ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านการแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ

ผู้ประกอบการเรือที่ดำเนินการในอุตสาหกรรมทางทะเลกำลังเผชิญแรงกดดันที่เพิ่มขึ้นในการปรับปรุงประสิทธิภาพ การปล่อยก๊าซ CO₂ จากภาคการเดินเรือคิดเป็นประมาณ 3% ของปริมาณการปล่อยก๊าซทั่วโลก และองค์การทางทะเลระหว่างประเทศ (IMO) มีเป้าหมายลดการปล่อยก๊าซเหล่านี้ลงอย่างมากภายในปี ค.ศ. 2050 เพื่อให้บรรลุเป้าหมายการปล่อยก๊าซสุทธิเป็นศูนย์ ในฐานะผู้บุกเบิกในอุตสาหกรรมนี้ที่มีประสบการณ์มากกว่า 20 ปี และดำเนินโครงการกว่า 500 โครงการต่อปี เพื่อบรรลุความต้องการของเรือมากกว่า 1,000 ลำ เราทราบดีว่าวิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการลดคาร์บอนคือการเพิ่มประสิทธิภาพระบบแลกเปลี่ยนความร้อนบนเรือ ทีมงานของเราซึ่งนำโดยช่างเทคนิคด้านไฟฟ้าและเครื่องกลมากกว่า 100 คน มีส่วนร่วมอย่างสม่ำเสมอในการพัฒนาโซลูชันการกู้คืนความร้อนเสีย ตั้งแต่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (shell and tube) และแบบแผ่น (plate heat exchangers) ไปจนถึงหน่วยไฮบริดวงจรพลังงาน S-CO₂ โดยมีเป้าหมายหลักคือช่วยประหยัดเชื้อเพลิง ด้านล่างนี้คือสี่วิธีหลักที่ระบบแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพสามารถลดการปล่อยก๊าซ CO₂ ได้โดยตรง

การกู้คืนความร้อนเสีย: แปลงพลังงานที่สูญเสียให้กลายเป็นพลังงานใช้งานได้

เครื่องยนต์ดีเซลสำหรับเรือสมัยใหม่สามารถบรรลุประสิทธิภาพความร้อนได้ประมาณร้อยละ 50 ส่วนพลังงานที่เหลือจากเชื้อเพลิงจะสูญเสียไปในรูปของความร้อน โดยส่วนใหญ่ผ่านไอเสีย (มักมีอุณหภูมิสูงกว่า 250 องศาเซลเซียส) และน้ำหล่อเย็นรอบเครื่องยนต์ พลังงานความร้อนที่สูญเสียนี้ถูกดึงออกมาโดยใช้แลคเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพ เพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในรูปของพลังงานที่ใช้งานได้ หรือความร้อนบนเรือ สำหรับการประยุกต์ใช้งานทางทะเล ระบบกู้คืนความร้อนที่สูญเสีย (WHR) เช่น วงจรโจล์ สามารถเพิ่มกำลังขับเคลื่อนรวมของเครื่องยนต์ได้ร้อยละ 2 ถึง 12 ซึ่งเป็นผลโดยตรงจากการลดการเผาไหม้เชื้อเพลิงต่อกิโลเมตรทะเล และจึงลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่อการเดินทางแต่ละครั้ง พลังงานความร้อนที่สามารถกู้คืนได้จากไอเสียจะแปรผันตามโหลดของเครื่องยนต์และอัตราส่วนความจุความร้อน ซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาณไอเสียที่จะกู้คืนและสารทำงาน กระบวนการนี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมภายในวงจรกู้คืนความร้อน ซึ่งออกแบบโดยทีมวิศวกรของ SME และสามารถดำเนินการได้ภายใต้เงื่อนไขความจุความร้อนที่แตกต่างกันของไอเสียและสารทำงาน

สนับสนุนระบบจับคาร์บอนบนเรือ

การแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพมีความสำคัญมากสำหรับระบบบางระบบภายในโครงการ OCCS ที่ตั้งใจจะติดตั้งบนเรือ ตัวอย่างเช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) จะถูกจับในส่วนหนึ่งของระบบจับก๊าซ และ CO₂ ที่ถูกจับมาแล้วจำเป็นต้องแยกออกจากตัวทำละลายที่ใช้จับก๊าซ โดยอาศัยพลังงานความร้อนในปริมาณที่เพียงพอ กรณีที่ระบบจับก๊าซใช้โมโนเอทานอลามีน (MEA) เป็นตัวทำละลาย การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ขับเคลื่อนด้วย SME ช่วยให้สามารถนำความร้อนส่วนเกินจากไอเสียของเครื่องยนต์มาใช้เป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับกระบวนการฟื้นฟูพลังงานนี้ จึงลดหรือเลิกใช้ความร้อนเสริมจากเชื้อเพลิงที่เผาไหม้แยกต่างหากได้ เมื่อออกแบบให้เหมาะสม อัตราการลด CO₂ ของระบบรีคัฟเวอรีความร้อนที่ผสานเข้ากับระบบจับก๊าซอาจสูงกว่าร้อยละ 70 สำหรับเรือที่ปฏิบัติการในภูมิอากาศเย็น ประโยชน์เพิ่มเติมของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขั้นสูงหรือแบบพิเศษคือการนำความร้อนที่กู้คืนกลับมาใช้ในการทำความร้อนให้พื้นที่พักอาศัยบนเรือและอุ่นเชื้อเพลิงล่วงหน้า ซึ่งช่วยลดความต้องการใช้หม้อไอน้ำเสริม—แหล่งกำเนิดการปล่อยมลพิษเพิ่มเติมอีกแหล่งหนึ่งที่มีน้ำหนักมาก

วัฏจักรพลังงานซีโอ₂ในสภาวะเหนือวิกฤตเพื่อประสิทธิภาพที่กะทัดรัด

เนื่องจากพื้นที่บนเรือมีจำกัด จึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ผลิตพลังงานที่มีความหนาแน่นสูงและขนาดเล็กลง SME ยังมีส่วนร่วมในการนำวัฏจักรเบรย์ตันซีโอ₂ในสภาวะเหนือวิกฤตมาใช้งานจริง โดยถ่ายเทความร้อนที่เสียไปจากไอเสียไปยังซีโอ₂ที่อยู่ในสภาวะเหนือวิกฤตผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เมื่อเปรียบเทียบกับวัฏจักรแรนคินแบบดั้งเดิม วัฏจักรซีโอ₂ในสภาวะเหนือวิกฤตมีพื้นที่ครอบครองน้อยกว่าและให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงกว่า การออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งรวมผลกระทบของอุณหภูมิขาเข้า มวล และความดันขาเข้าของไอเสีย มีบทบาทสำคัญต่อสมรรถนะของระบบนี้ ตัวแปรเหล่านี้ถูกระบุไว้ในข้อกำหนดทางเทคนิคของ SME ดังนั้นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไฮบริด ซึ่งรวมแผ่นที่ถูกกัดกร่อนและฟินเข้าด้วยกัน จึงให้ผลลัพธ์ทางความร้อนที่ดีที่สุดเท่าที่จะทำได้ พร้อมลดผลกระทบเชิงลบจากแรงดันตกต่ำให้น้อยที่สุด

การกู้คืนความเย็นจากการระเหยของเอ็นจีแอล

มีโอกาสพิเศษสำหรับเรือที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) เป็นเชื้อเพลิง ในการกู้คืนพลังงานความเย็นจากกระบวนการระเหยของ LNG ความสามารถของ LNG ในการดูดซับพลังงานความร้อนปริมาณมากขณะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นก๊าซ ทำให้สามารถนำทรัพยากรความเย็นนี้ไปใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อควบแน่น CO₂ ที่จับได้สำหรับเก็บไว้ในรูปของเหลว หรือเพิ่มประสิทธิภาพของระบบปรับอากาศและระบบทำความเย็นบนเรือ SME มีโซลูชันเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ผสานระบบกู้คืนความเย็น (CRS) ซึ่งช่วยลดภาระไฟฟ้าที่ตกกับคอมเพรสเซอร์ ทำให้การใช้พลังงานบนเรือลดลง และลดการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิงตามมา ผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมสมัยใหม่ (SME) ของเราสามารถให้ประสิทธิภาพระดับเดียวกันกับเรือที่มีอยู่แล้ว โดยใช้กระบวนการที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO และโรงงานในหนานถงที่มีพื้นที่ 5,000 ตารางเมตร เราสามารถนำเทคนิคเดียวกันนี้ไปประยุกต์ใช้กับเรือที่มีอยู่แล้ว โดยเฉพาะเรือที่มีอัตราส่วนระหว่างขนาดเรือกับอัตราการใช้เชื้อเพลิง LNG ที่เหมาะสม

สรุป: ความมุ่งมั่นของ SME ต่อการลดคาร์บอน

การแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ: คือพื้นที่สำคัญยิ่งที่การดำเนินการตั้งแต่วันนี้จะส่งผลอย่างมากต่อการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในกองเรือทั่วโลก SME Group จัดหาโซลูชันด้านการถ่ายเทความร้อนที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ เพื่อลดการใช้เชื้อเพลิงและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงระบบกู้คืนความร้อนเสีย ระบบสนับสนุนการจับคาร์บอน วงจร S-CO₂ และระบบกู้คืนความเย็นจาก LNG SME Group ได้รับการรับรองโดย ANAB, IAF และ UKAS มีมาตรฐาน ISO 9001 และ ISO 14001 และมีผู้เชี่ยวชาญมากกว่า 100 ท่าน พร้อมให้บริการตลอดทั้งปี ณ โรงซ่อมเรือทั่วโลก โดยเฉพาะในจีนแผ่นดินใหญ่ เราให้การรับประกันสินค้าเป็นระยะเวลา 12 เดือน พร้อมแนวคิดหลัก “Beyond Concern” ที่สืบทอดมาอย่างยาวนาน เพื่อให้มั่นใจว่าโครงการทุกโครงการจะมีส่วนร่วมในการสร้างอนาคตทางทะเลที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืนยิ่งขึ้น ติดต่อผู้เชี่ยวชาญของ SME วันนี้ เพื่อเรียนรู้ว่าการแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานสามารถช่วยลดปริมาณคาร์บอนฟุตพรินต์ของเรือของท่าน และลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานได้อย่างไร