Zintegrowane systemy Kongsberg Maritime zostały zaprojektowane, aby pomóc właścicielom statków przygotować się na paliwa i wymagania jutra
Rozwiązania dla statków kontenerowych Kongsberg Maritime zostały opracowane w celu osiągnięcia dwóch głównych celów: zapewnienia wydajności i korzyści w zakresie zrównoważonego rozwoju na dzisiejszym rynku oraz przygotowania branży na przyszły rozwój.
Strategie mające na celu osiągnięcie pierwszego celu, choć wymagające, zyskują dzięki oparciem się na znanym zestawie parametrów, takich jak dostępne technologie i infrastruktura paliwowa. Na ich podstawie firma Kongsberg Maritime (KM) była w stanie zaproponować systemy, które mogą przynieść natychmiastowe korzyści właścicielom statków. Kluczowym elementem tych propozycji jest powszechne przyjęcie silników dwupaliwowych i LNG: chociaż jest to paliwo kopalne, ekologiczne referencje LNG dają rozstrzygające wyniki w porównaniu z MGO. Emisja CO 2 zostaje zmniejszona o 24%, emisje NO X o 87%, a SO X o imponujące 99%. Pył zawieszony jest znikomy, a analiza KM pokazuje, że korzyści nie dotyczą tylko środowiska – operatorzy mogą oczekiwać oszczędności OPEX nawet do 20%.
Inną kluczową strategią jest zastosowanie technologii przystawki odbioru mocy (WOM). Silniki napędowe często pracują znacznie poniżej maksymalnego obciążenia, więc instalując WOM, tę wolną moc można przekształcić w użyteczną dodatkową moc przy niewielkich dodatkowych kosztach. Podejście to ma kilka zalet, spowodowanych zmniejszeniem liczby wymaganych pomocniczych zespołów prądotwórczych. Te agregaty prądotwórcze są zwykle czterosuwowe, które emitują więcej szkodliwych gazów cieplarnianych (GHG) poprzez ulatnianie się metanu niż dwusuwowe silniki napędowe; praca mniejszej liczby silników w konsekwencji zmniejsza zużycie paliwa, emisje, zużycie silnika i koszty obsługi; a pomocnicze zespoły prądotwórcze, które nadal są w użyciu, mogą pracować ciężej, bliższe ich szczytowej wydajności przy około 85% obciążeniu.
Ale w jaki sposób te technologie mogą chronić właścicieli statków przed przyszłym rozwojem, zapewniając, że modyfikacje w celu uwzględnienia nowych paliw i spełnienia nowych przepisów mogą być dokonywane po kosztach zgodnych z ciągłymi potrzebami biznesowymi i rentownością?
POTENCJALNE ŹRÓDŁA PALIWA
Nie ma wątpliwości, że jednym z najważniejszych pytań, jakie zadają sobie właściciele statków przy określaniu nowej budowy lub remontu, jest to, jak poradzą sobie z wprowadzeniem nowych paliw – tak zwaną „przemianą paliwową”. Kilka alternatyw czeka na skrzydłach – HVO (uwodorniony olej roślinny), syntetyczny metan, metanol, skroplony wodór (LH 2 ), amoniak (NH 3 ) i ciekły biogaz (LBG), żeby wymienić tylko kilka – a problem polega na tym, że nie – wiadomo, które zostaną przyjęte.
Przy braku jednoznacznych odpowiedzi logicznym rozwiązaniem jest wyposażenie statków w silniki i systemy, które pozwolą na wykorzystanie jak największej ilości tych paliw, bez lub z minimalnymi modyfikacjami. Takie jest podejście KM, dostarczane za pośrednictwem zintegrowanego systemu zasilania gazem LNG (FGSS). System ten obejmuje zbiornik magazynowy LNG, system przetwarzania LNG, stację bunkrową oraz system sterowania i bezpieczeństwa i jest kluczowym elementem rozwiązania KM LNG i propagowania LNG jako paliwa.
Globalna infrastruktura LNG szybko się rozwija, co sprawia, że jest to praktyczny wybór paliwa na dziś – szczególnie dla statków wyposażonych w silniki dwupaliwowe, które w razie potrzeby mogą korzystać z MGO – ale LNG ma dodatkową zaletę, ponieważ jest chemicznie blisko kilku proponowanych nowych paliw. „Instalacja systemu LNG daje wybór”, wyjaśnia Oskar Levander, starszy wiceprezes ds. koncepcji i innowacji w Kongsberg Maritime. „Syntetyczny metan i LBG to paliwa metanowe, podobnie jak LNG. Oznacza to, że statek napędzany LNG jest gotowy na co najmniej dwa nowe paliwa niskoemisyjne lub neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla bez żadnych modyfikacji. W międzyczasie silnik dwupaliwowy, który może spalać MGO, może również przejść na odnawialne HVO z niewielką lub żadną modernizacją”.
Amoniak jest również tylko o krok. „Jeśli zaprojektujemy system LNG we właściwy sposób, przejście na pracę z amoniakiem jest stosunkowo proste” – kontynuuje Levander. „NH 3 jest bardzo korozyjny, więc zbiorniki i elementy do transportu paliwa muszą sobie z tym poradzić. Ponadto jest mniej wydajny pod względem przestrzeni, wymaga większej objętości zbiornika przy tej samej mocy wyjściowej, co w przypadku LNG, więc statki muszą być zaprojektowane w sposób umożliwiający łatwe dodawanie większej liczby zbiorników. Nasz statek do transportu kontenerów jest dobrym przykładem tego, jak można to osiągnąć – otwarta górna konstrukcja umożliwia dodawanie zbiorników pod kontenerami bez uszczerbku dla pojemności ładunkowej”. Systemy oparte na NH 3 będą również wymagać oczyszczania spalin pod kątem poślizgu NO X i podtlenku azotu.
KM prowadzi również badania nad wykorzystaniem wodoru, zarówno w fazie ciekłej, jak i gazowej. Nieuchronnie jego łatwopalność i wybuchowość sprawiają, że bezpieczeństwo ma kluczowe znaczenie, dlatego przed dopuszczeniem do użytku wymagane są intensywne prace. Przed zaproponował przeprowadzenie testów na prototypowym promie RoPax na Orkadach w Wielkiej Brytanii. Firma uważa, że najczęstszym zastosowaniem LH 2 będą statki obsługiwane lokalnie pokonujące krótsze trasy, ze względu na koszty magazynowania H 2 i wymaganą ilość miejsca. Z tych samych powodów LR 2 jest prawdopodobnie mniej atrakcyjną opcją dla dużych kontenerowców.
IDĄC ELEKTRYCZNE
Ponieważ samochody elektryczne i hybrydowe typu plug-in stają się coraz powszechniejsze, należy zadać sobie pytanie, czy tę samą technologię można zastosować na statkach. Odpowiedź oczywiście brzmi tak – w projektach takich jak autonomiczne transportery towarowe budowane obecnie dla norweskiej sieci sklepów spożywczych ASKO wykorzystuje się w pełni elektryczny napęd z akumulatorów, a KM oferuje system ładowania odpowiedni do zastosowań hybrydowych typu plug-in dzięki SAVe Charge rozwiązanie.
Wyzwania są dwojakie. Pierwszym z nich jest infrastruktura – bardzo niewiele portów oferuje połączenia energetyczne o takiej pojemności, jaka byłaby potrzebna do ładowania akumulatorów układu napędowego. Drugi jest dalej idący. Czy można zagwarantować, że korzystanie z energii z lądu będzie bardziej zrównoważone niż wytwarzanie energii elektrycznej z paliwa na pokładzie?
W przypadku projektów takich jak statki ASKO odpowiedzi na te pytania są łatwe. Statki będą kursować tam i z powrotem przez fiord Oslo, między stałymi obiektami, które w ramach projektu zostaną wyposażone w niezbędną infrastrukturę do ładowania. Energia będzie pochodzić z norweskiej sieci krajowej, która obecnie 98% energii pozyskuje ze źródeł odnawialnych: głównie z energii wodnej.
Statki odbywające dłuższe rejsy między wieloma portami mają więcej problemów do rozwiązania. Pełne działanie baterii w przejściach oceanicznych jest obecnie niewykonalne ze względu na rozmiar i ilość magazynowanej energii, ale istnieje możliwość wykorzystania zmagazynowanej energii w pobliżu lądu. „Jednym z głównych czynników napędzających hybrydowe kontenerowce była krucjata w celu zmniejszenia emisji cząstek stałych z portu morskiego i poprawy jakości powietrza w miastach”, wyjaśnia Levander. „Baterie są opcją, ale ich ładowanie wymaga dużej ilości energii, a lokalne sieci elektroenergetyczne nie są w stanie tego obsłużyć. Jedną z sugestii jest powolne ładowanie akumulatora w porcie, a następnie ładowanie statków z tego akumulatora podczas dokowania. Jest to jednak drogie rozwiązanie”.
Ale nawet jeśli infrastruktura ładowania ulegnie poprawie, należy zapewnić pochodzenie mocy – coś, co KM nazywa podejściem „do przebudzenia”. Jedynym odpowiedzialnym i pewnym sposobem zapewnienia, aby operacje były jak najbardziej zrównoważone, jest przyjęcie tego holistycznego spojrzenia, ponieważ jeśli globalne wysiłki na rzecz czystej energii zawodzą, sensowne jest dalsze korzystanie z pokładowego wytwarzania energii. „Jeśli mówimy o ulepszeniach mających na celu złagodzenie zmian klimatycznych, wiele zależy od tego, jak brudna jest energia elektryczna na lądzie”, kontynuuje Levander. „Z punktu widzenia emisji CO 2 , jeśli pobieramy opłaty z brzegu, musimy zapewnić, że połączenie z brzegiem statku ma czystą energię, a takie szczegóły są nieodłączną częścią naszych zintegrowanych rozwiązań, aby zaszczepić oszczędną i ekologiczną wydajność operacyjną. ”
ELASTYCZNOŚĆ NA PRZYSZŁOŚĆ
Przy tak niepewnej przyszłości warto zachować maksymalną elastyczność i właśnie to osiągają systemy kontenerowe KM. Możliwe, że nie szukamy pojedynczego zamiennika obecnych paliw, ale więcej niż jedno, i być może odgrywa w tym rolę zmagazynowana energia elektryczna.
Jeśli na pokładzie ma być używanych wiele źródeł energii, trzeba nimi zarządzać, a hybrydowe technologie napędowe KM można zintegrować z systemem Energy Management 2.0, który zbiera dane z czujników ze źródeł, w tym z układów napędowych i automatyki, silników i maszyny pokładowe. System przetwarza te dane w czasie rzeczywistym, a uzyskane w ten sposób informacje o zużyciu paliwa i efektywności energetycznej statku wzmacniają świadome podejmowanie decyzji niezbędnych do dalszego ograniczenia zużycia paliwa. Dane te są automatycznie rejestrowane, dzięki czemu wskaźniki wydajności można porównywać z wartościami historycznymi. Zapewnia to załogom dodatkową dywidendę, ponieważ stanowi cyfrowy zapis, który można zweryfikować i wyodrębnić, aby udowodnić zgodność statku z przepisami.
Elastyczność, integracja i cyfryzacja są niezbędne do zapewnienia przyszłościowych rozwiązań dla kontenerowców. Umożliwiając łatwe przyjęcie szeregu potencjalnych nowych paliw, bezproblemową integrację rozwiązań hybrydowych oraz pełną kontrolę i monitorowanie wszystkich systemów pokładowych, właściciele statków mogą być pewni, że są dziś najlepiej przygotowani do przyszłego przemysłu kontenerowego.
źródło http://www.kongsberg.com / fot. Shutterstock
