Prezentacja programu PowerPoint · FOTOWOLTAICZNE WIATROWY ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII PAROWY +...
Transcript of Prezentacja programu PowerPoint · FOTOWOLTAICZNE WIATROWY ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII PAROWY +...
ALTERNATYWNE PALIWA
ŻEGLUGOWE
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
w Szczecinie
Wydział Techniki Morskiej i Transportu
Konferencja
Globalne wyzwania dotyczące redukcji emisji GHG dla żeglugi
międzynarodowej i przemysłu stoczniowego
Gdańsk, 9 stycznia 2020
Wojciech Zeńczak
2
Plan wystąpienia
1. Wprowadzenie
2. Definicja paliw alternatywnych i ich klasyfikacja
3. Proekologiczne projektowanie siłowni okrętowych
4. Przegląd wybranych paliw alternatywnych
5. Analiza porównawcza paliw alternatywnych
6. Podsumowanie
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
3
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Wprowadzenie
Przesłanki do poszukiwania i stosowania paliw alternatywnych
• Wyczerpujące się zasoby paliw kopalnych
• Wprowadzenie stref kontroli emisji spalin (SECA, NECA)
• Ograniczenie dopuszczalnej zawartości siarki w paliwie
globalnie (0,5% od stycznia 2020)
• Wysokie koszty paliw niskosiarkowych lub alternatywnie
instalacji scruberów
• Wymagana poprawa efektywności energetycznej statku
(sukcesywne obniżanie EEDI, określenie SEEMP, EEOI)
• Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych (redukcja o 50%
do 2050 r. w porównaniu do roku 2008 wg strategii IMO)
4www.cleanairatsea.com
Dopuszczalna
zawartość siarki w
paliwie w portach UE
i na wodach
europejskich
0,5%
0,1%
Wojciech Zeńczak
Alternatywne paliwa żeglugowe
Foto: autor
0,1%
5
Wojciech Zeńczak
Alternatywne paliwa żeglugowe
Emisja a jakość powietrza i zmiany klimatyczne
Kategoria I Kategoria II
Emisja lokalna Emisja gazów cieplarnianych
➢ Głównie NOx, SOx oraz PM ➢ Głównie CO2 i CH4
Inspirowane przez
S. Bleuanus, Wärtsilä Marine Business
➢ Wpływ na zdrowie i środowisko ➢ Wpływ na globalne ocieplenie
➢ Skutek w krótkim czasie ➢ Skutek po dłuższym czasie
➢ Efekt lokalny ➢ Efekt globalny
Jak przeciwdziałać?
6
➢ Instalacja scrubera
ok. 4 mln USD / statek
Alternatywne paliwa żeglugowe
➢ LS MGO
ok. 2 mln USD rocznie / statek
Wojciech Zeńczak
www.alfalaval.com
➢ Paliwa alternatywne
www.dnvgl.com
7
Wojciech Zeńczak
Alternatywne paliwa żeglugowe
Definicja paliw alternatywnych i ich klasyfikacja
Definicja ogólna:
Paliwa alternatywne (niekonwencjonalne) to wszelkie materiały i
substancje, które mogą być stosowane jako paliwa lecz inne niż
konwencjonalne paliwa kopalne (węgiel, ropa, gaz ziemny) i
materiały promieniotwórcze (uran , tor)
W żegludze:
Paliwa alternatywne to inne niż ciekłe paliwa ropopochodne.
Za takie uważa się powszechnie LNG, LPG, metanol,
biopaliwa ciekłe i gazowe, amoniak, wodór, E- paliwa
(technologia PtF), pelet zwykły i toryfikowany (biowęgiel)
8
Paliwa możliwe do stosowania w okrętowym systemie energetycznym z
podziałem na konwencjonalne i niekonwencjonalne
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Paliwo
Niekonwencjonalne Konwencjonalne
Węgiel Stałe
Olej gazowy
Olej napędowy
Olej
pozostałościowy
Benzyna
Metan
LPG
Ciekłe
Gazowe
Stałe
Ciekłe
Gazowe
Izotopy
Biomasa
Orimulsion
Alkohol
Olej roślinny
Wodór
Półstałe
Amoniak
Biogaz
9
Paliwa możliwe do stosowania w okrętowym systemie energetycznym z
podziałem na konwencjonalne i niekonwencjonalne
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Paliwo
Niekonwencjonalne Konwencjonalne
Węgiel Stałe
Olej gazowy
Olej napędowy
Olej
pozostałościowy
Benzyna
Metan
LPG
Ciekłe
Gazowe
Stałe
Ciekłe
Gazowe
Izotopy
Biomasa
Orimulsion
Alkohol
Olej roślinny
Wodór
Półstałe
Amoniak
Biogaz
PALIWO SILNIK PRZEKŁADNIA
WĘGIEL
MGO,
MDO, HFO
METAN
BIOPALIWA
.
SPALINOWY
ELEKTRYCZNY
+
OGNIWO
PALIWOWE
HYDRAULICZNA
MECHANICZNA
ELEKTRYCZNA
B
A
R
D
Z
I
E
J
P
R
Z
Y
J
A
Z
N
Y
D
L
A
Ś
R
O
D
O
W
I
S
K
A
PAROWY+
KOCIOŁ
KONWENCJONALNY
ELEKTRYCZNY
+
OGNIWO
FOTOWOLTAICZNE
WIATROWY
ODNAWIALNE
ŹRÓDŁA
ENERGII
PAROWY +
KOCIOŁ FLUIDALNY
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak10
Proekologiczne projektowanie siłowni okrętowych
WODÓR+
E-fuels
Wpływ wyboru źródła
energii i rozwiązania
układu napędowego
na obciążenie
środowiska
naturalnego
11
Wpływ wyboru źródła
energii i rozwiązania
układu napędowego
na obciążenie
środowiska
naturalnego
PALIWO SILNIK PRZEKŁADNIA
WĘGIEL
MGO,
MDO, HFO
METANSPALINOWY
ELEKTRYCZNY
+
OGNIWO
PALIWOWE
HYDRAULICZNA
MECHANICZNA
ELEKTRYCZNA
B
A
R
D
Z
I
E
J
P
R
Z
Y
J
A
Z
N
Y
D
L
A
Ś
R
O
D
O
W
I
S
K
A
PAROWY+
KOCIOŁ
KONWENCJONALNY
ELEKTRYCZNY
+
OGNIWO
FOTOWOLTAICZNE
WIATROWY
ODNAWIALNE
ŹRÓDŁA
ENERGII
PAROWY +
KOCIOŁ FLUIDALNY
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
WODÓR+
E-fuels
BIOPALIWA
.
Proekologiczne projektowanie siłowni okrętowych
12
Przewidywane zmiany w projektowaniu
okrętowych systemów energetycznych
Doskonalenie klasycznych
rozwiązań opartych na
paliwach ciekłych
ropopochodnych pod
kątem zmniejszenia zużycia
paliwa i ograniczenia
zanieczyszczeń środowiska
Dążenie do stosowania
nowoczesnych technologii
energetycznych np. układów
hybrydowych na bazie ogniw
paliwowych, wodoru (e-fuels),
akumulatorów i silników cieplnych
lub samych ogniw paliwowych
W miarę możliwości
wykorzystywanie
odnawialnych źródeł
energii
Traktowanie LPG i LNG jako paliw przejściowych
Wojciech Zeńczak
Alternatywne paliwa żeglugowe
13
Przegląd wybranych paliw alternatywnych
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
LNG
Zalety
➢ Wysoka wartość opałowa tj. 50 MJ/kg
➢ Ze wszystkich węglowodorów LNG (CH4) posiada największy
stosunek atomów wodoru do atomów węgla (4:1)
➢ Emisja CO2 ok. 25 % mniejsza niż podczas spalania MDO
➢ Znaczne doświadczenia praktyczne w stosowaniu LNG jako
paliwa okrętowego
Wady
➢ Niska temperatura magazynowania (< -160oC)
➢ Mała gęstość (450 kg/m3)
➢ Wymagana dawka pilotowa MDO do zapłonu gazu
Fot.. M. Adamkiewicz
14
Emisja
6S70ME-C (HFO) 6S70ME-GI (LNG)
Składnik Wartość Składnik Wartość
CO2, g/kWh 577 CO2, g/kWh 446
O2, g/kWh 1359 O2, g/kWh 1340
CO, g/kWh 0,64 CO, g/kWh 0,79
NOx, g/kWh 11,58 NOx, g/kWh 10,12
HC, g/kWh 0,19 HC, g/kWh 0,39
SOx, g/kWh 10,96 SOx, g/kWh 0,88
PM mg/m3 0,54 PM mg/m3 0,34
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Porównanie wielkości emisji przez silniki zasilane HFO i LNG
Źródło: ME-GI Dual Fuel MAN B&W Engines, MAN Diesel, Copenhagen
15
Emisja
6S70ME-C (HFO) 6S70ME-GI (LNG)
Składnik Wartość Składnik Wartość
CO2, g/kWh 577 CO2, g/kWh 446
O2, g/kWh 1359 O2, g/kWh 1340
CO, g/kWh 0,64 CO, g/kWh 0,79
NOx, g/kWh 11,58 NOx, g/kWh 10,12
HC, g/kWh 0,19 HC, g/kWh 0,39
SOx, g/kWh 10,96 SOx, g/kWh 0,88
PM mg/m3 0,54 PM mg/m3 0,34
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Porównanie wielkości emisji przez silniki zasilane HFO i LNG
Źródło: ME-GI Dual Fuel MAN B&W Engines, MAN Diesel, Copenhagen
16
2000 r. – początek eksploatacji pierwszego w świecie
promu (Glutra) zasilanego LNG
Źródło: Szynkaruk 9/2013
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
17
2013 r. wejście do eksploatacji na linię Turku – Marienhamm –
Sztokholm pierwszego dużego promu zasilanego LNG*
*) Liczba pasażerów -2800 osób,
Załoga -200 osób,
Zużycie paliwa – 50 Mg LNG/24 godziny,
Zbiorniki zapasowe paliwa 2x200m3 ( ok. 3 dni)
Żródło: Szynkaruk 9/2013
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
18
Metanol
Zalety
➢ Brak emisji SOx
➢ Bardzo niska emisja NOx (na poziomie Tier III)
➢ Neutralna wobec środowiska emisja CO2 w przypadku stosowania
biometanolu
➢ Łatwość rozpuszczania się metanolu w wodzie i szybka biodegradacja
Wady
➢ Niska wartość opałowa tj. 20 MJ/kg
➢ Objętość zbiorników zapasowych paliwa musi być dwukrotnie większa
niż dla paliw klasycznych przy założeniu tego samego zasięgu statku
➢ Niska temperatura zapłonu 11oC !
➢ Konieczność życia niewielkiej dawki oleju napędowego inicjującego
zapłon
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
19
Właściwość Metanol LNG MGO HFO
Zawartość węgla, (wt .%) 37,49 75 87 85
Gęstość w temp. 15oC , kg/m3 794,6 431÷464* 833÷881 950÷1010
Wartość opałowa, MJ/kg 20 49 42,5÷43 39,2÷41,5
Min. temp. zapłonu, oC 11** -136** 60 60
Temp. samozapłonu, oC 464 580 320÷360 280÷350
Liczba cetanowa 5 0 >40 >40
Mieszanina wybuchowa w
powietrzu, vol% in air
6,72÷36,5 4,2÷16 1÷5
Rozpuszczalność w wodzie całkowita Nie Nie
Zawartość siarki , % 0 <0,06 <0,5 lub <0,1 <3,5
Emisja NOx Spełnia
wymagania
Spełnia
wymagania
Wymagany
katalizator
Wymagany
katalizator
Emisja cząstek stałych Bardzo niska Bardzo niska Mniejsza niż HFO Wysoka
Opcja redukcji GHG Może być
zastąpiony
biometanol
Może być
zastąpiony
biogaz
Może być
zastąpiony przez
biodiesel
Nie
*) w temp. wrzenia
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Porównanie właściwości metanolu z innymi paliwami ciekłymi
**) 1 Stycznia 2017 wszedł w życie IGF CODE (International Code of Safety for Ships Using Gases or other Low-flashpoint Fuels
20
Prom „Stena Germanica“ pierwszy duży statek na świecie zasilany
metanolem przebudowany w Stoczni Remontowa w roku 2015
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Źródło: https://www.gospodarkamorska.pl/
21
Zalety
➢ Nietoksyczny i zerowa emisja związków toksycznych
➢ Bardzo wysoka wartość opałowa (120 MJ/kg)
➢ Dostępny w nieograniczonych ilościach przy zastosowaniu
elektrolizy wody do jego produkcji
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wodór
Wady
➢ Bardzo mała gęstość (LH2 -71 kg/m3)
➢ Objętość zbiorników zapasowych paliwa 5 x większa
(LH2) lub 10 x większa (CH2 - 70 MPa) niż dla HFO
przy założeniu tego samego zasięgu statku
➢ Kłopotliwe magazynowanie wodoru
➢ Szeroki zakres palności (4-75% V/V), a wybuchowości
15-95% V/V w powietrzu
22
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Ogniwo
paliwowe
Technologia
konwencjonalna
Energia chemiczna paliwa
Energia elektryczna
Ciepło
Energia
mechaniczna
Schemat wytwarzania energii elektrycznej w sposób
konwencjonalny i z wykorzystaniem ogniwa paliwowego
https://marine.man-es.comPublished by Siemens AG
Paliwo do ogniw paliwowych
➢ czysty wodór
➢ związki bogate w wodór
(gaz ziemny, metanol, etanol, amoniak oraz destylaty
ropy naftowej lub zgazyfikowany węgiel)
Wodór otrzymuje się z tych związków w konwerterze
w procesie tzw. reformingu czyli rozkładu termicznego
(np. z metanolu wodór pozyskiwany jest w reakcji z
parą wodną w temperaturze 180 -330 oC w obecności
katalizatora)
CH3OH+ H2O =CO2 +3H2
23
Alternatywne paliwa żeglugowe
Możliwe sposoby magazynowania wodoru na statku:
➢ w postaci wodorków metali np. FeTi lub FeTi+MgNi;
(w wyniku podgrzewania wodorku np. ciepłem
odpadowym z ogniwa uwalnia się wodór;
FeTi – 40 ÷ 70 oC
FeTi+MgNi – 80 ÷ 300 oC
1 m3 proszku może wchłonąć 66,5 kg H2
➢ skroplony w zbiornikach super zaizolowanych
(-253oC)
➢ sprężony w zbiornikach ciśnieniowych
(35 MPa do 70 MPa);
Fot: autor
24
Alternatywne paliwa żeglugowe
82,3 82,3
481
204
90
0
100
200
300
400
500
1 2 3 4 5
1221 1163 1238
612
376
1000
150
300
450
600
750
900
1050
1200
1 2 3 4 5 6
*CGH2 LH2 CH3OH LPG MDO
Ma
sa
[ M
g]
* CGH2 LH2 MeH2 CH3OH LPG MDOObję
tość [
m3]
Masa i objętość zapasu
różnych rodzajów paliw dla
statku typu rzeka-morze o
zasięgu 4000 Mm
12 TEU
Alternatywne paliwa żeglugowe
*) przyjęto zbiorniki firmy Dynatek na ciśnienie 75MPa,
Źródło: WOJCIECH ZEŃCZAK, KONCEPCJA ROZWIĄZANIA SYSTEMU ENERGETYCZNEGO STATKU TYPU
RZEKA- MORZE Z OGNIWEM PALIWOWYM , Konferencja Okrętownictwo i Oceanotechnika 2006
Okręt podwodny klasy 214 (Howaldswerke, Kiel)
Zbiorniki z ciekłym
tlenem
Zbiorniki
z wodorkami
Stos ogniw w kontenerze
wypełnionym
inert gazem (N2)
2x 120 kW FC
W znurzeniu: 6 w
(7dni) / 4 w (14 dni)
26
Alternatywne paliwa żeglugowe
Published by Siemens AG
27
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wymiary główne:
• długość 20,00 m
• szerokość 8,20 m
• zanurzenie 1,25 m
• wyporność 149 t
• moc 2x210 kW
Autonomiczność/ zasięg
• na akumulatorach 6H 8h/ 65 km
• hybrydowym Aku +FC 16h /100 km
ELEKTRA- pierwszy w pchacz rzeczny
z zeroemisyjnym napędem
hybrydowym do użytku komercyjnego
na trasę Berlin -Hamburg ( w budowie)
28
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
E- paliwa (technologia PtF).
Wytwarzanie
e. elektrycznej
Produkcja
wodoru
Dostarczenie CO2, synteza,
kondycjonowanie
Żeglugowe
E-paliwa
H2, (LH2)
CH4, (LMG)
Metanol
Olej
napędowy
Amoniak i
jego
pochodne
H2O
H2
https://marine.man-es.com Fot: autorhttps:rolls-royce.com/
29
Zalety
➢ Może być stosowany w silnikach spalinowych
➢ Jako nośnik wodoru do ogniw paliwowych (stopień
konwersji amoniaku do wodoru wynosi 98-99%)
➢ Łatwy w magazynowaniu
➢ Wysoka liczba oktanowa 110 – 130
Alternatywne paliwa żeglugowe
Amoniak
Wady
➢ Toksyczny i wywołuje korozję
➢ Intensywny i nieprzyjemny zapach
➢ Wolne rozprzestrzenianie się płomienia (silniki musiałby
mieć b. wysoki stopień sprężania od 40:1 do 100:1, lub
konieczne współspalanie z benzyną)
Wojciech Zeńczak
30
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Pelet toryfikowany (lub zwykły)
Toryfikacja (torrefaction) jest najbardziej efektywnym
procesem uszlachetniania biomasy.
Polega ona na ogrzewaniu biomasy zwykle w temperaturze
od 200 do 300 oC w atmosferze gazów obojętnych w wyniku
czego powstaje materiał o właściwościach bardzo
zbliżonych do węgla (karbonizat).
Typowa toryfikacja daje ok 30% zagęszczenie energii
Z toryfikowanej biomasy mogą być też wytwarzane tzw.
pelety drugiej generacji.
www.power-eng.com
31
Zalety
➢ Praktycznie zerowa emisja SOx (< 0.08% S)
➢ Emisja NOx jest bardzo niska tj. na poziomie Tier III
➢ Neutralna wobec środowiska emisja CO2
➢ Posiada właściwości hydrofobowe
Wady
➢ Niska wartość opałowa w porównaniu
do HFO lub LNG (duża
objętość zapasu paliwa)
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczakwww.edie.net
32
Forma biomasy
lub paliwo
Wartość opałowa
[MJ/kg]
Gęstość
[kg/m3]
Słoma szara 15,2 90 -165
Drewno bez kory 18,5 380 - 640
Brykiet drzewny 17,5 470 1)
Pelet drzewny zwykły 19,5 630- 750 1)
Pelet toryfikowany 23-26 750-850 1)
Węgiel kamienny 16 - 29 800 - 10001)
Olej napędowy (DMA) 40 890 (bei 15 oC)
Olej opałowy (RMK 700) 39,4 1010 (bei 15 oC)
Metanol 20 794 (bei 15 oC)
LNG 49 431-464 2)
Wartość opałowa i gęstość różnych form biomasy oraz paliw
1) Gęstość nasypowa 2) w temp. wrzenia
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
33
Forma biomasy
lub paliwo
Wartość opałowa
[MJ/kg]
Gęstość
[kg/m3]
Słoma szara 15,2 90 -165
Drewno bez kory 18,5 380 - 640
Brykiet drzewny 17,5 470 1)
Pelet drzewny zwykły 19,5 630- 750 1)
Pelet toryfikowany 23-26 750-850 1)
Węgiel kamienny 16 - 29 800 - 10001)
Olej napędowy (DMA) 40 890 (bei 15 oC)
Olej opałowy (RMK 700) 39,4 1010 (bei 15 oC)
Metanol 20 794 (bei 15 oC)
LNG 49 431-464 2)
Wartość opałowa i gęstość różnych form biomasy oraz paliw
1) Gęstość nasypowa 2) w temp. wrzenia
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
34
Forma biomasy
lub paliwo
Wartość opałowa
[MJ/kg]
Gęstość
[kg/m3]
Słoma szara 15,2 90 -165
Drewno bez kory 18,5 380 - 640
Brykiet drzewny 17,5 470 1)
Pelet drzewny zwykły 19,5 630- 750 1)
Pelet toryfikowany 23-26 750-850 1)
Węgiel kamienny 16 - 29 800 - 10001)
Olej napędowy (DMA) 40 890 (bei 15 oC)
Olej opałowy (RMK 700) 39,4 1010 (bei 15 oC)
Metanol 20 794 (bei 15 oC)
LNG 49 431-464 2)
Wartość opałowa i gęstość różnych form biomasy oraz paliw
1) Gęstość nasypowa 2) w temp. wrzenia
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Parametr Wartość Jednostka
Masa zapasu toryfikowanego Peletu (60 godzin ) 597 Mg
Objętość zapasu toryfikowanego Peletu
(dla gęstości 850 kg/m3 i dla 26 MJ/kg)
702 m3
Masa zapasu peletu zwykłego (60 godzin ) 796 Mg
Objętość zapasu peletu zwykłego (dla gęstości 750 kg/m3 ) 1061 m3
Masa zapasu MDO do kotła (60 g. zamiast peletu) 388 Mg
Objętość zapasu MDO 435 m3
Masa zapasu LNG (zamiast peletu) 316 Mg
Objętość zapasu LNG 682 m3
Obliczenia objętości zapasu różnych
paliw dla promu typu
ro- pax na linię Świnoujście- Ystad *
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
35
www.portalmorski.pl
*) Całkowita moc siłowni 17 000 kW
Parametr Rodzaj paliwa
Pelet
zwykły
Pelet
toryfikowany
ULSFO LNG
Cena jednostkowa, $/Mg 196 1) 703) 682 2) 265
Zapas na 60 h, Mg 796 597 300 244
Koszty paliwa, $ 156 016 41 790 204 705 64 872
1) Kurs wymiany 3,82 PLN =1 USD
2) Cena przeliczona z USD/ metric ton na USD/Mg dla gęstości 850 kg /m3
3) Przyjęto cenę jak dla węgla energetycznego
Koszty paliwa dla siłowni turboparowej i motorowej
Siłownia turboparowa
Siłownia motorowa
Na podstawie: A. Adamkiewicz, D. Łuszczyński, W. Zeńczak BIOKOHLEPELLETS ALS BETRIEBSSTOFF FÜR DIE IN
DER SCHWEFELEMISSIONSKONTROLLZONE BETRIEBENE SCHIFFE, 25 Energie Symposium, Stralsund 2018
Alternatywne paliwa żeglugowe
36
Wojciech Zeńczak
37
Schemat systemu transportu pneumatycznego peletu toryfikowanego na statku
1 - zbiorniki zapasowe, 2 - czujnik poziomu, 3 - rurociąg zasilający, 4 - sprężarki
powietrza, 5 - dozownik, 6 - rurociąg transportowy do kotła, 7 - zbiornik dzienny,
8 - zbiornik popiołu, 9 - kocioł z złożem fluidalnym
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
38
Stanowisko badawcze
1. Podstawa
2. Platforma
3. Dmuchawa
4. Siłownik śrubowy
5. Silnik elektryczny
6. Zasilanie
7. Rurociąg transportowy
8. Zbiorniki
9. Cyklon
10. Komputer
11. Manometer różnicowy
12. Termoanemometer
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
39
Spadek ciśnienia w rurociągu transportowym dla różnych
okresów symulowanych kołysań bocznych statku
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Źródło: A. Adamkiewicz, D. Łuszczyński, W. Zeńczak BIOKOHLEPELLETS ALS BETRIEBSSTOFF FÜR DIE IN DER
SCHWEFELEMISSIONSKONTROLLZONE BETRIEBENE SCHIFFE, 25 Energie Symposium, Stralsund 2018
40
Wojciech Zeńczak
Alternatywne paliwa żeglugowe
Źródło: inspirowane https://www.dnvgl.com/maritime/publications
Analiza porównawcza paliw alternatywnych
41
Źródło: na podstawie www.dnvgl.com
HFO
MGO
LNG (katarski stosowany w Europie)
LNG (katarski sosowany w Katarze)
LPG
Metanol (produkowany z CH4)
Biometanol
Biodiesel *
Biogaz (o zaw. 97%metanu, ciekły)
LH2 (produkowany z CH4)
LH2 (produkowany z wody, elektroliza)
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Wielkość emisji CO2 z alternatywnych paliw żeglugowych z uwzględnieniem
emisji podczas ich produkcji
*) emisja zależy od metody produkcji
Zbiornik -pędnik
Źródło - zbiornik
42
Alternatywne paliwa żeglugowe
Porównanie cen najbardziej popularnych paliw
alternatywnych w odniesieniu do ropy Brent
Wojciech Zeńczak
43
Alternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
Żródło: https://www.dnvgl.com
Zimna cen LNG, metanolu i ciekłych paliwa ropopochodnych
w okresie 06.2014- 11.2019
44
PodsumowanieAlternatywne paliwa żeglugowe
Wojciech Zeńczak
➢ Istnieje duże zainteresowanie w budowie statków zasilanych
paliwami alternatywnymi szczególnie przeznaczonych do
eksploatacji w strefach ECA
➢ Najpopularniejszymi paliwami alternatywnymi w żegludze
są LNG i metanol
➢ Należy się spodziewać ekspansji statków z napędem
hybrydowym elektrycznym bateryjnym w połączeniu z
ogniwami paliwowymi (zwiastun -pchacz Elektra)
➢ Dobrą alternatywą dla paliw klasycznych ale także LNG i
metanolu może być toryfikowany pelet
➢ Brakiem emisji CO2 charakteryzuje się wodór otrzymywany
na drodze elektrolizy wody z użyciem odnawialnych źródeł
energii, w drugiej kolejności są biopaliwa
➢ Aktualnie najniższe ceny w przeliczeniu na jednostkę
energii mają paliwa gazowe (LNG, LPG)
Dziękuję za uwagę
e-mail: [email protected]
Wydział techniki Morskiej i Transportu
www.portalmorski.pl
Fot: autor
46
Z uwagi na zalety metanolu oraz LNG, w aspekcie
wprowadzenia stref SECA, dopuszczono zgodnie z SOLAS
Ch.II-2 Reg. 17 stosowanie paliw o niskiej temperaturze
zapłonu na statkach handlowych pod warunkiem
wykorzystania podczas projektowania sprawdzonej metody
oceny ryzyka („risk-based design and approval”).
1 Stycznia 2017 wszedł w życie IGF CODE (International
Code of Safety for Ships Using Gases or other Low-
flashpoint Fuels).
Wojciech Zeńczak
Alternatywne paliwa żeglugowe
Rurociąg transportowy
Zasobnia paliwa
stałego
Zasobnia popiołu
Zasobnie paliwa
dzienne
Zasobnie popiołu
Źródło:
Crawley M., Pneumatic Transfer of Coal on Board, raport
Macweber Engineering, U.S.A
Zasobnia
paliwa stałego
Przykład instalacji transportu paliwa stałego na statku
Alternatywne paliwa żeglugowe
48
Biogaserzeugung 26. ENERGIE SYMPOSIUM
Das Biogas enthält:
• bis zu 60% Methan (CH4),
• bis zu 9% verschiedenen Gase wie Wasserstoff (H2),
Sauerstoff (O2), Stickstoff (N2) und Schwefelwasserstoff
(H2S),
• Kohlendioxid (CO2) (der Rest).
Das Produkt der Methangärung ist neben Biogas ein Biomüll,
der als organischer Dünger verwendet werden kann.
Von 1 kg organischer Substanz kann ca. 0,4 m3 Biogas mit
einem Heizwert von 16,8 bis 23 MJ / m3 gewonnen werden.
49
Biogaserzeugung 26. ENERGIE SYMPOSIUM
Verwertung an Bord
Speisereste
Bordküche/Restaurants
Sonstige organische
Reststoffe
Schiffsbiogas-
anlage
Biogas
Speicherung &
Nutzbarmachung
Prozess-
optimierung
Gärreste
Klärschlamm(aus der
Abwasserreinigung)
Schema einer anaeroben Behandlung organischer
Reststoffe an Bord von Kreuzfahrtschiffen
www.clean-biogas.de