EN
Operatorii de nave din industria maritimă se confruntă cu o presiune tot mai mare de a îmbunătăți eficiența. Emisiile de CO₂ reprezintă aproximativ 3% din emisiile globale generate de transportul maritim, iar IMO dorește să le reducă drastic până în jurul anului 2050, cu obiectivul obținerii emisiilor zero. Ca pionieri în domeniu, cu peste 20 de ani de experiență și peste 500 de proiecte anual, care acoperă mai mult de 1.000 de nave, știm că una dintre cele mai eficiente metode de descarbonizare este optimizarea sistemelor de schimb termic de bord. Conducându-se de peste 100 de tehnicieni electrici și mecanici, echipa noastră este implicată în mod regulat în soluții de recuperare a căldurii reziduale, de la schimbătoarele de căldură cu țevi și cu plăci până la unitățile hibride cu ciclu energetic S-CO₂, având ca scop economisirea de combustibil. Mai jos descriem patru modalități cheie prin care un schimb termic eficient reduce direct emisiile de CO₂.
Recuperarea căldurii reziduale: Transformarea pierderilor în energie
Motoarele marine moderne cu combustie internă diesel pot atinge un randament termic de aproximativ 50 %; restul energiei din combustibil se pierde sub formă de căldură, în principal prin gazele de evacuare (de obicei la temperaturi peste 250 °C) și prin apa de răcire a carcasei. Această energie termică pierdută este captată de schimbătoarele de căldură eficiente pentru a fi transformată în energie utilă (putere sau căldură pentru utilizare la bord). În aplicațiile maritime, sistemele de recuperare a căldurii reziduale (WHR), cum ar fi ciclul Joule, pot crește puterea totală generată de motor cu 2–12 %. Acest efect rezultă direct din reducerea consumului de combustibil pe milă maritimă și, ca urmare, din scăderea emisiilor de CO₂ pe traseu. Cantitatea de energie care poate fi recuperată din gazele de evacuare variază în funcție de sarcina motorului și de raportul de capacitate termică, în funcție de volumul gazelor de evacuare disponibile pentru recuperare și de fluidul de lucru utilizat. Această recuperare este optimizată într-un circuit de recuperare a căldurii, proiectat de echipa de ingineri SME, care poate opera cu diferite capacități termice ale gazelor de evacuare și ale fluidului de lucru.
Susținerea sistemelor de captare a carbonului la bord
Un schimb eficient de căldură este foarte important pentru unele sisteme din cadrul proiectului OCCS, destinate a fi instalate pe o navă. De exemplu, CO₂ este captat ca parte a unui sistem de captare, iar CO₂-ul captat trebuie separat de solventul captat prin aplicarea unei cantități suficiente de energie termică, în cazul în care sistemul de captare utilizează monoetanolamina (MEA) ca solvent captat. Schimbătoarele de căldură alimentate de SME permit utilizarea căldurii sensibile din gazele de eșapament ale motorului ca sursă principală de energie pentru acest proces de regenerare energetică, reducând astfel sau eliminând necesitatea unui încălzitor auxiliar alimentat cu combustibil suplimentar. În condiții de optimizare, ratele de reducere a CO₂ pentru sistemele de recuperare a căldurii cuplate cu sistemele de captare pot depăși 70%. Pentru navele desfășurând activitate în climă rece, avantajul suplimentar al schimbătoarelor de căldură avansate/exotice constă și în recuperarea căldurii pentru locuințele de pe navă și pentru preîncălzirea combustibilului, reducând astfel necesarul de cazan auxiliar, o altă sursă semnificativă de emisii suplimentare.
Cicluri de putere cu CO₂ supercritic pentru eficiență compactă
Datorită spațiului limitat disponibil la bord, sunt necesare dispozitive de generare a energiei cu densitate ridicată și miniaturizare. SME contribuie, de asemenea, la implementarea ciclurilor Brayton cu CO₂ supercritic, care transferă căldura reziduală din gazele de evacuare către CO₂ aflat în stare supercrtică prin schimbătoare de căldură. Comparativ cu ciclurile tradiționale Rankine, ciclul S-CO₂ are o amprentă spațială mai mică și o eficiență ridicată de conversie energetică. Proiectarea schimbătoarelor de căldură, care include efectul temperaturii de intrare, al masei și al presiunii de intrare a gazelor de evacuare, joacă un rol esențial în performanța acestor sisteme. Aceste variabile sunt incluse în specificațiile tehnice ale SME, astfel încât schimbătoarele de căldură hibride, care combină plăci gravate și aripi, oferă cele mai bune rezultate termice posibile, minimizând în același timp pierderile de presiune.
Recuperarea frigului din vaporizarea LNG
Există o oportunitate specială pentru navele care folosesc gaz natural lichefiat (LNG) ca combustibil, în ceea ce privește recuperarea energiei frigorifice rezultate din vaporizarea LNG-ului. Capacitatea LNG-ului de a absorbi o cantitate foarte mare de energie termică în timp ce se încălzește până la starea gazoasă permite utilizarea acestei resurse „reci” în schimbătoarele de căldură pentru condensarea CO₂ captat, destinată stocării lichide, sau pentru creșterea eficienței sistemelor de aer condiționat și refrigerare ale navei. Soluțiile SME pentru schimbătoare de căldură combină sisteme de recuperare a frigului (CRS), care pot contribui la reducerea sarcinii electrice asupra compresorilor, scăzând astfel consumul de energie la bord și, implicit, consumul de combustibil. SME-urile noastre oferă același nivel de eficiență și pe navele existente, datorită proceselor noastre certificate ISO și atelierului nostru din Nantong, cu o suprafață de 5000 m². Putem aplica aceleași tehnici și pe navele existente, în special pe cele care au un raport favorabil între dimensiunea navei și consumul de LNG.
Concluzie: Angajamentul SME față de descarbonizare
Schimb eficient de căldură: o zonă esențială în care acțiunile de astăzi pot genera un impact semnificativ asupra reducerii emisiilor din flota globală. Grupul SME oferă soluții inginerite pentru transferul de căldură, concepute pentru reducerea consumului de combustibil și a amprentei ecologice, inclusiv recuperarea căldurii reziduale, sprijinirea captării de carbon, ciclurile S-CO₂ și recuperarea frigului din LNG. Acreditat de ANAB, IAF și UKAS, certificat ISO 9001 și 14001, cu peste 100 de specialiști la dispoziție, oferim servicii pe tot parcursul anului în toate șantierele navale din întreaga lume, în special în China continentală. Ofertăm o garanție de 12 luni, împreună cu o tradiție de „Mai mult decât o simplă preocupare”, pentru a ne asigura că toate proiectele contribuie la un viitor maritim mai verde și mai durabil. Discutați cu experții de la SME astăzi pentru a afla cum schimbul eficient de căldură poate reduce amprenta de carbon a navei dvs. și poate scădea cheltuielile operaționale.