Круизные суда и эко-тренды в энергетическом переходе

Кира Коли • 19 февраля 2018

Сегодня около 360 круизных судов работают в океане, перевозя тысячи пассажиров в новые и в установленные места по всему миру. Круизный бум, который в последние годы пользуется этой отраслью, привел к росту и продвижению в настоящее время 93 новых судов, которые демонстрируют новейшие технологии, доступные сегодня. Теперь растущая популярность удаленных и авантюрных маршрутов, таких как полярные регионы и достопримечательности ЮНЕСКО, вызвала озабоченность по поводу воздействия на морскую среду и береговые линии. Заинтересованные стороны продолжают ждать принятия природоохранного законодательства, которое будет определять зеленые стратегии, принятые различными операторами. Здесь мы кратко рассмотрим некоторые из наиболее перспективных технологий, доступных сегодня круизной индустрии.

Кира Коли

С толчком к уменьшению локальных воздействий от увеличения трафика и выбросов судов в настоящее время разрабатываются десятки потенциальных решений, включая альтернативные виды топлива. Но новые виды топлива часто требуют дорогостоящих изменений бортовых систем и механизмов. Кроме того, необходимо учитывать соображения о доступности на местах и ​​в мире, методах производства и проблемах безопасности.

Святой Грааль для судоходной отрасли будет легко доступным топливом, которое может быть введено без значительного увеличения издержек или модификаций объектов на борту круизного судна. Не имея такого топлива, отрасль надеется разработать альтернативные варианты, доступные сегодня или в обозримом будущем, такие как сжиженный природный газ (СПГ) и биотопливо.

 Альтернативные виды топлива

Сжиженный природный газ (СПГ) представляет собой прозрачную, непахучую и нетоксичную жидкость, образующуюся при охлаждении природного газа до -162 ° C (-260 ° F). Сегодня это считается самым чистым в мире ископаемым топливом, и как таковой, СПГ получает наибольшую долю внимания в формах инвестиций и развития, поскольку торговля началась в 1960-х годах.

«В прошлом многим инженерам было поручено спроектировать аэродинамику воронки на круизном судне, чтобы частицы, выходящие из стека, не падали на палубу и ничего не подозревающих пассажиров. СПГ будет решать эту проблему мгновенно. Помимо того, что он более экологичен, он также является топливным типом, который становится все более доступным, и он просто имеет некоторые практические преимущества для круизной индустрии, что делает его очень привлекательным. Что касается морского энергетического перехода, то топливо для сжиженного природного газа - это то, что, по нашему мнению, будет ускорено как в круизной отрасли, так и в целом », - сказал Кьяртан Росс, MAN Diesel & Turbo и председатель« Зеленого корабля будущего ».

В 2000 году было запущено первое судно, работающее на СПГ, и сегодня в эксплуатации эксплуатируется около 75 судов, работающих на СПГ, а еще 80 находятся в стадии строительства. Ожидается, что в течение следующего десятилетия ожидается увеличение числа судов, работающих на СПГ, в связи с недавними стандартами выбросов NOx в Уровне III в Северной Америке и предстоящими 0,5% уровнями серы в европейских водах с 2020 года.

Крупнейший в мире круизный бренд Carnival Corporation расширяет возможности LNG по поставке СПГ. На церемонии в Гамбурге в сентябре 2017 года карнавал официально объявил о начале строительства первых семи круизных судов следующего поколения, которые будут полностью оснащены СПГ. К концу 2018 года они станут первой круизной компанией, использующей СПГ на открытом море и в порту.

Хотя СПГ украл прожектор для альтернативных видов топлива, есть много других вариантов, которые показывают большой потенциал в качестве замены масла в двухтопливных двигателях. Биотопливо и метанол представляют особый интерес, поскольку они также обеспечивают значительное сокращение выбросов NOx и твердых частиц (ТЧ).

Росс сказал: «Все большее число компаний специализируется на производстве биотоплива из устойчивых источников. Это довольно интересно, потому что это топливное решение, которое вы можете применить к любому судну, но проблемы стоят в пределах затрат, поскольку это значительно дороже - около 70-80% - по сравнению со стандартными ценами на топливо. И, конечно же, это важное соображение для многих судовладельцев. Но, как и во всех инновациях и новых методах, в какой-то момент поставщики найдут способ доставить продукт по сниженным ценам Вопрос в том, какое альтернативное топливо получит там первое место? Это гонка, в которой доступность и цены на топливо в конечном итоге решат, какое решение будет принято широко ».

Как и цена самого топлива, затраты на строительство или модернизацию двойных топливных судов, размер топливных баков и опасения по поводу безопасности также являются факторами, требующими рассмотрения.

 Электроэнергия

Экологические преимущества для охвата электроэнергией довольно очевидны и включают снижение шума и вибрации и снижение выбросов, таких как NOX, SOX и PM. «Это особенно важно в портах, населенных прибрежных районах и назначениях для делегирования окружающей среды. Норвегия - это захватывающее место, чтобы следить за ней прямо сейчас, поскольку она дает представление о том, что будущее принесет для круизных и паромных судов с точки зрения электрических. У них уже есть полностью электрические паромы в таких местах, как норвежские фьорды. Различные гибридные решения, такие как гибриды СПГ с батареями или, возможно, частично дизель-электрические двигатели, также могут быть сценарием, который я могу увидеть в ближайшем будущем. Можно сказать, что технология уже здесь, - сказал Росс.

Проблема с сегодняшней технологией батареи - это плотность энергии, влияющая на размер батарейных блоков на борту и круизный ряд электрических судов. Сегодняшняя технология позволит меньшим батареям-гибридным судам переключиться на нулевую эмиссию, электрическое движение вблизи прибрежных городов и в экологически чувствительных регионах и во время поездок в порты. Однако для океанских круизных судов батареи в настоящее время слишком велики, чтобы иметь в качестве основного источника питания большой круизный корабль, путешествующий на большие расстояния. Тем не менее, технология продвигается в темпе и, возможно, через 10 лет, батареи будут играть более заметную роль.

Силовые двигатели с батарейным питанием уже разрабатываются для небольших кораблей и производителей двигателей, таких как MAN Diesel & Turbo, которые готовят гибридные электрические решения для судов всех размеров. Исследовательский круизный оператор, Hurtigruten, также будет запускать два корабля-исследователя следующего поколения в течение следующих двух лет, которые станут первыми в мире батареями с гибридным питанием. Rune Thomas Ege, вице-президент Hurtigruten Global Communications, твердо верит, что будущее круизной индустрии является электрическим: «Мы видели Революцию Тесла на берегу, и я думаю, что революция Тесла подходит к морю. Когда это произойдет, мы уверены, что мы будем впереди, когда это произойдет ».

 Топливные элементы

Использование топливных элементов в качестве экологически чистых судовых двигателей также получило большое внимание от таких организаций, как Carnival и Royal Caribbean. Эта технология представляет собой еще один драматический шаг вперед для морской индустрии в зеленых инновациях.

Топливные элементы производят энергию, используя электрохимическую реакцию, а не горения. Процесс превращает топливо непосредственно в электричество и тепло, повышая эффективность работы. Вода является единственным отходом, поэтому они вызывают меньшее загрязнение и устраняют выбросы.

Согласно исследованию комиссии DNV GL от Европейского агентства по безопасности на море (EMSA), отрасль представляет собой десятки проектов, оценивающих семь различных технологий топливных элементов. Эти проекты включают щелочной топливный элемент (АФК), топливный элемент с протонной обменной мембраной (PEMFC), высокотемпературный PEMFC (HT-PEMFC), прямой метанольный топливный элемент (DMFC), топливный элемент из фосфорной кислоты (PAFC), топливный элемент с расплавленным карбонатом (MCFC) и твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ).

Росс сказал: «Топливные элементы - действительно захватывающая технология. Задача с моей точки зрения заключается в поиске способов увеличения размеров заводов топливных элементов на круизных судах, чтобы они выступали в качестве энергетических решений для больших судов. Но это довольно интересно, потому что если вы рассматриваете гибридные круизные суда с батареями, такое решение может быть также использовано для топливных элементов, работающих на метане, например. Были эксперименты с некоторыми топливными элементами, которые тестировали различные виды топливных элементов - некоторые работают лучше других. Еще одна большая проблема заключается в повышении эффективности технологий, но это технология, которая будет очень интересна ».

Поскольку топливные элементы становятся дешевле и эффективнее, это решение станет более жизнеспособным в значительной степени, чтобы управлять функциями отеля круизного судна.

Royal Caribbean Cruises (RCL) объявила, что технология топливных элементов будет играть свою роль на своих кораблях Icon-класса, которые строятся Мейер Турку для доставки в 2022 и 2024 годах. В 2017 году ABB пилотировала первую в мире систему топливных элементов RCL Oasis, проверяя его способность эффективно обеспечивать энергию впереди линии, устанавливающей технологию на предстоящих сосудах Icon-класса. Ожидается, что корабли Icon будут работать в основном на сжиженном природном газе, но также будут иметь топливо для дистиллятов, которое они могут запускать при вызове на порты, не имеющие инфраструктуры СПГ.

Карнавал также инвестирует в исследования и разработки топливных элементов. Круизная линия считает, что топливные элементы будут иметь место и играть роль в зеленом переходном круизном секторе, вопрос, заданный SVP Maritime Affairs Tom Strong, - «где технология сидит в грандиозной схеме?»

 Системы очистки выхлопных газов

Одной из технологий, которые уже доступны сегодня, являются системы очистки выхлопных газов. В настоящее время основное внимание уделяется сокращению выбросов оксидов серы (SOx) морских судов в течение некоторого времени из-за вредного воздействия на окружающую среду и здоровье человека. Именно здесь система очистки выхлопных газов приносит пользу отрасли, а также является одной из тех методов, которые используются судами для поддержания уровня Tier III, тем более что он не имеет ограничений по размеру судна, которое может извлечь из него выгоду.

Это еще одно решение, в котором такие организации, как Wärtsilä и Carnival, вкладывают значительные средства из-за своей способности удалять основные загрязняющие вещества из выхлопных газов в море, во время маневрирования и в порту. Планируя инвестировать до 400 миллионов долларов, Carnival занимается разработкой, строительством и установкой технологий очистки выхлопных газов на более чем 70 судах.

Росс объясняет: «Сейчас проблема заключается в том, что никто не знает, когда и что будет в будущем. Судно, построенное в настоящее время, должно будет действовать в более строгом природоохранном законодательстве и контроле, поэтому наилучшим интересам судостроителя будет строительство судна таким образом, чтобы его можно было легко модернизировать в соответствии с будущим законодательством. Как промышленность, производители также очень хотели бы знать, что будет требовать наше оборудование, чтобы мы знали, что мы должны продвигать наши исследования и разработки. Это серьезная проблема не только для круизной индустрии, но и для всего судоходного мира ».

Как опубликовано в февральском выпуске журнала « Морские репортеры и инженерные новости» от февраля 2018 года: https://magazines.marinelink.com/nwm/MaritimeReporter/201802/#page/1