Abstract
With stricter legislations and an increasing customer demand, sustainability seems to be getting more and more important for dry bulk terminals. Although many references discuss sustainable development, the knowledge about sustainable development in dry bulk terminals is missing. Therefore, the aim of this research is to enable sustainable development of core processes in dry bulk terminals by providing insight into sustainable development, translating this knowledge into the decision making process and exploring possible improvements.
Sustainable development
The most common used definition of sustainable development is formulated as follows: ‘sustainable
development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs’ (WCED, 1987). Based on this definition, sustainability is
often accounted by the means of three perspectives – the Triple Bottom Line (TBL) – of economic, environmental and social aspects.
The core process of a dry bulk terminal is to transfer dry bulk cargo from one transport modality to another. Within the terminal area this is carried out by the following functions: unloading/loading, transporting, stacking/reclaiming and storing.
To implement the aspects of sustainability into the core processes, a terminal operator has to go through an innovation process; from exploring the environment for sustainability needs together with developing sustainability goals to developing and organizing sustainability in the processes. To measure the sustainable performance, sustainability criteria and indicators are needed and have to be developed by the terminal management. Examples of criteria and indicators can be found in appendix B and a vast amount of available literature.
To get an insight in the current sustainable performance of dry bulk terminals an assessment has been made of three terminals and equipment alternatives. Because carbon dioxide emissions are the predominant contributors to climate change it has been chosen to solely focus on carbon dioxide emission as an indicator for sustainable performance.
Carbon emission within terminals and for equipment alternatives
A comparison between structural and operational emission showed that the dominant emission within dry bulk terminals is operational emission. The focus for the assessments was therefore on operational emission.
The assessment of operational emission showed that the lowest emission estimate was related to EMO that predominantly uses electrical equipment. The highest emission was for Rietlanden that used both mobile belt conveyors and wheel loaders. Expected was that OVET would have the highest emission because of the sole use of wheel loaders. This was not the case as the combination of equipment used at Rietlanden still needed much extra support from wheel loaders, hence resulting in a less efficient option.
Regarding equipment alternatives, a belt conveyor system with stackers and reclaimers has less emission per handled ton than wheel loaders. Furthermore, bucket and grab type unloaders have the
viii MSc. Thesis Pieter van der Hammen Development of Sustainable Dry Bulk Terminals lowest emission estimates in comparison to other types of unloaders. This is mainly due to their lower energy consumption and only minimal extra emission from additional clean-up of the ship holds. For other equipment, like ship loaders and stacker/reclaimers, the emission estimate is mainly influenced by the energy consumption related to the feeding height the material has to be transported to, and the size of the machine.
The economic value created per emitted ton of CO2 is higher at larger terminals, as these terminals use their CO2 emission more efficiently and can create economic value through the up scaling of processed quantities. In comparison to other businesses the economic value created per emitted ton of CO2 is high because of high profit margins and not because of the CO2 performance.
Emission of dust and spillage
Most dry bulk commodities are prone to dust pollution and spillage. Measures taken to prevent dust and spillage consume energy and therefore have an impact on the emission of a terminal. Based on an assessment of a transfer point of 2000 tph the results show that the implication of dust is minimal (<8%) in comparison to the operational emission. For dust mitigation on stockyards this implication lies between 1-19% of the total emission at the terminal. Due to the relatively limited amount of spillage (<0.5%) created at the terminals, the relative amount of emission due to spillage is negligible. Net Present Sustainable Value analysis
The basis for selecting the most sustainable alternative among others is a sustainable decision making process, based on the Triple Bottom Line. Currently, the decision making process in terminals is largely dominated by financial motives, which conflicts with the idea of sustainability. To overcome this domination and to enable sustainable decision making within dry bulk terminals the Net Present Sustainable Value (NPSV) method is selected.
Based on the concepts of opportunity costs and discounted rates, the NPSV examines whether the present value of the anticipated future returns from using environmental and social resources is in line with the targets defined by a company’s sustainability strategy. A positive NPSV together with a positive Rate of Sustainable Return (RSR) will result in an improved sustainable performance. The alternative with the highest RSR will have the highest contribution to sustainable development. The net present sustainable value (NPSV) analysis is used to assess three terminal functions: unloading, transporting and storing. These functions are chosen because they represent the largest part of the emission within the terminal. The results of the analysis showed as expected a preferred outcome of resource efficient solutions that create the most economic value. Furthermore, the NPSV resulted in more sustainable alternatives in comparison to a more common accounting method as carbon cost accounting.
Conclusions
In conclusion sustainable development can be enabled within dry bulk terminals by securing sustainability criteria into the decision making process. This can be done by using the innovation process to initiate and evaluate these criteria. By using the criteria with a net present sustainable value analysis for investment appraisals, the preferred outcomes will support a higher degree of sustainability, thus creating sustainable development.
Samenvatting
Met strengere wetgeving en een toenemende vraag van klanten lijkt duurzaamheid meer en meer van belang te worden voor droge bulk terminals. Hoewel er voldoende kennis is over duurzame ontwikkeling, ontbreekt hierover de kennis specifiek voor droge bulk terminals. Daarom is het doel van dit onderzoek het in staat stellen van duurzame ontwikkeling binnen droge bulk terminals. Dit zal gedaan worden door inzicht te geven in duurzame ontwikkeling, het vertalen van de kennis over duurzame ontwikkeling naar het besluitvormingsproces en het verkennen van mogelijke verbeteringen ten aanzien van duurzame ontwikkeling.
Duurzame ontwikkeling
Op dit moment is de meest gebruikte definitie van duurzame ontwikkeling als volgt geformuleerd: ”duurzame ontwikkeling is ontwikkeling die aansluit op de behoeften van het heden zonder toekomstige generaties te beperken in hun vermogen om in hun eigen behoeften te voorzien” (WCED, 1987). Op basis van deze definitie wordt duurzaamheid vaak benaderd vanuit economisch, ecologisch en sociaal perspectief, ook wel de ‘Triple Bottom Line’ (TBL) genoemd.
Het kernproces van een droge bulk terminal is om droge bulkgoederen van de ene vervoersmodaliteit naar de andere te transporteren. Binnen de terminal wordt dit uitgevoerd door de volgende functies: laden, lossen, transporteren, inslaan, terugwinnen en opslaan.
Om de aspecten van duurzaamheid te implementeren in de kernprocessen zal een terminal door een innovatieproces moeten gaan. Dit gaat van het verkennen van de omgeving naar de behoeften ten aanzien van duurzaamheid en het ontwikkelen van duurzaamheidsdoelstellingen tot en met het ontwikkelen en organiseren van duurzaamheid binnen de processen. Om de duurzame prestaties te meten zijn duurzaamheidscriteria en indicatoren nodig die ontwikkeld moeten worden door het management van de terminal. Voorbeelden van deze criteria en indicatoren kunnen worden gevonden in appendix B en ruim beschikbare literatuur.
Om inzicht te krijgen in de huidige duurzame prestaties van droge bulk terminals is er een evaluatie gemaakt van drie terminals en een aantal machine alternatieven. Een keuze is gemaakt om het onderzoek uitsluitend te richten op de uitstoot van koolstofdioxide als indicator voor duurzame prestaties. Dit is gedaan omdat de uitstoot van koolstofdioxide de grootste bijdrage levert aan de klimaatverandering.
CO2 binnen terminals en machine alternatieven
Als eerste is er een vergelijking gemaakt tussen structurele en operationele emissie, waaruit bleek dat de dominante emissie binnen droge bulk terminals een gevolg is van de operationele activiteiten. De focus voor de evaluatie van de terminals is daarom gelegd op operationele emissie.
Uit de evaluatie van de operationele emissie bleek dat de laagste emissie werd geproduceerd door EMO, dat voornamelijk gebruik maakt van elektrische apparatuur. De hoogste emissie werd geproduceerd door Rietlanden, dat een combinatie van mobiele transportbanden en wielladers gebruikt. De verwachting was dat OVET de hoogste emissie zou hebben aangezien er louter gebruikt gemaakt wordt van wielladers. Het resultaat was anders, omdat de gebruikte combinatie bij
x MSc. Thesis Pieter van der Hammen Development of Sustainable Dry Bulk Terminals Rietlanden veel extra ondersteuning nodig heeft van wielladers, wat resulteerde in meer CO2 uitstoot.
Ten aanzien van de verschillende machine alternatieven heeft een systeem van transportbanden in combinatie met stackers en reclaimers minder uitstoot per behandelde ton dan wielladers. Verder hebben ‘bucket type’ en ‘grab type’ loskranen de laagste emissie in vergelijking met overige loskranen. Dit is voornamelijk toe te schrijven aan hun lagere energieverbruik en de slechts minimale extra uitstoot als gevolg van het leegmaken van het scheepsruim. Voor andere apparatuur, zoals scheepsladers en stacker/reclaimers, wordt de emissie vooral beïnvloed door het energieverbruik als gevolg van het vervoeren van het materiaal naar de desgewenste aanvoer hoogte en de grootte van de machine.
De economische waarde gecreëerd per uitgestoten ton CO2 is hoger bij grotere terminals. Dit komt doordat deze terminals een betere efficiëntie hebben ten aanzien van hun CO2-uitstoot en meer economische waarde kunnen creëren door het opschalen van de doorgezette hoeveelheden. In vergelijking met andere bedrijven presteren droge bulk terminals goed vanwege de hoge winstmarges die ze maken en niet vanwege hun prestaties op basis van hun CO2-uitstoot.
CO2 emissie van stof en mors
De meeste droge bulkgoederen zijn gevoelig voor vervuiling door stof en mors. Maatregelen om stof en mors te voorkomen verbruiken energie en zijn daardoor van invloed op de CO2-uitstoot van een terminal. Uit de resultaten, gebaseerd op de evaluatie van een ‘transfer point’ met een doorzet van 2000 TPH, blijkt dat de implicatie van stof minimaal (<8%) is in vergelijking met de operationele emissie. Voor stof mitigatie op open opslagvelden ligt deze implicatie tussen 1-19% van de totaal geproduceerde emissie op een terminal. Vanwege de relatief beperkte hoeveelheid mors die wordt gecreëerd op de terminal (<0.5%) is de relatieve hoeveelheid CO2-uitstoot verwaarloosbaar.
Net Present Sustainable Value analyse
De basis voor duurzame ontwikkeling is het selecteren van het meest duurzame alternatief uit beschikbare alternatieven doormiddel van een duurzaam besluitvormingsproces gebaseerd op de ‘Triple Bottom Line’. Momenteel wordt het besluitvormingsproces in terminals grotendeels gedomineerd door financiële motieven. Dit is in strijd is met het idee van duurzaamheid. Om dit te voorkomen en te zorgen voor een duurzame besluitvorming binnen droge bulk terminals is er een keuze is gemaakt voor de ‘Net Present Sustainable Value’ (NPSV) methode.
Gebaseerd op de concepten van alternatieve kosten en gedisconteerde waarden gaat de NPSV na of de contante waarde van de verwachte toekomstige opbrengsten van het gebruik van milieu en sociale middelen in lijn is met de door de terminal bepaalde duurzaamheidsstrategie en doelen. Een positieve NPSV samen met een positieve ‘Rate of Sustainable Return’ (RSR) zal resulteren in een verbeterde duurzame prestatie. Het alternatief met de hoogste RSR zal de hoogste bijdrage leveren aan duurzame ontwikkeling.
De NPSV analyse is gebruikt om de drie functies binnen een terminal te beoordelen: lossen, transport en opslag. Deze functies zijn gekozen omdat ze het grootste gedeelte van de CO2-uitstoot binnen een terminal representeren. De resultaten van de analyse gaven zoals verwacht een voorkeur voor
Samenvatting xi
verbruiksvriendelijke oplossingen welke de meeste economische waarde creëren. Bovendien gaf de NPSV methode een duurzamer alternatief als uitkomst in vergelijking met een meer gebruikelijke evaluatie methode als CO2-kostenberekening.
Conclusie
Concluderend kan duurzame ontwikkeling voor droge bulk terminals worden gefaciliteerd door het implementeren van duurzaamheidscriteria in het besluitvormingsproces. Dit kan worden gedaan met behulp van een innovatieproces om duurzaamheidscriteria te initiëren en te evalueren. Door het gebruik van de criteria in combinatie met een ‘Net Present Sustainable Value’ analyse zullen de uitkomsten een hogere mate van duurzaamheid ondersteunen, waardoor er duurzame ontwikkeling wordt gecreëerd.
