^Do góry
baner

Droga do zerowej emisji CO2 oraz NO2

        AVL Large Engine TechDays to ugruntowane forum, na którym światowi eksperci branżowi z dużych projektantów silników, producentów OEM, dostawców i grup użytkowników, takich jak armatorzy i operatorzy lokomotyw, spotykają się i omawiają swoje plany dotyczące strategii dekarbonizacji oraz okazja do prezentacji sukcesów. 

W nadchodzących dekadach a nawet najbliższych latach producenci i dostawcy silników - napędów będą musieli zmierzyć się z różnymi globalnymi wyzwaniami.  Ograniczenie globalnego ocieplenia, uniknięcie dalszej emisji gazów cieplarnianych i poprawa lokalnej jakości powietrza będzie miało bezpośredni wpływ na odpowiednie przepisy. 

Aby sprostać tym wyzwaniom w dążeniu o lepszą jakość powietrza, przemysł musi nadal poprawiać wydajność tradycyjnych układów napędowych, a także przyspieszać elektryfikację układu napędowego. Opracowywane są nowe rozwiązania napędów o zerowym wpływie na środowisko. Testowanie i walidacja mają kluczowe znaczenie dla osiągnięcia tego celu i zapewnienia najwyższej jakości wyników. Jednak obsługa szerokiego zakresu zadań testowych, metod i produktów wymaganych przez ten proces może już sama w sobie stanowić wyzwanie.  

Emisje zanieczyszczeń stanowią realne i znaczące zagrożenie dla zdrowia ludzi. Zagrożenie powiększa gęstość źródeł zanieczyszczeń i ich bliskość z ludźmi. Niektóre miasta już planują wprowadzić zakaz używania starszych, bardziej zanieczyszczających napędów, podczas gdy inne koncentrują swoje ograniczenia na pojazdach z silnikiem Diesla, co szczególnie dotyczy barek motorowych. 

Układy napędowe, które osiągają emisję zerową, wymagają wysoce zaawansowanych rozwiązań oczyszczania spalin. Wszystkie barki z napędem spalinowym w Unii Europejskiej będą potrzebować filtrów cząstek stałych (GPF). Będziemy musieli zredukować emisję PN, szczególnie w niskich temperaturach i podczas przejściowych manewrów, takich jak użycie maksymalnej mocy w sytuacjach ekstremalnych. Silniki Diesla charakteryzują się niestety wysoką emisją NOx i NO2. Pod pojęciem NOx rozumie się sumę udziałów tlenków azotu NO (tlenek azotu II) oraz NO2 (tlenek azotu IV, dwutlenek azotu) zawartych w spalinach przeliczonych na NO2, który następnie reagując z wodą tworzy kwas azotowy i azotawy, składniki kwaśnych deszczy. Oddziaływają one destrukcyjnie na ekosystemy leśne oraz zbiorniki wodne. U ludzi prowadzi to do powstania chorób płuc takich jak astma, a także podrażnień dróg oddechowych. W reakcjach z węglowodorami, pod wpływem światła słonecznego, prowadzi do powstania ozonu (gazu cieplarnianego), a ten staje się składnikiem tzw. smogu fotochemicznego

Oprócz katalizatorów dostępne są alternatywne metody redukcji emisji. Należą do nich dedykowane strategie operacyjne w celu bardziej wydajnego działania systemów napędu oraz grzejniki elektryczne, które znacznie szybciej ogrzewają katalizatory, aby zmaksymalizować ich skuteczność. Dostosowanie rozwiązania tak, aby idealnie pasowało do specyficznych potrzeb założonych zadań testowych klienta, wymaga holistycznego podejścia uwzględniającego jak najwięcej zmiennych. Tylko kompletna i kompleksowa oferta produktów zapewnia rozwiązania dla różnych wymagań testowych w procesie projektowania nowoczesnego silnika okrętowego - całego zespołu napędowego. Wszystkie urządzenia i systemy wymagane dla konkretnej aplikacji muszą być bezproblemowo zintegrowane, co zapewnia wysoce zautomatyzowany najnowocześniejszy system testowy. 

Paliwa alternatywne 

Paliwa, takie jak gaz ziemny i biopaliwa oraz paliwa przyszłości, jak e-paliwa i wodór, mają ogromny potencjał jako źródła energii w nowych, czystszych układach napędowych. Wiąże się to z budową silników, które maksymalnie wykorzystują nową generację paliw alternatywnych. E-paliwa są paliwami gazowymi lub ciekłymi do silników spalinowych, które powstają przez przekształcenie odnawialnej energii elektrycznej w chemicznie związane nośniki energii. Przykładami są wodór, metan, metanol, eter oksymetylenowy (OME), eter dimetylowy (DME) lub paliwa Fischera-Tropscha. Zastosowanie tych e-paliw może potencjalnie pomóc przekształcić dzisiejsze silniki spalinowe w efektywne neutralne pod względem emisji CO2 na układy napędowe o zerowej emisji. Wiąże się to z koniecznością budowy nowych konstrukcyjnie silników lub dostosowania właściwości paliw do istniejących jednostek napędowych, ze stopniową tendencją ich modernizacji. Stosowanie czystego oleju roślinnego bez komponowania z olejem napędowym wymaga zmian w konstrukcji silnika. Stuprocentowym paliwem rzepakowym mogą być zasilane silniki o odmiennej konstrukcji, np. silnik Elsbetta. Już obecnie produkowane są silniki dla wojska, które mogą być zasilane olejem napędowym, benzyną, biodieslem czy spirytusem. Przeważa pogląd, że to "paliwo do silnika, a nie silnik do paliwa" powinno być dostosowane. Skład chemiczny i cechy paliwa powinny być takie, aby bez narażania klienta na zbyteczne wydatki mógł korzystać z zakupionego silnika o określonej konstrukcji. 

Celem jest  stworzenie na terenie całej wspólnoty europejskiej przyjaznych warunków dla rozwoju paliw alternatywnych – z gazem ziemnym na czele. Najbardziej optymalnym paliwem dla statków w tym barek motorowych aktualnie jest zastosowanie skroplonego gazu ziemnego LNG. Stosowanie CNG (gaz ziemny sprężony do ciśnienia 20–25 MPa) i LNG jako paliwa dla transportu znalazły się w ostatnim czasie w centrum uwagi decydentów z Brukseli i stolic Unii Europejskiej. Dla terminalu do odbioru skroplonego gazu ziemnego (LNG) w Świnoujściu jest to szansa na zostanie liderem regionalnym w zakresie dostarczania paliw alternatywnych. Zachodzi jednak konieczność przebudowy statków z paliwa „brudnego” tj. jednostek napędzanych dieslem na gaz ziemny. Przestawianie statków na LNG powinno być stymulowane przez odpowiednie programy rządowe. W Gdańskiej stoczni REMONTOWA wybudowane zostały już cztery siostrzane promy zasilane LNG (Moldefjord, Fannefjord, Romsdalsfjord, Korsfjord). Na początku 2014 r. na świecie w użyciu było tylko 48 statków napędzanych LNG, a kolejne 55 znajdowało się na etapie zamówień. Duńska Administracja Morska ocenia, że w 2020 roku w obszarze SECA powinno funkcjonować w przybliżeniu 1000 statków wykorzystujących LNG jako paliwo, a roczna konsumpcja skroplonego gazu ziemnego powinna osiągnąć poziom 4,3 mln ton. Przewidywania wskazują, że najbliższe lata staną się okresem dynamicznego rozwoju zastosowań LNG przez armatorów także na śródlądziu. Istotnym czynnikiem dla wzrostu popularności gazu ziemnego w transporcie jest rozwój odpowiedniej sieci tankowania pojazdów zasilanych gazem CNG. Zgodnie z dyrektywą 2014/94/UE punkty tankowania powinny zostać priorytetowo rozmieszczone w aglomeracjach i innych obszarach gęsto zaludnionych. 

W zakresie wdrożenia paliw gazowych w UE zawarto następujące założenia: 

– CNG – powstanie sieć stacji tankowania sprężonego gazu ziemnego, gdzie odległości między obiektami nie powinny przekraczać 150 kilometrów; 


– LNG – powstanie sieć stacji tankowania skroplonego gazu ziemnego co 400 kilometrów wzdłuż szlaków transportowych TEN-T;
 


– LNG dla żeglugi – zostaną udostępnione punkty tankowania skroplonego gazu ziemnego dla jednostek pływających po wodach morskich oraz śródlądowych; 


– CNG i LNG –zostaną przyjęte jednolite standardy dla infrastruktury tankowania obu paliw gazowych.
 

Wodór stanowi kolejną alternatywę dla paliw tradycyjnych. Zaletą silników napędzanych wodorem jest brak emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Poważną niedogodnością w zakresie stosowania wodoru jest problem z jego magazynowaniem i dystrybucją. Według informacji Instytutu Transportu Samochodowego w marcu 2015 r. na świecie funkcjonowały 184 stacje tankowania wodoru (82 w Europie, 63 w Ameryce Północnej, 39 w Azji). Komercyjny rozwój technologii napędu wodorowego powinna nastąpić w latach 2040-2050. W Polsce nie istnieje infrastruktura do tankowania wodoru. Nie ma też podstaw do rozwoju punktów tankowania wodoru w Polsce w najbliższych latach. 

Wdrożenie paliw alternatywnych przyniesie przede wszystkim korzyści ekologiczne (zmniejszenie emisji spalin, redukcja hałasu w obszarach zabudowanych). Nie mniej ważne są względy ekonomiczne (eksploatacja takich pojazdów jest tańsza) czy wymiar bezpieczeństwa - paliwa alternatywne są pozyskiwane na rynku krajowym. 

Opracował: Władysław Wąsik na podstawie materiałów zamieszczonych na stronach internetowych.

 

Wyszukiwarka

Copyright © 2013. Mateusz Haglauer Rights Reserved.


Ta strona używa plików Cookies. Dowiedz się więcej o celu ich używania i możliwości zmiany ustawień Cookies w przeglądarce. Polityka cookies