EN
Scheepvaartoperators in de maritieme sector staan onder toenemende druk om de efficiëntie te verbeteren. CO₂-uitstoot door scheepvaart vertegenwoordigt ongeveer 3% van de wereldwijde emissies, en de IMO wil deze rond 2050 drastisch verminderen met als doel nul emissies. Als pioniers in de sector met meer dan 20 jaar ervaring en meer dan 500 projecten per jaar voor ruim 1.000 schepen, weten wij dat een van de beste manieren om te decarboniseren ligt in de optimalisatie van de warmtewisselaarsystemen aan boord van schepen. Onder leiding van meer dan 100 elektrotechnici en werktuigbouwkundigen is het team regelmatig betrokken bij oplossingen voor afvalwarmterecuperatie, variërend van mantel- en buiswarmtewisselaars en plaatwarmtewisselaars tot hybride S-CO₂-kringloopunits, met als doel brandstof te besparen. Hieronder beschrijven wij vier cruciale manieren waarop een goede warmtewisseling direct de CO₂-uitstoot vermindert.
Afvalwarmterecuperatie: Verlies omzetten in energie
Moderne maritieme dieselmotoren bereiken een thermisch rendement van ongeveer 50%; de resterende energie van de brandstof gaat verloren als warmte, voornamelijk via uitlaatgassen (meestal boven de 250 °C) en als koelwater voor de motorblokken. Deze verloren thermische energie wordt opgevangen door efficiënte warmtewisselaars en gebruikt als nuttige kracht of aan boord benodigde warmte. In maritieme toepassingen kunnen systemen voor afvalwarmterecuperatie (WHR), zoals het Joule-cyclus-systeem, het totale motorvermogen verhogen met 2–12%. Dit is een direct gevolg van een lagere brandstofverbruik per zeemijl en daarmee lagere CO₂-uitstoot per vaartocht. De hoeveelheid energie die uit de uitlaatgassen kan worden teruggewonnen, varieert afhankelijk van de belasting van de motor en de warmtecapaciteitsverhouding, wat op zijn beurt afhangt van de hoeveelheid uitlaatgas die wordt gerecupereerd en van het werkmedium. Deze optimalisatie vindt plaats binnen een warmterecuperatiekring, ontworpen door het technische team van SME, die kan worden bedreven met verschillende warmtecapaciteiten van uitlaatgassen en werkmedium.
Ondersteuning van aan boord geïnstalleerde koolstofafvangsystemen
Een efficiënte warmteuitwisseling is zeer belangrijk voor sommige systemen binnen het OCCS-project die op een schip moeten worden geïnstalleerd. Bijvoorbeeld: CO₂ wordt als onderdeel van een afvangsysteem afgevangen, en de afgevangen CO₂ moet worden gescheiden van de afgevangen oplosmiddel door voldoende thermische energie toe te passen, in het geval het afvangsysteem monoethanolamine (MEA) als oplosmiddel gebruikt. De warmtewisselaars die worden aangedreven door SME maken het mogelijk om de voelbare warmte uit de motorafgas te gebruiken als hoofdenergiebron voor dit energieregeneratieproces, waardoor de behoefte aan extra brandstofgevoerde hulpverwarming wordt verminderd of zelfs geëlimineerd. Bij optimale instelling kunnen CO₂-reductiepercentages voor warmterecuperatiesystemen in combinatie met afvangsystemen meer dan 70% bedragen. Voor schepen die in koude klimaten worden ingezet, biedt het gebruik van geavanceerde of speciale warmtewisselaars bovendien het voordeel dat de warmte ook kan worden teruggewonnen voor de accommodatie van het schip en voor het voorverwarmen van de brandstof, waardoor de behoefte aan een hulpketel vermindert — een andere aanzienlijke bron van extra emissies.
Supercritische CO₂-krachtcycli voor compacte efficiëntie
Vanwege de beperkte ruimte aan boord zijn hoge dichtheid en miniaturisatie van stroomopwekkingsapparatuur vereist. SME draagt ook bij aan de implementatie van supercritische CO₂-Brayton-cycli, waarbij de afvalwarmte uit de uitlaat via warmtewisselaars wordt overgedragen aan CO₂ in de superkritische toestand. In vergelijking met traditionele Rankine-cycli heeft de S-CO₂-cyclus een kleiner voetafdruk en een hogere energieomzettingsrendement. Warmtewisselaarontwerpen, waarbij rekening wordt gehouden met de ingangstemperatuur, massa en ingangsdruck van de uitlaat, spelen een cruciale rol voor de prestaties van deze systemen. Deze variabelen zijn opgenomen in de technische specificaties van SME, zodat hybride warmtewisselaars — die geëtste platen en lamellen combineren — de best mogelijke thermische resultaten opleveren terwijl drukverlies zo minimaal mogelijk wordt gehouden.
Koude-terugwinning bij LNG-verdampping
Er bestaat een speciale kans voor LNG-schepen die met LNG worden getankt om koude-energie terug te winnen bij de verdamping van LNG. Het vermogen van LNG om een grote hoeveelheid thermische energie op te nemen tijdens het opwarmen tot gas maakt het mogelijk om deze ‘koude’ bron te gebruiken in warmtewisselaars voor het condenseren van gevangen CO₂ ten behoeve van vloeibare opslag, of om de efficiëntie van de airconditioning- en koelsystemen aan boord te verbeteren. De warmtewisselaaroplossingen van SME combineren koude-terugwinningssystemen (CRS) die kunnen bijdragen aan een lagere elektrische belasting van compressoren, waardoor het stroomverbruik aan boord en het bijbehorende brandstofverbruik dalen. Onze SME’s bieden hetzelfde efficiëntieniveau op bestaande schepen, dankzij onze ISO-gecertificeerde processen en onze werkplaats van 5000 m² in Nantong. Dezelfde technieken kunnen we toepassen op bestaande vaartuigen, vooral op die met een gunstige verhouding tussen schipsgrootte en LNG-brandstofverbruik.
Conclusie: De toewijding van SME aan de decarbonisatie
Effectieve warmteoverdracht: een cruciaal gebied waar actie vandaag aanzienlijke hefboomwerking kan bieden op emissiereducties binnen de wereldwijde vloot. SME Group levert technisch ontworpen oplossingen voor warmteoverdracht om brandstofgebruik en milieu-impact te verminderen, waaronder herstel van afvalwarmte, ondersteuning bij CO₂-opvang, S-CO₂-cycli en koudeherstel bij LNG. Geaccrediteerd door ANAB, IAF en UKAS; gecertificeerd volgens ISO 9001 en 14001. Met meer dan 100 specialisten beschikbaar bieden wij het hele jaar door diensten aan op alle werflocaties wereldwijd, met name in vasteland-China. Wij bieden een garantie van 12 maanden, plus een erfgood van ‘Beyond Concern’, om ervoor te zorgen dat alle projecten bijdragen aan een groener en duurzamer maritiem toekomstvisie. Neem vandaag nog contact op met de experts van SME om te ontdekken hoe energie-efficiënte warmteoverdracht u helpt uw schip’s koolstofvoetafdruk te verkleinen en operationele kosten te verlagen.