EN
Οι φορείς λειτουργίας πλοίων στον ναυτιλιακό τομέα αντιμετωπίζουν αυξανόμενη πίεση για βελτίωση της απόδοσης. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από τη ναυσιπλοΐα αντιστοιχούν σε περίπου 3% των παγκόσμιων εκπομπών, και η Διεθνής Ναυτιλιακή Οργάνωση (IMO) επιδιώκει τη ριζική μείωσή τους έως το 2050, με στόχο τη μηδενική εκπομπή. Ως πρωτοπόροι στον τομέα, με πάνω από 20 χρόνια εμπειρίας και πάνω από 500 έργα ετησίως που υπηρετούν πάνω από 1.000 πλοία, γνωρίζουμε ότι ένας από τους καλύτερους τρόπους αποκαρβονικοποίησης είναι η βελτιστοποίηση των συστημάτων εναλλαγής θερμότητας επί των πλοίων. Η ομάδα, που διευθύνεται από πάνω από 100 ηλεκτρολόγους και μηχανικούς, συμμετέχει τακτικά σε λύσεις ανάκτησης απορριπτόμενης θερμότητας, από εναλλάκτες θερμότητας τύπου κελύφους-σωλήνων και πλακών μέχρι υβριδικές μονάδες με κύκλο ισχύος S-CO₂, με στόχο την εξοικονόμηση καυσίμου. Περιγράφουμε παρακάτω τέσσερις βασικούς τρόπους με τους οποίους μια αποτελεσματική εναλλαγή θερμότητας μειώνει άμεσα τις εκπομπές CO₂.
Ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας: Μετατροπή απωλειών σε ενέργεια
Οι σύγχρονες θαλάσσιες πετρελαιοκινητήρες μπορούν να επιτύχουν θερμική απόδοση περίπου 50%. Η υπόλοιπη ενέργεια του καυσίμου χάνεται ως θερμότητα, κυρίως μέσω των καυσαερίων (συνήθως πάνω από 250 °C) και ως θερμότητα ψύξης του μανδύα. Αυτή η χαμένη θερμική ενέργεια ανακτάται με τη χρήση αποτελεσματικών εναλλακτών θερμότητας, προκειμένου να χρησιμοποιηθεί είτε ως χρήσιμη ισχύς είτε ως θερμότητα εντός του πλοίου. Σε θαλάσσιες εφαρμογές, τα συστήματα ανάκτησης θερμότητας από απόβλητα (WHR), όπως το κύκλωμα Joule, μπορούν να αυξήσουν τη συνολική ισχύ του κινητήρα κατά 2%–12%. Αυτό αποτελεί απευθείας αποτέλεσμα της μειωμένης κατανάλωσης καυσίμου ανά ναυτικό μίλι και, κατ’ επέκταση, των μειωμένων εκπομπών CO₂ ανά πλεύση. Η ενέργεια που μπορεί να ανακτηθεί από τα καυσαέρια διαφέρει ανάλογα με το φορτίο του κινητήρα και τον λόγο θερμοχωρητικότητας, εξαρτώμενη από την ποσότητα των καυσαερίων που θα ανακτηθούν και από το ρευστό εργασίας. Αυτό βελτιστοποιείται εντός ενός βρόχου ανάκτησης θερμότητας, ο οποίος σχεδιάζεται από τη μηχανική ομάδα της SME και μπορεί να λειτουργεί με διαφορετικές θερμοχωρητικότητες καυσαερίων και ρευστού εργασίας.
Υποστήριξη συστημάτων αιχμαλώτισης άνθρακα εντός πλοίου
Η αποτελεσματική ανταλλαγή θερμότητας είναι εξαιρετικά σημαντική για ορισμένα συστήματα του εγχειρήματος OCCS που προορίζονται να τοποθετηθούν σε πλοίο. Για παράδειγμα, το CO₂ συλλέγεται ως μέρος ενός συστήματος συλλογής και το συλλεχθέν CO₂ πρέπει να διαχωριστεί από το συλλεχθέν διαλύτη με την εφαρμογή επαρκούς ποσότητας θερμικής ενέργειας, στην περίπτωση που το σύστημα συλλογής χρησιμοποιεί μονοαιθανολαμίνη (MEA) ως διαλύτη συλλογής. Οι εναλλάκτες θερμότητας που λειτουργούν με ηλεκτρική ενέργεια από SME επιτρέπουν τη χρήση της αισθητής θερμότητας των καυσαερίων της μηχανής ως κύριας πηγής ενέργειας για αυτήν τη διαδικασία ανάκτησης ενέργειας, με αποτέλεσμα να μειωθεί ή να εξαλειφθεί η ανάγκη για επιπλέον θέρμανση με καύσιμο. Όταν βελτιστοποιηθούν, οι ρυθμοί μείωσης του CO₂ για συστήματα ανάκτησης θερμότητας που συνδέονται με συστήματα συλλογής μπορούν να υπερβαίνουν το 70%. Για πλοία που χρησιμοποιούνται σε κρύες κλιματικές συνθήκες, το επιπλέον πλεονέκτημα των προηγμένων/εξωτικών εναλλακτών θερμότητας είναι επίσης η ανάκτηση της θερμότητας για τις εγκαταστάσεις διαβίωσης του πλοίου και την προθέρμανση του καυσίμου, με αποτέλεσμα τη μείωση της απαίτησης για βοηθητικό λέβητα, άλλη σημαντική πηγή επιπλέον εκπομπών.
Κύκλοι ισχύος με υπέρκριτο CO₂ για συμπαγή απόδοση
Λόγω του περιορισμένου διαθέσιμου χώρου εντός του πλοίου, απαιτούνται υψηλή πυκνότητα και μικροδιαστατοποίηση των συσκευών παραγωγής ενέργειας. Η SME συμβάλλει επίσης στην εφαρμογή κύκλων Brayton με υπέρκριτο CO₂, οι οποίοι μεταφέρουν τη θερμότητα απόβλητων αερίων μέσω εναλλακτών θερμότητας σε CO₂ σε υπέρκριτη κατάσταση. Σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς κύκλους Rankine, ο κύκλος S-CO₂ έχει μικρότερο χώρο εγκατάστασης και υψηλότερη απόδοση μετατροπής ενέργειας. Οι σχεδιασμοί εναλλακτών θερμότητας, οι οποίοι λαμβάνουν υπόψη τη θερμοκρασία εισόδου, τη μάζα και την πίεση εισόδου των αερίων απόβλητων, διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην απόδοση αυτών των συστημάτων. Αυτές οι μεταβλητές συμπεριλαμβάνονται στις τεχνικές προδιαγραφές της SME, ώστε οι υβριδικοί εναλλάκτες θερμότητας, οι οποίοι συνδυάζουν ετσιμένες πλάκες και πτερύγια, να παρέχουν τα καλύτερα δυνατά θερμικά αποτελέσματα ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα τις απώλειες πίεσης.
Ανάκτηση ψύξης από την εξάτμιση LNG
Υπάρχει μια ειδική ευκαιρία για πλοία ΥΓΜ που τροφοδοτούνται με ΥΓΜ, όσον αφορά την ανάκτηση ψυχρής ενέργειας κατά την εξάτμιση της ΥΓΜ. Η ικανότητα της ΥΓΜ να απορροφά τόσο μεγάλη ποσότητα θερμικής ενέργειας καθώς θερμαίνεται και μετατρέπεται σε αέριο επιτρέπει τη χρήση αυτού του «ψυχρού» πόρου σε ανταλλάκτες θερμότητας για τη συμπύκνωση του αιχμαλωτισμένου CO₂ προς υγροποίηση και αποθήκευση, ή για τη βελτίωση της απόδοσης των συστημάτων κλιματισμού και ψύξης του πλοίου. Οι λύσεις ανταλλακτών θερμότητας της SME συνδυάζουν συστήματα ανάκτησης ψύχους (CRS) που μπορούν να μειώσουν το ηλεκτρικό φορτίο των συμπιεστών, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας επί του πλοίου και τη σχετική κατανάλωση καυσίμου. Οι SME μας προσφέρουν το ίδιο επίπεδο απόδοσης σε υφιστάμενα πλοία, με τις διαδικασίες μας πιστοποιημένες σύμφωνα με το ISO και το εργαστήριό μας 5000 m² στο Nantong. Μπορούμε να εφαρμόσουμε τις ίδιες τεχνικές σε υφιστάμενα πλοία, ιδιαίτερα σε εκείνα με ευνοϊκό λόγο μεγέθους πλοίου προς κατανάλωση ΥΓΜ.
Συμπέρασμα: Η δέσμευση της SME για την αποκαρβονοποίηση
Αποτελεσματική ανταλλαγή θερμότητας: μία κρίσιμη περιοχή όπου η δράση σήμερα μπορεί να προσφέρει σημαντική επίδραση στη μείωση των εκπομπών στο σύνολο του παγκόσμιου στόλου. Η SME Group παρέχει μηχανολογικές λύσεις για τη μεταφορά θερμότητας προκειμένου να μειωθεί η κατανάλωση καυσίμου και η περιβαλλοντική επιβάρυνση, συμπεριλαμβανομένης της ανάκτησης απόβλητης θερμότητας, της υποστήριξης στην απόσπαση διοξειδίου του άνθρακα, των κύκλων S-CO₂ και της ανάκτησης ψύχους από LNG. Πιστοποιημένη από το ANAB, το IAF, το UKAS και τα πρότυπα ISO 9001 και 14001, διαθέτει πάνω από 100 ειδικούς και προσφέρει υπηρεσίες καθ’ όλο το έτος σε όλα τα παγκόσμια ναυπηγεία, ιδιαίτερα στην ήπειρο της Κίνας. Προσφέρουμε εγγύηση 12 μηνών, συνοδευόμενη από τη φιλοσοφία «Πέρα από την Ανησυχία», για να διασφαλιστεί ότι όλα τα έργα συμβάλλουν σε ένα πράσινο και πιο βιώσιμο ναυτιλιακό μέλλον. Συζητήστε με τους εμπειρογνώμονες της SME σήμερα για να δείτε πώς η ενεργειακά αποδοτική ανταλλαγή θερμότητας μπορεί να σας βοηθήσει να μειώσετε το αποτύπωμα διοξειδίου του άνθρακα του πλοίου σας και να μειώσετε τις λειτουργικές δαπάνες.