22.5. energiatehokkuus-, ympäristö ja turvallisuusnäkökohtia laivanrakennuksesta
DESCRIPTION
Energiatehokkuus-, ympäristö ja turvallisuusnäkökohtia laivanrakennuksesta, Tero Mäki-Jouppila, STX/Turun telakkaTRANSCRIPT
Tekes, Energiatehokkuudesta liiketoimintaa
22-05-2012
Energiatehokkuus-, ympäristö- ja turvallisuusnäkökohtia
laivanrakennuksesta
Paasitorni, Helsinki
Tero Mäki-Jouppila
Laivojen vaikutukset ympäristöönsä
22-05-2012
Haasteita laivanrakennuksessa
22-05-2012
Rajoitettu
tila
Pienen
kaupungin
infrastruktuuri
Keveys
&
energian
säästö
Lujuus
&
turvallisuus Nopeus Energian-
kulutus
Ympäristö /
päästöt
Energian-
kulutus
Pakokaasujen päästörajoitusalueet
22-05-2012
SOx – Päästörajoitukset
22-05-2012
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024
Sulp
hur-
%
19.5.2006
1.1.2012
1.1.2020
MARPOL: 19.5.2006
EU: 11.8.2006
EU: 11.8.07
MARPOL: 22.11.07
1.7.2010
1.1.2015
EU Ports and Inland 0.1 %: 1.1.2010
California
MDO
30.6.2009 Greek
ports
ECAs
GLOBAL limit
0.1
California
MGO
30.6.2009
or 2025 based on
review by 2018
• Rikkipitoisuusrajoitukset kaikille laivoille
• Joko käytettävä pienempipitoisuuksista polttoainetta tai puhdistettava pakokaasuja
NOx – Päästörajoitukset
22-05-2012
IMO Tier II
1.1.2011...
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024
NO
x [ g
/kW
h ]
<300 rpm
500 rpm
>1200 rpm
in ECAs
IMO Tier III
1.1.2016...
IMO Tier I
1.1.2000...
17
9,8
7,7
2,0
14,4
3,4
13,0
10,5
2,6
Tier I:45 × n-0,2
Tier II:44 × n-0,23
Tier III: 9 × n-0,2
Engine technologies SCR, LNG, other fuels
outside ECAs
review for tier III
2012-2013
• NOx rajat uusille marine-moottoreille > 130 kW
• Katalysaattorit ja LNG ratkaisuja päästörajoituksien alittamiseen
CO2 päästöt
22-05-2012
• Hiilidioksidipäästöjen rajoittamiseksi IMO:ssa (International Maritime Organisation) on tekeillä vaatimus risteilijöiden energiatehokkuudelle. Rahtialuksille kyseinen on jo olemassa
• EEDI (= Energy Efficiency Design Index )
• Ideana on verrata aluksen kuluttamaa tehoa sen kuljetussuoritteeseen ja asettaa tälle suhdeluvulle vaatimukset
hiilidioksidin tuotto
EEDI = ---------------------------------------
kuljetuskapasiteetti x nopeus
LNG – Nesteytetty maakaasu
• Merkittävästi pienemmät pakokaasupäästöt
• Kaasuvarannot merkittävästi öljyvaroja suuremmat
turvattu energianlähde pitkälle tulevaisuuteen
• (Potentiaalisesti) edullisempi hinta
• Puhtaampi palaminen pienemmät huoltokustannukset
Edut:
• CO2 päästövähennys 25 – 35 %
• NOx päästövähennys 85 % (täyttää IMO Tier III
vaatimukset NOx ECA-alueille)
• SOx vähennys 100%
• Ei lainkaan hiukkaspäästöjä
• Ei näkyvää savua
Haasteet:
• Jakeluverkosto vielä puutteellinen
• LNG:n koostumus vaihtelee alkuperän mukaan
• Hinta määräytyy tapauskohtaisesti,
”pienasiakasmarkkinat” vielä kehittymättömät
22-05-2012
Laivan energiankulutuksen jakautuminen
22-05-2012
AC kompressorit
Konehuoneen apusysteemit Propulsio
Hotellin kulutus
Keulapotkurit
54 %
15 %
12 %
1 %
18 % Propulsioteho
Konehuoneen apusysteemit
Ilmastoinnin jäähdytyskompressorit
Keula- ja perätrusterit
Hotellin kulutus
• Tehokkain tapa säästää energiaa on
vähentää propulsiotehon tarvetta
parantamalla hydrodynaamista
hyötysuhdetta
• Pyrittävä tarpeenmukaiseen säätöön
• Laite- ja systeemitoimittajat kehittävät
järjestelmiään energiatehokkaammiksi
tahoillaan
• Risteilijän tyypillinen energiankulutusjakauma
Energiatehokkuus
Alhaiset Taloudellinen Tehokas
energian tarpeet operointi energian tuotto
Energian tarve
• Energiatehokkuus ykkössijalla
suunnittelussa
• Paino-optimointi
• Tilojen pienentäminen
• Energiatehokkaat laitteet
• Optimoitu runkomuoto ja
ulokkeet
• Tehokas propulsio
Operointi
• Reitin optimointi
• Nopeuden alentaminen
• Trimmin säätö
• Optimoitu bunkerointi
• Laituriliitännät satamissa
• Kierrätys
Energian tuotto
• Tehokas koneisto
• Optimointi todellisiin
operointiolosuhteisiin
• Hukkalämmön hyötykäyttö
• Päästöjenvähennysmenetelmät
• LNG ja biopolttoaineet
• Tuuli- ja aurinkovoiman
hyödyntäminen
Matkustajat
Hotellitoiminnot
Laivatoiminnot
Polttoaine
Sähkön tuotto
Lämmön tuotto
22-05-2012
Energiatehokkuus uudisprojekteissa
22-05-2012
• Konseptin kehitys-/ myyntivaiheessa, ennen sopimusta
◦ Määritellään laivan energiatehokkuustaso ja tavoitteet
◦ Voimalaitos- ja propulsiotyypit määritetään ja mitoitetaan alustavasti
◦ Tilavaraukset ja mahdolliset tulevat energiasäästömahdollisuudet määritetään
• Perussuunnittelu- ja hankintavaihe
◦ Laitteiden ja järjestelmien energiatehokkuus-/ kustannusvertailut
◦ Systeemien suunnittelu ja energiatehokkuusoptimointi
• Valmistussuunnitteluvaiheessa
◦ Energiatehokkaan operoinnin manuaalin ja laivan energiatehokkuuden hallintasuunnitelman laatiminen (SEEMP)
• Projektin kuluessa reaaliaikainen seuranta
• Luovutuksen jälkeen
◦ Järjestelmien energiatehokkuusoptimointi ja energiatehokkuuden verifiointi
Contract Step 1 Step 2 Step 3 Step 4 Step 5 Step 6 Step 7 Step 8 Step 9 Step 10 Step 11 Step 12 Step 13 Step 14 Step 15 Step 16 Step 17
Ene
rgy
eff
icie
ncy
val
ue
[kg
/AP
CD
]
Blu Motion, Energy Efficiency follow-up diagram
Estimated design value [kg/APCD]
Contractual value [kg/APCD]
Kiitos!
22-05-2012
Tekes, Energiatehokkuudesta liiketoimintaa