Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Norsk Marinteknisk Forskningsinstitutt Fremtidens kystskip Energieffektive maskinerisystemer 11.06.2013 Dag Stenersen Godsfergen.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Norsk Marinteknisk Forskningsinstitutt Fremtidens kystskip Energieffektive maskinerisystemer 11.06.2013 Dag Stenersen Godsfergen."— Utskrift av presentasjonen:

1 Norsk Marinteknisk Forskningsinstitutt Fremtidens kystskip Energieffektive maskinerisystemer Dag Stenersen Godsfergen

2 Fremtidens kystskip Fleksibilitet vs effektiv lasthåndtering Effektive havneoperasjoner Miljøvennlig −Drivstoff −Maskineri Operasjonsprofil −Skrog og maskineri Rammebetingelser og krav

3 Operasjonsprofil Rutemønster - Krav til fremføringstid og antall anløp, tid i havn Krav til hjelpemaskineri −behov for egen lasthåndtering −Kjøle/frysecontainer/kjølerom Fart −Design hastighet −Krav til variasjon i hastighet, ref. driftsprofil (lavlastoperasjon)

4 Miljøvennlig - Nye tiltak for redusert energiforbruk, maskinerisystemer Vurdering av alternative maskinerikonfigurasjoner. Tradisjonell løsninger evalueres opp mot alternative tekniske løsninger. −Mekanisk og elektrisk fremdriftssystemer −Hybride løsninger −Batteriteknologi −Anvendelse av fornybar energi (vind og sol) −Miljøeffekter knyttet til drivstoffkvalitet Maskineri hjelpesystemer for økt energieffektivitet og lavere utslipp −Systemer for utnyttelse av spillvarme −Damp / ORC, kombinasjoner −Optimalisere komponenter i hjelpesystem −Frekvensstyring, optimal design og operasjon −Renseteknologi −Energioptimalt

5 Krav til maskinerisystemene i fremtidens kystskip Miljøvennlig −Drivstoff −Maskinerikonfigurasjon −IMO tier III −Energieffektiv Operasjonsprofil −Skrog og maskineri Rammebetingelser og krav −Myndigheter −IMO −Bruker, vareeier, befrakter

6 Krav til maskinerisystemener i fremtidens kystskip – Valg av Drivstoff Tradisjonelt −MGO −HFO Alternativ −LNG −Metanol −Etanol, H2,.. Fornybar −Sol −Vind −Bio −Bølge Tekniske utfordringer −Krever SCR fra 2016 −SCR + scrubber (2016, 2015) Tekniske utfordringer −Lagring, bunkring, OK i Norge −Lav virkningsgrad, på demonstrasjonsstadium −Lite aktuelt på skip Kommentar −Sol, lite egnet i Norge −Kan gi noe effekt, fortsatt utviklingsbehov −Tillegg, mix med annet −Ny teknologi, et stykke frem

7 Krav til maskinerisystemener i fremtidens kystskip – Maskinerikonfigurasjon Energiproduksjon og transmisjon −Mekanisk −Elektrisk −Hybrid Energiomvandler −ICE −FC −Turbin −Batteri Operasjonelle krav – Energieffektivitet/Kostnader-Miljø

8 Ship machinery energy flow

9 Energy Usage in an Example Vessel ( dwt, 15 knots and head sea

10 Miljøvennlig - Nye tiltak for redusert energiforbruk innen temaet maskinerisystemer Vurdering av alternative maskinerikonfigurasjoner. Tradisjonell løsninger evalueres opp mot alternative tekniske løsninger. −Mekanisk og elektrisk fremdriftssystemer −Hybride løsninger −Batteriteknologi −Anvendelse av fornybar energi (vind og sol) −Miljøeffekter knyttet til drivstoffkvalitet Maskineri hjelpesystemer for økt energieffektivitet og lavere utslipp −Systemer for utnyttelse av spillvarme (ORC) −Optimalisere komponenter i hjelpesystem −Renseteknologi

11 Eksempel - katamaran Maskinrom single line, CargoXpress

12 Eksempel, maskinrom - monohull

13 Eksempel - Hybrid fremdriftsanlegg med direktekoblet gassmotor og dieselmotor som back-up

14 Single stage ORC system with recuperator

15 Battery bank Consumers WHR med batteri på skip Kan batteri betraktes som god nok backup slik at DG kan fjernes?

16 Godsfergen – valg som må tas Valg av drivstoff Maskineri konsept (Mekanisk, elektrisk, hybrid) Virkningsgrad og kostnader Driftskostnader og vedlikehold Tilgjengelighet/pålitelighet Nye løsninger Fornybar "Waste heat recovery" – investering og avskrivningstid, effektiv virkingsgrad, kan dette være noe for Godsfergen Lagring/distrtribusjon om bord Landstrøm eller batteri Andre punkt?

17 Norsk Marinteknisk Forskningsinstitutt Takk for oppmerksomheten

18 Miljøkrav Global sulphur limitations Global cap from 4,5% to 3,5% effective from 1. January 2012 Global cap from 3,5% to 0,5% effective from 1. January 2020 SECA (Sulphur Emission Control Area) limitations* New sulphur limit from 1,5% to 1,0 % effective from 1. March 2010 New sulphur limit from 1,0% to 0,1 % effective from 1. January 2015 PM (Particulate Matter) regulated indirectly by the sulphur reduction *(SECA=ECA) Stricter IMO limitation on SOx

19 Eksterne krav (myndigheter etc) Sikkerhet Miljø Regularitet Frekvens Kapasitet Effektivitet Sikkerhet Kostnader Inntjening Regularitet Frekvens Kapasitet Effektivitet Lastmangfold Miljø Laste/lossesystem Havn/infrastruktur Kostnader Regularitet Frekvens Kapasitet Miljø Operative krav Reder, befrakter Kunde krav (Lasteier) Rammebetingelser og krav

20 Eksterne krav (myndigheter etc) Sikkerhet Miljø Regularitet Frekvens Kapasitet Effektivitet Sikkerhet Kostnader Inntjening Regularitet Frekvens Kapasitet Effektivitet Lastmangfold Miljø Laste/lossesystem Havn/infrastruktur Kostnader Regularitet Frekvens Kapasitet Miljø Operative krav Reder, befrakter Kunde krav (Lasteier) Rammebetingelser og krav

21 Fremtidens kystskip Mange lasttyper, fleksibiltet Effektiv lasthåndtering Energi-og miljøeffektivt skrog og maskineri

22 Eksisterende design Mulig utgangspunkt for videre optimalisering og tilpasning til "Godsferge"-konsept Norlines nybygg basert på RR Environship konsept Katamaran konsept (F.eks CargoXpress container skip konsept

23 Nye tiltak for redusert energiforbruk innen temaet – skrog og propulsjon (1) Vha "State of the art" beregnings/simuleringsverktøy foreslås tre hovedaktiviteter: 1. Vurdere, utvikle og optimalisere alternative skrogløsninger 2. Alternative propulsjonsløsninger 3. Optimalisering av valgt design Optimalisere et skrog for ulik operasjonshastighet og operasjonsdypgang. −Fremtidens skrog må tilpasses forskjellige driftsprofil. −Et skrog som skal være optimalt eller best mulig for en redusert hastighet på f.eks 2 knop, vil være ganske annerledes enn et skrog for en høyere hastighet. Gjelder også for Propulsjonssystemet, spesielt optimal propelldiameter

24 Nye tiltak for redusert energiforbruk innen temaet – skrog og propulsjon (2) I prosjektet foreslås det å vurdere ulike konsepter som: −En katamaranløsning −En ettskrogs løsning Vurdere ulike propulsjonsløsninger for valgte konsepter −Fart/effekt/utslipp for hvert konsept, men også sjøegenskaper. −Tekniske løsningene utarbeides i samarbeid med designer Detaljanalyse, optimalisering og beregning i samarbeid med designeren: −CFD beregning (Computational Fluid Dynamics) av skroget og propulsjonsenheten(e) Skrogets egenskaper i sjøgang – tekniske analyser (bevegelser, akselerasjoner, fart) Valg av konsept

25 Nye tiltak for redusert energiforbruk innen temaet maskinerisystemer og drivstoff Vurdering av alternative maskinerikonfigurasjoner. Tradisjonell løsninger evalueres opp mot alternative tekniske løsninger. −Mekanisk og elektrisk fremdriftssystemer −Hybride løsninger −Batteriteknologi −Anvendelse av fornybar energi (vind og sol) Maskineri hjelpesystemer for økt energieffektivitet og lavere utslipp −Systemer for utnyttelse av spillvarme (ORC) −Optimalisere komponenter i hjelpesystem −Renseteknologi −Miljøeffekter knyttet til drivstoffkvalitet Naturgass som drivstoff −Praktiske, miljømessige og energimessige effekter av LNG som drivstoff −Økonomiske forhold knyttet til LNG −Alternative motorkonsepter og utviklingsbehov

26 Nye tiltak for redusert energiforbruk innen temaet maskinerisystemer og drivstoff Vurdering av alternative maskinerikonfigurasjoner. Tradisjonell løsninger evalueres opp mot alternative tekniske løsninger. −Mekanisk og elektrisk fremdriftssystemer −Hybride løsninger −Batteriteknologi −Anvendelse av fornybar energi (vind og sol) Maskineri hjelpesystemer for økt energieffektivitet og lavere utslipp −Systemer for utnyttelse av spillvarme (ORC) −Optimalisere komponenter i hjelpesystem −Renseteknologi −Miljøeffekter knyttet til drivstoffkvalitet Naturgass som drivstoff −Praktiske, miljømessige og energimessige effekter av LNG som drivstoff −Økonomiske forhold knyttet til LNG −Alternative motorkonsepter og utviklingsbehov

27 Diverse bakgrunnsslides

28 IMO requirements to prevent pollution from ships 28 Global NOx limitations Tier II  20% reduction of Tier I limit for new ships after 1. January 2011 Emission Control Area (ECA) From 1. January 2016 NOx Tier III  80% reduction from Tier I limit (new ships) IMO MARPOL Annex VI - NOx emission limits

29 Maskineri Energieffektivitet Drivstoff Nye løsninger? CO2 avtrykk Kostnad

30 TO-BE vessel ? Diesel / HFO LNG Renewables

31 SIGGTO conversion table CO2 emissions TYPE OF FUELISO SPECIFICATIONCarbon content (m/m)g CO2/t Fuel Diesel/Gasoiliso 8217 Grades DMX through DMC0, Light Fuel Oiliso 8217 Grades RMA through RMD0, Heavy Fuel Oiliso 8217 Grades RME through RMK0, Liquefied Petroleum GasButane0, Liquefied Petroleum GasPropane0, Liquefied Natural Gas0, Heavy Fuel Oil with a carbon content of 85 % by mass. Molecular weight CO2: (12,011+(2x15,9994)) = 44,01 Mass fraction of carbon in CO2: (12,011+(2x15,9994))/12,011 = 44,01/12,01=3,664 Multiplying with the mass fraction of carbon in the fuel we get the specific emission of CO2 3,664 x 0,85 = 3,111 t CO/t Fuel => g CO2 /t fuel


Laste ned ppt "Norsk Marinteknisk Forskningsinstitutt Fremtidens kystskip Energieffektive maskinerisystemer 11.06.2013 Dag Stenersen Godsfergen."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google