EN
Prevádzkovatelia lodí pôsobiaci v námornej doprave čelia stále väčšiemu tlaku, aby zvýšili efektívnosť. Emisie CO₂ z námornej dopravy predstavujú približne 3 % celosvetových emisií a Medzinárodná námorná organizácia (IMO) sa snaží ich do roku 2050 výrazne znížiť s cieľom dosiahnuť nulové emisie. Ako pionieri v tomto odvetví s viac ako 20-ročnou skúsenosťou a viac ako 500 projektmi ročne, ktoré obsluhujú viac ako 1 000 lodí, vieme, že jednou z najúčinnejších možností dekarbonizácie je optimalizácia systémov tepelného výmeny na palube lodí. Tím, ktorý vedie viac ako 100 elektrikárov a mechanikov, sa pravidelne zapája do riešení na využitie odpadového tepla – od trubkových a deskových výmenníkov tepla po hybridné jednotky založené na S-CO₂ energetickom cykle – s cieľom pomôcť šetriť palivo. Nižšie popisujeme štyri kľúčové spôsoby, ako kvalitný tepelný výmenník priamo zníži emisie CO₂.
Využitie odpadového tepla: Zmena straty na energiu
Moderné námorné dieselové motory dosahujú tepelnú účinnosť približne 50 %; zvyšná energia paliva sa stratí vo forme tepla, najmä cez výfukové plyny (zvyčajne viac ako 250 °C) a chladiacu vodu pre plášť motora. Táto stratovaná tepelná energia sa využíva efektívnymi výmenníkmi tepla na výrobu užitočnej energie alebo na palubné vykurovanie. V námorných aplikáciách systémy na využitie odpadového tepla (WHR), napríklad založené na Jouleovom cykle, dokážu zvýšiť celkový výkon motora o 2–12 %. Toto je priamym dôsledkom zníženia spotreby paliva na námornú mílu a teda aj zníženia emisií CO₂ na každú plavbu. Množstvo energie, ktorú je možné získať z výfukových plynov, sa mení v závislosti od zaťaženia motora a pomeru tepelných kapacít, čo závisí od množstva výfukových plynov určených na využitie a pracovného média. Tento proces je optimalizovaný v tepelnom obvode na získavanie tepla, ktorý navrhla inžinierska skupina spoločnosti SME a ktorý môže pracovať s rôznymi tepelnými kapacitami výfukových plynov a pracovného média.
Podpora palubných systémov na zachytávanie uhlíka
Efektívna výmena tepla je veľmi dôležitá pre niektoré systémy v rámci projektu OCCS, ktoré majú byť umiestnené na lodi. Napríklad CO₂ sa zachytáva ako súčasť systému zachytávania a zachytený CO₂ sa musí oddeliť od zachytávacieho rozpúšťadla prostredníctvom dodania dostatočného množstva tepelnej energie – v prípade, že systém zachytávania používa monoetanolamin (MEA) ako zachytávacie rozpúšťadlo. Výmenníky tepla napájané cez SME umožňujú využiť cititeľné teplo výfukových plynov motora ako hlavný zdroj energie pre tento proces regenerácie energie, čím sa zníži alebo úplne eliminuje potreba dodatočného pomocného ohrevu spaľovaním paliva. Pri optimalizácii môžu miery zníženia emisií CO₂ v systémoch odberu tepla spájaných so systémami zachytávania presiahnuť 70 %. Pre lode prevádzkované v chladných klímach ponúka využitie pokročilých/špeciálnych výmenníkov tepla navyše výhodu v podobe odberu tepla na vykurovanie ubytovacích priestorov lode a predohrev paliva, čím sa zníži potreba pomocného kotla – ďalšieho významného zdroja dodatočných emisií.
Superkritické CO₂ výrobné cykly pre kompaktnú účinnosť
Z dôvodu obmedzeného priestoru na palube sú vyžadované vysoká hustota a miniaturizácia zariadení na výrobu energie. SME tiež prispieva k nasadeniu superkritických CO₂ Braytonových cyklov, ktoré prenášajú odpadové teplo z výfuku do CO₂ v superkritickom stave prostredníctvom výmenníkov tepla. V porovnaní s tradičnými Rankinovými cyklami má S-CO₂ cyklus menšiu plochu a vyššiu účinnosť premeny energie. Návrhy výmenníkov tepla, ktoré zohľadňujú vstupnú teplotu, hmotnosť a vstupný tlak výfukových plynov, majú kľúčovú úlohu pri výkone týchto systémov. Tieto premenné sú zahrnuté v technických špecifikáciách SME, takže hybridné výmenníky tepla, ktoré kombinujú ryhované dosky a chladiace rebra, poskytujú najlepší možný tepelný výsledok pri minimalizácii tlakových strat.
Získavanie chladu z parovania LNG
Pre LNG lodné lode, ktoré sa napĺňajú LNG, existuje špeciálna príležitosť na využitie chladovej energie pri odparovaní LNG. Schopnosť LNG absorbovať veľké množstvo tepelnej energie počas zohrievania na plyn umožňuje využiť tento „chladný“ zdroj v výmenníkoch tepla na kondenzáciu zachyteného CO₂ za účelom kvapalného skladovania alebo na zvýšenie účinnosti systémov klimatizácie a chladenia na palube lode. Riešenia výmenníkov tepla od SME kombinujú systémy na získavanie chladu (CRS), ktoré môžu znížiť elektrické zaťaženie kompresorov, čím sa zníži spotreba energie na palube a s ňou spojená spotreba paliva. Naši dodávatelia SME poskytujú rovnakú úroveň účinnosti aj na existujúcich lodích, pričom využívajú naše procesy certifikované podľa ISO a dielňu v Nantongu s rozlohou 5000 m². Rovnaké techniky môžeme uplatniť aj na existujúcich lodiach, najmä na tých, ktoré majú výhodný pomer veľkosti lode ku spotrebe LNG.
Záver: Záväzok SME k dekarbonizácii
Účinná výmena tepla: kľúčová oblasť, kde súčasným rozhodnutím môžeme dosiahnuť významný dopad na zníženie emisií vo svetovej námornej flotile. SME Group poskytuje technicky vyspelé riešenia pre výmenu tepla, ktoré znižujú spotrebu paliva a environmentálny dopad vrátane získavania odpadového tepla, podpory zachytávania uhlíka, cyklov so S-CO₂ a využívania chladu pri LNG. Akreditované organizáciami ANAB, IAF a UKAS, certifikované podľa noriem ISO 9001 a ISO 14001, disponujeme viac ako 100 odborníkmi a po celý rok ponúkame služby na všetkých svetových lodeniciach, najmä na čínskom pobreží. Záruka trvá 12 mesiacov a sprevádza ju filozofia „Nad rámec starostlivosti“, aby každý projekt prispel k ekologickejšej a udržateľnejšej námornej budúcnosti. Poradte sa dnes s odborníkmi SME a zistite, ako energeticky účinná výmena tepla môže pomôcť znížiť uhlíkovú stopu vašej lode a znížiť prevádzkové náklady.