing av systemet i minus 20 C. Under MIZ-forsøkene (2009), ble dispergerings-systemet uttestet på olje i is. Det ble gjennomfør 3 utslipp (70-90 % isdekning) som ble forvitret i hhv. 1 time, 6 timer og 6 dager før dispergering med spray-armen. Systemet fungerte godt i å kunne "styre" påføringen av dispergeringsmidlet spesifikt på oljen/emulsjonen mellom isflakene, samt minimalisere sløsing av dispergering på selve isen. Pga. den lave energien /turbulens i såpass høy tetthet med is, ble det tilført ekstra turbulens til den behandlede oljen ca min etter selve påføringen av dispergeringsmiddel, enten fra påføringsbåtens trustere, eller vha. vann-jet fra en kraftig MOB-båt (se Figur A 10Figur A 9). Begge disse energikildene var svært effektive til å "fullføre" selve dispergeringen av oljen til svært små oljedråper ( mikrometer). Det største flaket (7 m 3 Troll råolje) ble 118 av 122

120 forvitret i 6 dager i isen før flaket ble behandlet med dispergeringsmiddel ihht. denne påføringsstrategien, og det ble estimert at 90 % av flaket ble dispergert. Figur A 9 Manøvrerbar spray-arm utviklet for påføring av dispergeringsmiddel på olje i is Figur A 10 Strategi for dispergering i is. 1) Påføring av dispergeringsmiddel på olje med manøvrerbar spray-arm. 2) Tilførsel av kunstig turbulens fra båtens truster, eller 3) fra vann-jet med MOB-båts. 119 av 122

121 Konklusjonen etter dette forskningsprogrammet var at det operasjonelle potensialet for dispergering i is med denne strategien kunne utvides til vesentlig høyere isdekningsgrad en tidligere antatt (se Figur A 11). Application platform Ice coverage Application platform Open water <10 % Ice 25% coverage 50% 75% 100% Fixed wing aircraft Open water <10 % 25% 50% 75% 100% Fixed wing aircraft Helicopter Helicopter Vessel w spray Vessel arm w spray system arm system New technology New technology maneuverable maneuverable arms / arms artificial / artificial turbulence turbulence AFTER THE JIP: THE OPERATIONAL WINDOW HAS BEEN EXPANDED Figur A 11 Antatt anvendelsesområde for påføring av dispergeringsmiddel i is for ulike påføringsplattformer som funksjon av isdekningsgrad. A.5 Mekanisk oppsamling av olje i is I SINTEF Olje-is-JIP, var det også en målsetting å videreutvikle teknologien for mekanisk oppsamling i isfylte farvann. Generelt anses bruksområdet for lenser til en isdekningsgrad på % is avhengig av flakstørrelse. Videre hadde tidligere studier vist at børsteskimmere / børstetrommelskimmere hadde det største potensialet til å kombinere prosessering av olje i is, samt oppsamling av olje i is. Figur A 12 viser potensiale for ulike prinsipper med å prosessere is fra olje på sjøen som funksjon av dimensjon på isflak. I dette prosjektet ble det fokusert på å teste ut på en systematisk måte, ulike skimmers evne til oppsamling av olje i % is (isflak < 1,5m + is-sarr). I samarbeid med skimmerprodusenter ble totalt fem ulike skimmere uttestet i SINTEF olje-is-bassenget (se eksempel i Figur A 13). Dette inkluderte bl.a. Lamor LRB 150 som inntil da var ansett som "state-of-the art" for oppsamling i is. Desmi-Polar Bear og Framo ice-skimmer ble begge utviklet gjennom dette forskningsprogrammet (JIP). Disse bassengtestene viste en generell avtagende oppsamlingseffektiviteten for alle de tre skimmerene ved økende isdekningsgrad som vist i Figur A 13D. I disse bassengtestene ble det brukt en emulgert bunkersolje (IF-30 / 50 % vanninnhold) med en viskositet på cp ved 0 C. Disse 3 skimmerne ble også validert i felt (MIZ, 2009). Feltforsøkene ble gjennomført i marginale issone i (< % isdekningsgrad). Isflaket ble samlet i lense før oljen ble sluppet ut i lensa. Isdekningsgraden i selve lensa ble derfor noe høyere. Figur A 14 viser forsøkene med både Lamor og Desmi-skimmerene. Ingen av disse skimmerene har trustere, slik at de ble operert vha. en kran ut fra skutesida. Framo-skimmeren er derimot utstyrt med truster slik at den kan styres lengre ut fra skutesiden (se Figur A 15 ). 120 av 122

122 ce dimensions in metres Recovery On oard lifting s merging eflect in ater Circ mnavigate Figur A 12 Skjematisk bilde på potensiale for ulike prinsipper med å prosessere is fra olje på sjøen som funksjon av dimensjon på isflak. A B C D Figur A 13 Uttesting av oppsamlingskapasitet i is til ulike skimmere i SINTEFs olje-is-basseng. A: Lamor LRB 150. B: Desmi-Polar Bear og C: Framo ice-skimmer. D: Oppnådd oppsamlingsrate som funksjon av isdekningsgrad. Slush 121 av 122

123 Figur A 14 Uttesting av skimmere i felt. A: Lamor LRB 150. B: Desmi-Polar Bear. Figur A 15 Uttesting av Framo ice-skimmer i is. T.v: viser skisse av skimmeren med trustere. Erfaringene fra disse testene i felt viste at både isdekningsgrad, men også type is (størrelsen til isflakene), vil kunne ha en stor betydning for oppsamlingspotensialet. I områder med høy isdekning av store isflak, kan det likevel ha "lommer" og råk mellom isflakene, hvor mekanisk oppsamling vil kunne være mulig med tilsvarende oppsamlingseffektivitet som i åpent vann. Rapportene fra disse forsøkene peker på at alle disse tre skimmerne har et potensiale for oppsamling i isfylte farvann, men at de har ulike svakheter, og klare forbedringspotensialer, bl.a. når det gjelder "vinterisering", type børster etc. Framo-skimmeren er fortsatt på utviklingsstadiet, men viste med sin triangulære form og i kombinasjon med trustere gode egenskaper å bevege seg i is, og det forventes at denne skimmeren har et klart potensiale i oppsamling av olje både i sørpeis og i mindre isflak opp til 70 % isdekningsgrad. I ettertid av SINTEFs Olje-is-JIP, har Kystverket selv fått erfaring med mekanisk oppsamling av bunkersolje i is / is-sarr gjennom Godafoss-hendelsen. Selv om denne hendelsen representerte andre isforhold enn feltforsøkene i MIZ, så ble det også her vist til gode erfaringer med børsteskimmere, bl.a. Lamor brush belt skimmer på de Svenske KBV-fartøyene. 122 av 122

Vise mer