Сокращение выбросов загрязняющих веществ в судоходстве может быть достигнуто за счет использования экологически чистых альтернативных видов топлива, таких как жидкий аммиак, для которого требуются отказоустойчивые и герметичные насосы, пишет Томас Бёкенбринк, ведущий менеджер по продукции “Насосы” компании LEWA.
<p
В 2021 году по всему миру морским транспортом будет перевезено в общей сложности около 11 миллиардов тонн грузов, что соответствует почти 90 процентам всех торговых грузов. Вырабатывая более 1 миллиона тонн парниковых газов, судоходная отрасль обеспечивает около 3 процентов глобальных выбросов углекислого газа в год. Кроме того, существуют и другие загрязнители, такие как оксиды серы, оксиды азота, летучие органические соединения и озоноразрушающие вещества (ОРВ). В прибрежных районах, определенных Конвенцией МАРПОЛ как зоны контроля выбросов (ЗКВ), на эти загрязняющие вещества устанавливаются все более строгие ограничения. Аммиак (NH3) в настоящее время выходит на первый план в поисках экологически чистых альтернативных видов топлива по сравнению с тяжелым мазутом, который преимущественно использовался до сих пор. В отличие от СНГ и СПГ, он не выделяет CO2 при сгорании. Однако этот газ токсичен для людей и животных, а также очень вреден для окружающей среды. Поэтому технология использования жидкого аммиака в качестве топлива должна быть герметичной и обеспечивать максимальную безопасность эксплуатации. Мембранные насосы высокого давления LEWA’ отвечают этим требованиям. Благодаря стандартным механизмам безопасности они подходят для работы с опасными, токсичными и экологически вредными жидкостями, такими как NH3, даже в экстремальных условиях эксплуатации.
В 2018 году только в одном из городов мира, где в качестве топлива используется жидкий аммиак, было зарегистрировано несколько случаев его использования
В одном только 2018 году судоходная отрасль вызвала в общей сложности 1 076 миллионов тонн выбросов парниковых газов, в том числе 1 056 миллионов тонн CO2. По сравнению с 2008 годом этот показатель увеличился примерно на 90 %. Если ситуация в отрасли не изменится, то в ближайшие 25 лет ожидается рост выбросов до 130 процентов от уровня 2008 года. Чтобы улучшить эти прогнозы, Международная морская организация (IMO) разработала в 2018 году стратегию борьбы с парниковыми газами, цель которой – сократить выбросы углекислого газа в судоходной отрасли на 40 % к 2030 году и на 70 % к 2050 году. В дополнение к ECA, определенным в соглашении MARPOL, которые в будущем будут расширены, индекс энергоэффективности конструкции новых судов (EEDI) и план управления энергоэффективностью судов (SEEMP) регулируют энергоэффективность и выбросы CO2 вновь построенных судов. Более старые модели с грузоподъемностью более 400 GT, напротив, должны соответствовать новым правилам Индекса энергоэффективности для существующих судов (EEXI) с 2023 года.
<p
Жидкий аммиак как экологичное судовое топливо
С целью снижения выбросов и расхода топлива при одновременном повышении производительности и обеспечении экономичности эксплуатации двухтопливные варианты двухтактных судовых дизельных двигателей уже несколько лет завоевывают рынок. Они обеспечивают высокую степень гибкости в отношении используемого топлива – от чистого судового дизельного топлива или тяжелого мазута до газа. Что касается газа, то на сегодняшний день в основном используются СПГ и СНГ (пропан/бутан), которые особенно подходят для танкеров со сжиженным газом. Однако это ископаемые газы, и хотя при их сгорании выделяется меньше загрязняющих веществ, они все же выделяют значительное количество CO2. Кроме того, СПГ состоит преимущественно из метана (CH4), который примерно в 25 раз более вреден для климата, чем CO2, а в двухтактных судовых дизельных двигателях небольшое его количество неизбежно улетучивается – это явление называется метановым проскоком. По этой причине СПГ и СНГ являются лишь промежуточными технологиями на пути к полностью безуглеродному движению судов.
Впервые использованный в качестве альтернативного топлива в 1943 году из-за нехватки дизельного топлива, аммиак (NH3) при сгорании не выделяет твердых частиц, оксидов азота или CO2 и не разрушает озоновый слой. До сих пор его получали из азота (N2) и водорода (H2) с помощью процесса Хабера-Боша, который требует большого количества энергии. Производство водорода особенно важно с экологической точки зрения, поскольку до сих пор H2 получали из ископаемого газа метана. Однако с разработкой процессов устойчивого производства H2 путем гидролиза с использованием возобновляемых источников энергии в промышленных масштабах, NH3 становится привлекательным топливом для чистых и устойчивых судовых силовых установок. Это также дает положительный ответ на важный вопрос, связанный с бодрствованием (WTW): При рассмотрении новых видов топлива важно учитывать не только процесс сгорания в судовом двигателе, но и весь баланс производства топлива. Благодаря новым технологическим процессам NH3 также может стать привлекательным вариантом.
В конце года, в конце года, NH3 будет использоваться в качестве топлива
В конце 2023 года был запущен первый в мире проект по производству аммиака для балкеров. В рамках четырехстороннего соглашения бельгийский оператор балкеров CMB.TECH назначил производителя двигателей WinGD, а также компании CSSC Qingdao Beihai Shipbuilding (QBS) и CSSC Engine Co (CSE) для производства первых восьми балкеров дедвейтом 210 000 тонн, работающих на NH3. Они будут поставлены в течение следующих трех лет.
Герметичная технология насосов в двухтопливных приводах NH3
Производитель двигателей MAN Energy Solutions также ожидает скорого увеличения доли этого топлива до 40 % от общего количества топлива для двухтопливных двухтактных двигателей к 2030 году. Учитывая эти многообещающие прогнозы, неудивительно, что заказ на первые грузовые суда, работающие на аммиаке, уже размещен, хотя морские двигатели для этого применения все еще находятся в стадии разработки. По сравнению с СНГ или СПГ, NH3 в качестве топлива имеет свои проблемы: Даже в очень малых количествах этот пахучий газ очень токсичен для людей и животных, и он вступает в реакцию с другими загрязнителями воздуха, образуя в атмосфере нежелательные твердые частицы.
Поэтому для безопасного и надежного перемещения NH3 внутри судна и его точного впрыска в двигатель требуется отказоустойчивая, герметичная насосная технология. Задача: Обычные плунжерные насосы, которые обычно используются для подобных применений под высоким давлением, имеют естественную утечку в уплотнении плунжера из-за своей конструкции. Поэтому для систем подачи топливного газа (FGSS) в двухтопливных судовых силовых установках с NH3 можно использовать только мембранные насосы высокого давления без динамических уплотнений. Это позволяет создать герметичную рабочую камеру, исключающую возможность выброса вредных веществ.
Триплексные мембранные насосы для FGSS
Благодаря своей прочной конструкции с максимальной надежностью в эксплуатации трехсекционные мембранные насосы LEWA с низкой пульсацией до сих пор хорошо зарекомендовали себя в качестве топливных насосов в FGSS, в первую очередь для LPG, но ничто не мешает использовать их для NH3. Требуемое давление около 85 бар легко реализуется с помощью трехсторонних мембранных насосов LEWA. Для насосных головок серии M900, проверенных в эксплуатации в течение многих лет, это значение находится даже в нижнем диапазоне возможного спектра рабочих характеристик, который простирается до 500 бар. Частицы или остатки масла в топливе также могут перекачиваться без каких-либо проблем. Поскольку мембранные насосы неограниченно безопасны при сухом пуске, дорогостоящие поломки невозможны даже при наличии других неисправностей в FGSS. Кроме того, системы спроектированы таким образом, что их обслуживание и ремонт могут осуществляться экипажем непосредственно на борту с помощью простых средств.
Запатентованная многослойная мембрана со встроенной системой контроля обеспечивает герметичность трехсекционных мембранных насосов LEWA даже в случае повреждения мембраны. Это гарантирует отсутствие утечки опасного NH3 даже в экстремальных условиях эксплуатации. Встроенная защита от избыточного давления и опциональный контроль насоса с помощью системы LEWA Smart Monitoring дополняют высокие стандарты эксплуатационной безопасности. В ближайшие несколько лет интеллектуальные системы мониторинга станут более актуальными в судоходной отрасли, поскольку цифровизация развивается и в этой сфере. Зачастую вновь построенные грузовые суда уже становятся “умнее”. Поскольку NH3 является чистым и устойчивым морским топливом в долгосрочной перспективе, соответствующие приводы также могут сыграть свою роль в развитии автономных “умных” судов в ближайшие десятилетия.
Читать подробнее
Исследование показало хорошее качество воздуха в районе порта Тайн
</blockquote
The post Снижение выбросов загрязняющих веществ при перевозках appeared first on Logistics Business.