Tekes, Energiatehokkuudesta liiketoimintaa

22-05-2012

Energiatehokkuus-, ympäristö- ja turvallisuusnäkökohtia

laivanrakennuksesta

Paasitorni, Helsinki

Tero Mäki-Jouppila

Laivojen vaikutukset ympäristöönsä

22-05-2012

Haasteita laivanrakennuksessa

22-05-2012

Rajoitettu

tila

Pienen

kaupungin

infrastruktuuri

Keveys

&

energian

säästö

Lujuus

&

turvallisuus Nopeus Energian-

kulutus

Ympäristö /

päästöt

Energian-

kulutus

Pakokaasujen päästörajoitusalueet

22-05-2012

SOx – Päästörajoitukset

22-05-2012

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024

Sulp

hur-

%

19.5.2006

1.1.2012

1.1.2020

MARPOL: 19.5.2006

EU: 11.8.2006

EU: 11.8.07

MARPOL: 22.11.07

1.7.2010

1.1.2015

EU Ports and Inland 0.1 %: 1.1.2010

California

MDO

30.6.2009 Greek

ports

ECAs

GLOBAL limit

0.1

California

MGO

30.6.2009

or 2025 based on

review by 2018

• Rikkipitoisuusrajoitukset kaikille laivoille

• Joko käytettävä pienempipitoisuuksista polttoainetta tai puhdistettava pakokaasuja

NOx – Päästörajoitukset

22-05-2012

IMO Tier II

1.1.2011...

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024

NO

x [ g

/kW

h ]

<300 rpm

500 rpm

>1200 rpm

in ECAs

IMO Tier III

1.1.2016...

IMO Tier I

1.1.2000...

17

9,8

7,7

2,0

14,4

3,4

13,0

10,5

2,6

Tier I:45 × n-0,2

Tier II:44 × n-0,23

Tier III: 9 × n-0,2

Engine technologies SCR, LNG, other fuels

outside ECAs

review for tier III

2012-2013

• NOx rajat uusille marine-moottoreille > 130 kW

• Katalysaattorit ja LNG ratkaisuja päästörajoituksien alittamiseen

CO2 päästöt

22-05-2012

• Hiilidioksidipäästöjen rajoittamiseksi IMO:ssa (International Maritime Organisation) on tekeillä vaatimus risteilijöiden energiatehokkuudelle. Rahtialuksille kyseinen on jo olemassa

• EEDI (= Energy Efficiency Design Index )

• Ideana on verrata aluksen kuluttamaa tehoa sen kuljetussuoritteeseen ja asettaa tälle suhdeluvulle vaatimukset

hiilidioksidin tuotto

EEDI = ---------------------------------------

kuljetuskapasiteetti x nopeus

LNG – Nesteytetty maakaasu

• Merkittävästi pienemmät pakokaasupäästöt

• Kaasuvarannot merkittävästi öljyvaroja suuremmat

turvattu energianlähde pitkälle tulevaisuuteen

• (Potentiaalisesti) edullisempi hinta

• Puhtaampi palaminen pienemmät huoltokustannukset

Edut:

• CO2 päästövähennys 25 – 35 %

• NOx päästövähennys 85 % (täyttää IMO Tier III

vaatimukset NOx ECA-alueille)

• SOx vähennys 100%

• Ei lainkaan hiukkaspäästöjä

• Ei näkyvää savua

Haasteet:

• Jakeluverkosto vielä puutteellinen

• LNG:n koostumus vaihtelee alkuperän mukaan

• Hinta määräytyy tapauskohtaisesti,

”pienasiakasmarkkinat” vielä kehittymättömät

22-05-2012

Laivan energiankulutuksen jakautuminen

22-05-2012

AC kompressorit

Konehuoneen apusysteemit Propulsio

Hotellin kulutus

Keulapotkurit

54 %

15 %

12 %

1 %

18 % Propulsioteho

Konehuoneen apusysteemit

Ilmastoinnin jäähdytyskompressorit

Keula- ja perätrusterit

Hotellin kulutus

• Tehokkain tapa säästää energiaa on

vähentää propulsiotehon tarvetta

parantamalla hydrodynaamista

hyötysuhdetta

• Pyrittävä tarpeenmukaiseen säätöön

• Laite- ja systeemitoimittajat kehittävät

järjestelmiään energiatehokkaammiksi

tahoillaan

• Risteilijän tyypillinen energiankulutusjakauma

Energiatehokkuus

Alhaiset Taloudellinen Tehokas

energian tarpeet operointi energian tuotto

Energian tarve

• Energiatehokkuus ykkössijalla

suunnittelussa

• Paino-optimointi

• Tilojen pienentäminen

• Energiatehokkaat laitteet

• Optimoitu runkomuoto ja

ulokkeet

• Tehokas propulsio

Operointi

• Reitin optimointi

• Nopeuden alentaminen

• Trimmin säätö

• Optimoitu bunkerointi

• Laituriliitännät satamissa

• Kierrätys

Energian tuotto

• Tehokas koneisto

• Optimointi todellisiin

operointiolosuhteisiin

• Hukkalämmön hyötykäyttö

• Päästöjenvähennysmenetelmät

• LNG ja biopolttoaineet

• Tuuli- ja aurinkovoiman

hyödyntäminen

Matkustajat

Hotellitoiminnot

Laivatoiminnot

Polttoaine

Sähkön tuotto

Lämmön tuotto

22-05-2012

Energiatehokkuus uudisprojekteissa

22-05-2012

• Konseptin kehitys-/ myyntivaiheessa, ennen sopimusta

◦ Määritellään laivan energiatehokkuustaso ja tavoitteet

◦ Voimalaitos- ja propulsiotyypit määritetään ja mitoitetaan alustavasti

◦ Tilavaraukset ja mahdolliset tulevat energiasäästömahdollisuudet määritetään

• Perussuunnittelu- ja hankintavaihe

◦ Laitteiden ja järjestelmien energiatehokkuus-/ kustannusvertailut

◦ Systeemien suunnittelu ja energiatehokkuusoptimointi

• Valmistussuunnitteluvaiheessa

◦ Energiatehokkaan operoinnin manuaalin ja laivan energiatehokkuuden hallintasuunnitelman laatiminen (SEEMP)

• Projektin kuluessa reaaliaikainen seuranta

• Luovutuksen jälkeen

◦ Järjestelmien energiatehokkuusoptimointi ja energiatehokkuuden verifiointi

Contract Step 1 Step 2 Step 3 Step 4 Step 5 Step 6 Step 7 Step 8 Step 9 Step 10 Step 11 Step 12 Step 13 Step 14 Step 15 Step 16 Step 17

Ene

rgy

eff

icie

ncy

val

ue

[kg

/AP

CD

]

Blu Motion, Energy Efficiency follow-up diagram

Estimated design value [kg/APCD]

Contractual value [kg/APCD]

Kiitos!

22-05-2012

Tekes, Energiatehokkuudesta liiketoimintaa