EN
Merikuljetusalalla toimivat laivanomistajat kohtaavat yhä suurempaa painetta tehostaa toimintaansa. Meriliikenteen CO₂-päästöt muodostavat noin 3 % maailmanlaajuisista päästöistä, ja Kansallinen merenkulkujärjestö (IMO) pyrkii vähentämään niitä radikaalisti vuoteen 2050 mennessä nollapäästöjen saavuttamiseksi. Olemme alan edelläkävijöitä yli 20 vuoden kokemuksella ja toteutamme vuosittain yli 500 projektia, joiden avulla palvelemme yli 1 000 laivaa. Tiedämme, että yksi tehokkaimmista tapoista vähentää hiilijalanjälkeä on laivojen kuumuudenvaihtojärjestelmien optimointi. Yli 100 sähkö- ja koneasentajan johtama tiimi osallistuu säännöllisesti hukkalämmön hyödyntämisen ratkaisuihin – alkaen kotelollisista ja levytyypin lämmönvaihtimista S-CO₂-tehocyklin hybridiyksiköihin – tavoitteena polttoaineen säästö. Alla kuvataan neljä keskeistä tapaa, joilla tehokas lämmönvaihto vähentää suoraan CO₂-päästöjä.
Hukkalämmön hyödyntäminen: Häviöistä tehdään energiaa
Nykyiset meridieselmootorit saavuttavat lämpöhyötysuhteen noin 50 %. Polttoaineen jäljelle jäävä energia katoaa lämpönä, pääasiassa pakokaasujen (yleensä yli 250 °C) ja jäähdytysvesijärjestelmän kautta. Tämä hukkaan menevä lämpöenergia kerätään tehokkailla lämmönvaihtimilla hyödynnettäväksi muodossa, joka tuottaa hyödyllistä tehoa tai aluksella käytettävää lämpöä. Merikäytössä esimerkiksi Joule-prosessia hyödyntävät hukkalämmön hyödyntämisjärjestelmät (WHR) voivat parantaa kokonaismoottoritehoa 2–12 %. Tämä johtuu suoraan polttoaineen kulutuksen vähenemisestä meripeninkulmaa kohden ja siten myös CO₂-päästöjen vähenemisestä matkaa kohden. Pakokaasuista saatavissa oleva hyödynnettävä energia vaihtelee moottorin kuormituksen ja lämpökapasiteettisuhteen mukaan riippuen siitä, kuinka paljon pakokaasua hyödynnetään ja mitä työnestettä käytetään. Tämä optimoidaan lämmön talteenoton suljetussa piirissä, jonka on suunnitellut SME:n insinööritiimi ja jota voidaan käyttää eri pakokaasun ja työnesteen lämpökapasiteeteilla.
Tukemaan aluksella olevia hiilidioksidin talteenottajärjestelmiä
Tehokas lämmönvaihto on erittäin tärkeää joillekin OCCS-hankkeen järjestelmille, jotka on tarkoitettu asennettavaksi alukseen. Esimerkiksi hiilidioksidi kerätään osana kaappausjärjestelmää, ja kerätty hiilidioksidi täytyy erottaa keräävästä liuottimesta tarjoamalla riittävä määrä lämpöenergiaa, mikäli kaappausjärjestelmä käyttää monoetanoliamiinia (MEA) keräävänä liuottimena. SME:llä toimivat lämmönvaihtimet mahdollistavat moottorin pakokaasujen tunnetun lämmön käytön pääenergialähteenä tähän energian regenerointiprosessiin, jolloin ei tarvita ylimääräistä polttoaineella lämmitettyä apulämmitystä tai sen tarve vähenee merkittävästi. Optimoiduissa tapauksissa lämmön talteenoton järjestelmien ja kaappausjärjestelmien yhdistelmien hiilidioksidin vähentämisasteet voivat ylittää 70 %. Kylmissä ilmastovyöhykkeissä käytettäville aluksille edistyneiden tai eksotisten lämmönvaihtimien lisähyöty on myös lämmön talteenotto aluksen asuinalueille ja polttoaineen esilämmitykseen, mikä vähentää apukattiloiden tarvetta – toista merkittävää lisäpäästöjen lähdettä.
Superrajainen CO₂:n voimakierros tiukkuuden ja tehokkuuden parantamiseksi
Rajoitetun tilan vuoksi aluksella vaaditaan korkeaa tiukkuutta ja pienikokoisia sähköntuotantolaitteita. SME osallistuu myös superrajaisen CO₂:n Brayton-kierrosten käyttöönottoon, jossa pakokaasun hukkalämmöllä lämmitetään CO₂:ta superrajaiseen tilaan lämmönvaihtimien kautta. Perinteisiin Rankine-kierroksiin verrattuna S-CO₂-kierros tarvitsee vähemmän tilaa ja tarjoaa korkeamman energianmuuntotehokkuuden. Lämmönvaihtimien suunnittelu, johon sisältyy pakokaasun tulolämpötilan, massan ja tulopaineen vaikutus, on ratkaisevan tärkeää näiden järjestelmien suorituskyvylle. Nämä muuttujat sisällytetään SME:n teknisiin määrittelyihin, joten hybridilämmönvaihtimet, jotka yhdistävät syövytetyn levyjen ja siipien rakenteet, tarjoavat mahdollisimman hyvän lämmönsiirron tuloksen samalla kun ne minimoivat painehäviöiden aiheuttamat haitat.
Kylmän talteenotto LNG:n höyrystymisprosessista
Erikoistilaisuus on olemassa LNG-aluksille, jotka käyttävät polttoaineenaan LNG:tä ja hyödyntävät LNG:n höyrystymisestä saatavaa kylmäenergiaa. LNG:n kyky ottaa vastaan suuri määrä lämpöenergiaa sen lämmetessä kaasuksi mahdollistaa tämän "kylmän" resurssin käytön lämmönsiirtimissä hiilidioksidin keräämiseen ja nesteiksi tiukentamiseen varastointia varten tai aluksen ilmastointi- ja jääkaappijärjestelmien tehostamiseen. SME:n lämmönsiirtimen ratkaisut yhdistävät kylmäenergian talteenottosysteemit (CRS), joilla voidaan vähentää kompressorien sähkökuormaa, mikä pienentää aluksella tarvittavaa tehoa ja sitä kautta polttoaineen kulutusta. SME:t tarjoavat saman tason tehokkuutta myös olemassa oleville aluksille ISO-sertifioiduilla prosesseillamme ja 5000 neliömetrin Nantongin työpajallamme. Voimme soveltaa samoja menetelmiä olemassa oleviin aluksiin, erityisesti niihin, joiden aluksen koko ja LNG:n polttoainekulutus ovat suotuisassa suhteessa.
Johtopäätös: SME:n sitoutuminen dekarbonisaatioon
Tehokas lämmönvaihto: keskitetty alue, jossa nykyiset toimet voivat tuoda merkittävää hyötyä maailmanlaajuisen laivaston päästöjen vähentämisessä. SME Group tarjoaa suunniteltuja lämmönsiirto-ratkaisuja polttoaineen kulutuksen ja ympäristövaikutusten vähentämiseksi, mukaan lukien hukkalämmön hyödyntäminen, hiilidioksidin talteenottoon tukevat ratkaisut, S-CO₂-kierrot ja LNG:n kylmän energian hyödyntäminen. SME Group on akkreditoitu ANAB:n, IAF:n ja UKAS:n toimesta sekä ISO 9001- ja ISO 14001-standardien mukaisesti sertifioitu. Yli sadalla asiantuntijalla varustettuna SME Group tarjoaa palveluitaan kaikkialla maailmassa sijaitsevissa telakoissa koko vuoden ajan, erityisesti Kiinan kiinteällä mantereella. Tarjoamme 12 kuukauden takuun sekä perinteen "Beyond Concern" -filosofiasta, joka varmistaa, että kaikki projektit edistävät vihreämpää ja kestävämpää merenkulkua. Ota yhteyttä SME:n asiantuntijoihin jo tänään ja selvitä, miten energiatehokas lämmönvaihto voi auttaa sinua vähentämään aluksesi hiilijalanjälkeä ja leikkaamaan käyttökustannuksia.