transport naval (Автосохраненный)

8/13/2019 transport naval ()

1/45

1

UNIVERSITATEA ,,DUNREA DE JOS,, DIN GALAI

FACULTATEA TRANSFRONTALIER DE TIINE ECONOMICE I INGINERETI

SPECIALITATEA : INGINERIE I PROTECIA MEDIULUI N INDUSTRIE - ANUL IV

Coordonator : Conf. dr. ing. Uzuneanu Kristina Student : Caranfil Victoria

CAHUL 2014


2/45

2

CUPRINS

INTRODUCERE

CAPITOLUL I. CARACTERISTICILE MOTOARELOR NAVALE

1.1REGIMURILE TERMICE DE FUNCIONARE1.2 INFLUENA AVANSULUI LA INJECIE ASUPRA DURATEI ACCELERRII

CAPITOLUL II. EFECTELE SUPRAALIMENTRII I METODELE DE REDUCERE A

EMISIILOR

2.1 TIPURI DE SUPRAALIMENTRI A MOTOARELOR DIESEL

2.2 ECHIPAMENTE DE REDUCERE A EMISIILOR POLUANTE

2.3 METODE DE MINIMIZARE A NOXELOR

CAPITOLUL III. CADRUL LEGISLATIV PENTRU EMISIILE PRODUSE DETRANSPORTUL NAVAL

3.1 GRADUL DE POLUARE DE CTRE TRANSPORTUL NAVAL

3.2 NORME DE MONITORIZARE A GAZELOR CU EFECT DE SER

3.3 PROIECTUL TEHNOLOGIC A UNEI NAVE ECOLOGICE

3.3.1 TEHNOLOGII N FAZ DE PROIECTARE A UNEI NAVE PENTRU REDUCEREAEMISIILOR POLUANTE

CONCLUZII I RECOMANDRI

BIBLIOGRAFIE


3/45

3

INTRODUCERE

Emisiile la nivel mondial n industria transportului naval sunt aproximativ de 1 miliard

de tone pe an, reprezentnd 3% din totalul mondial de gaze cu efect de ser(GES) ide 4% din

totalul emisiilor din UE. Fr aciuni, aceste emisii sunt de ateptat sa devin duble pn n

2050. Acest lucru nu este compatibil cu obiectivul convenit la nivel internaionalde a menine

nclzirea global sub 2 C, ceea ce presupune emisii la nivel mondial s fie cel puin

njumtitfade nivelurile din 1990pn2050.

Scopul lucrrii este de a identifica cauzele generriide emisii poluante n motoarele cu

ardere interndin transportul naval, astfel pentru realizarea scopului ne-am propus urmtoarele

obiective :

- Studierea caracteristicilor motoarelor Diesel navale i regimurile lor defuncionare ;

- Identificarea tipurilor de supraalimentare la motoare iimportanalor;- Optimizarea msurilorde reducere apoluriiproduse de transportul naval;- Abordarea normelor juridice actuale i adoptarea unor msuri la nivel mondial

pentru reducerile efective ale emisiilor;

- Promovarea proiectului ,,Corabia Verde a Viitorului,,Suport teoretico-tiinific. Pentru elaborarea acestui proiect am studiat monografii i acte

administrative ale autorilor autohtoni precum: Buzbuchi Nicolae, Popa Gheorghe.M.,

Negurescu Nicolae., Pan Constantin i strini ca : Hans Zellbeck . inndcont de scopul i

obiectivele proiectului, aceast lucrare a fost conceput avnd urmtoarea structuri anume,

este constituitdin introducere, 3 capitole , 20 de figuri, 3 ecuaii , concluzii irecomandri,

bibliografie.

n capitolul I , ne-am propus prezentarea unor aspecte eseniale legate de motoarele

Diesel i de influenele regimurilor tranzitorii de funcionare ale motoarelor cu ardere


4/45

4

intern, alimentate cu combustibili grei, asupra performanelor dinamice i ecologice ale

navelor maritime i fluviale speciale pe care acestea le echipeaz.

Capitolul II, aici am definit tipurile de supraalimentri, adic mbogirea cilindrilor cu

amestec proaspt pentru mbuntirea performanele motorului . De asementea am efectuat un

experiment a unei turbine cu geometrie variabilmetod de reducere a emisiilor netratate, ce

reduce timpul de rspuns la accelerare al motorului, iar la creterea seciunii de curgere agazelor arse, scade contrapresiunea din traseul de evacuare. Arderea este mult mai complet,

datorit injeciei combustibilului la presiuni mari i a utilizrii supraalimentrii cu turbine cu

geometrie variabil, conduce la emisii mai reduse i de particule.

n cadrul capitolului III, am identificat cele mai importante norme cu privire la emisiile cauzate de

transportul naval , standarte de calcul al consumului total de combustibilul al unei nave pentru a

reduce impactul asupra mediului, de asemenea am prezentat i proiectul ,, Corabia Verde a

Viitorului,, care a introdus n fazele de proiect a unei nave tehnologii de reducere a emisiilor.

Efectele de optimizare i tehnologiile alese au condus la o reducere a costurilor de combustibil de

mai mult de 23 % . Prin introducerea acestor tehnologii a rezultat o scdere a emisiilor

considerabil i anume : 39 % la emisiile de CO2 , 93 % de NOx i 98 % de SOx .

Un pas important n construciile navale l constituie utilizarea energiei nucleare la

propulsia navelor. n perspectiva dezvoltrii construciilor navale pe plan mondial sunt de ateptat

perfecionri viitoare multiple prin adoptarea unor soluii economice pentru dezvoltarea unor

probleme de propulsie, micorare a rezistenei la naintare.


5/45

5

CAPITOLUL I. CARACTERISTICILE MOTOARELOR NAVALE

1.1REGIMURILE TERMICE DE FUNCIONAREMotorul cu ardere internse compune din: organe fixe, echipamente mobile i

sistemele motorului care fac posibila funcionare a sa. Organele fixe constituie structura de

baza a motorului, suportul echipamentelor mobile i al sistemelor motorului, avnd rolul de a

prelua solicitrile determinate de forele i momentele produse n timpul funcionrii de

mecanismele proprii i de consumator. Tipul motorului, mrimea i destinaia sa influeneaz

particularitile constructive i gradul de echipare. Se poate face o clasificare din acest punct de

vedere: motoare uoare (MAS i MAC), motoare diesel de putere medie i motoare diesel de

putere mare utilizate n transportul naval. Din punct de vedere constructiv, structura cea mai

complexo au motoarele diesel navale de mare putere, dar componentele lor se regasesc, sub

diferite forme i la celelalte categorii de motoare. Motoarele diesel sau pe benzin sunt n 2 timpi

sau n 4 timpi. Majoritatea motoarelor sunt n 4 timpi, dar unele motoare mari funcioneaz n 2

timpi, n principal cele de pe nave.

La motorul Diesel, n cilindru este aspirat doar aer curat, care este comprimat mai mult

(raportul de comprimare 14:1 pn la 25:1 fade motorul Otto cu 4:l pnla 10:1). Aerul atinge

astfel o temperatura de 7000 C pn la 9000C. La sfaritul comprimrii este injectat n cilindrula presiune ridicat o anumit cantitate decombustibil Diesel (motorina). Din cauza temperaturii

ridicate combustibilul se autoaprinde. Picaturile de combustibil injectat, pulverizate fin, se

amestec cu aerul comprimat din camera de ardere, se nclzesc, se evapori se aprind. Acest

proces dureaza circa 1/1000 s i este cunoscut sub numele de ntrziere i aprindere. Picturile

pulverizate n jetul injectat sunt distribuite neuniform: picaturile mici n zonele periferice,

picturile mari n zona central. Arderea se iniiaz la exterior (picturile mici vaporizndu-se

primele), apoi se aprind i picturile mai mari din interiorul jetului. Injectarea combustbilului

continu i dupa iniierea arderii (,,ardere principal"). Dac o particulde combustibil Diesel arde

incomplet la prima ardere, sau dacntrzierea la aprindere este prea mare, arderea are loc violent,

cu explozie (fenomenul fiind cunoscut sub numele de detonaie), iar motorul funcioneaz

neuniform, cu zgomote metalice puternice. La motorul Diesel exist aceleai variante de

funcionare (motor n patru timpi i n doi timpi).


6/45

6

Regimul de funcionare al unui motor naval este caracterizat de condiiile de exploatare,

reliefate prin indicatorii de putere mecanici deeconomicitate, analizai din punctul de vedere

al solicitrilor termice i mecanice. Trei sunt mrimile fundamentale care definesc regimul

de funcionare al unui motor: sarcina, turaia arborelui cotit i regimul termic al agregatului.

Pentru aprecierea calitativ i cantitativ a regimului de funcionare, se folosesc urmtoarele

categorii de indicatori: economico-energetici (consumurile de combustibil, puterea, turaia,

presiunile amestecului carburant etc.) i de exploatare (presiuni i temperaturi ale fluidelor de

lucru).

Regimul termic stabilizat (permanent)

Regimul stabilizat este cel n care indicii de funcionare ai motorului (n - turaie,M - cuplu, stare

termicetc) nu variazn timp, funcionarea acestuia fiind stabilide lungdurat. 1

Astfel, funcie de durata de funcionare a motorului, se disting:

- regimuri de funcionare continu;- regimuri de funcionare intermitent

Regimul de funcionare continueste acel regim n care, la orice turaie motorul dezvolt

n mod continuu cea mai mare putere efectiv, cel mai mare moment motor efectiv i cea mai

mare presiune medie efectiv, cu condiia ca indicatorii tehnico-economici i de fiabilitate s

rmn constani. Mrimile enumerate se numesc mrimi efectivecontinue i se noteazcu

Pec, Mec ipec.

n figura 1 este prezentat locul geometric al tuturor punctelorPec

iMec.

Regimul de funcionare intermitent este acela n care

puterea efectiv, momentul motor efectiv i presiunea

medie efectiv sunt superioare mrimilor Pec

, Mec

i pec

pentru intervale scurte de timp, fr a fi afectate durabilitatea i

inuta de serviciu pentru motor. Valorile maxime ale puterii,

momentului motor i presiunii medii pe care acesta le dezvolt la

1Drglina Alexandru Motoare cu ardere intern. Contrucie i calcul, vol. I Editura Academiei Navale, Constana2001- 2003, pag 20

Figura 1. Variaiile puterii i amometului rotor n funcie deturaie


7/45

7

regimuri intermitente se numesc: putere efectiv intermitent

(Pei), moment motor intermitent (Mei) i presiune medie

intermitent (pei). n aceeai figur se indic i locul geometric

al tuturor punctelor Pei i Mei, domeniul haurat reprezentnd domeniul de supraputeri al

motorului diesel. Se observ de asemenea c Pec i Pei trec prin valori maxime

(vrfurile de puterePec max iPei max). Turaia corespunztoare vrfului de putere se

numete turaie de putere maxim np. n mod analog, Mec iMei ating valori maxime

(vrful demoment), iar turaia corespunztoare se numete turaie de moment maxim

nM. La motoarelediesel, mrimea Pe max este situatn afara domeniului de funcionare.

Regimurile tranzitorii

Regimul tranzitoriu este cel n care se nregistreaz variaia n limite largi ale

parametrilor funcionali, situaie n care puterea generat de ctre motor difer de puterea de

utilizare (puterea la elice). Acesta presupune o evoluie n timp ntre dou stri stabile; el

asigur trecerea de la un regim permanent la altul, precum i operaiunile de pornire (lansare),

inversarea sensului de mari oprirea motorului. Caracterul variabil n timp a unui parametru

funcional oarecare al motorului prezint interes practic deosebit pentru c ilustreaz o serie

de proprieti dinamice care determin comportarea sa n exploatare.

Caracteristicile regimurilor tranzitorii

Pentru analiza regimului nestaionar sau tranzitoriu de funcionare a unui motor diesel, seurmrete variaia funciede timp a unuia dintre parametrii:2

, (1.1)

n care: i sunt derivatele pariale ale cuplului i respectiv, vitezei unghiulare de rotaie.

2Alexandru Costic, Maini i instalaii navale de propulsie, Editura Tehnic, Bucureti,1991


8/45

10

n figura 1.2 sunt redate caracteristici statice i dinamice specifice unui motor diesel, dupcum

urmeaz:

1. caracteristica static exterioar;2. caracteristica dinamic exterioar;3. caracteristica static de sarcin;4. caracteristica dinamic de sarcin;5. caracteristica static de putere constant;6. caracteristica dinamic de putere constant.

Graficul trasat n coordonatele Me = f(), poate fi reprezentat n cmpurile regimurilor

staionare ale motorului, devenind posibil aplicarea acelorairelaii de dependen, precum i

precizarea gradului de utilizare a puterilor statice posibile ale motorului n condiii

nestaionare de funcionare. Valorile instantanee ale momentului motor la regimuri

tranzitorii determinante sunt, de regul,mai mici dect la regimurile staionare.

Regimul de accelerare al motorului. Accelerarea are loc pornind de la un regim stabilizat

caracterizat de o turaieconstanti se termin cu un alt regim stabilizat, caracterizat de o

turaie constant mai ridicat dect cea anterioar.

Figura 1.2 caracteristici statice i dinamicespecifice unui motor diesel


9/45

11

Parametrul definitoriu al regimului de accelerare este durata, msurat din

momentul acionrii pedalei (cremalierei pompei de injecie) de acceleraie i pn la

atingerea turaieicorespunztoare regimului stabilizat consecutiv regimului tranzitoriu.

Un alt parametru care poate caracteriza regimul tranzitoriu de accelerare l

reprezintnumrulde cicluri efectuate de ctre motor ntre cele dou regimuri stabilizate care

l ncadreaz.

La nceput se poate observa o perioad care se desfoar la regim stabilizat. O dat cu

acionarea prghiei de comand a pompei de injecie, cremaliera, sub aciunea

regulatorului de turaie, se deplaseaz foarte rapid pn la nivelul cursei maxime.

Aceast deplasare determin pulverizarea n cilindru a unei doze foarte mari de

combustibil. Neavnd la dispoziie suficient aer, combustibilul nu arde n totalitate i, ca

urmare, n gazele de evacuare apare o cantitate considerabil de particule (arderi

incomplete, economicitate micorat, randament sczut).

Procesul tranzitoriu de accelerare duce la creterea temperaturii pereilor camerei de

ardere i, astfel, din ce n ce mai mult combustibil se evapor,ns,din cauza lipsei

de aer, nu poate arde n ntregime. Totui, dup cteva cicluri, regimul tranzitoriu se

"stabilizeaz" astfel nct presiunea din cilindru atinge aceleai valori. Debitul de

combustibil injectat n cilindru rmne maxim atta timp ct regulatorul pompei de

injeciemenine cremaliera npoziia cursei maxime. Durata debitului maxim depinde n mod

considerabil de cuplul rezistent (sarcina), pe care trebuie s-l (o) nving motorul,precum i de valoarea avansului la injecie.3Dup perioada n care cremaliera se menine n

palier, ncepe retragerea lenta acesteia pn la poziia corespunztoare debitului necesar

regimului stabilizat consecutiv accelerrii.

1.2 Influena avansului la injecie asupra duratei accelerrii

Avansul la injecie afecteazn mare msurdurata procesului de accelerare. Creterea sarcinii

nu determin n mod constant mrirea duratei n care cremaliera rmne n palier. Se observ

c avansurile mici nu sunt cele mai avantajoase, ajungndu-se ca la presiunea medie efect iv

de 0,51 MPa, cel mai bun avans la injecie sfie de 23 0RAC.

3 Bobescu Gh., Radu Gh.-A., Chiru A. .a. - Motoare pentru automobile i tractoare, vol. 2, Editura Tehnic,Chiinu, 1996 2000, pag. 36


10/45

12

Figura 1.3 Influena avansului la injecie asupra duratei accelerrii

n figura 1.3 se prezint durata corespunztoare accelerrii (msurat n numr de

cicluri), n care cremaliera pompei de injecie se gsete la poziia de debit maxim. Cele

prezentate argumenteaz necesitatea modificrii avansului la injecie n scopulobinerii puterii maxime n timpul desfurriiprocesului de accelerare.

Sarcina influeneaz durata procesului de accelerare; este evident faptul c

odat cu mrirea momentului motor util, durata procesului de accelerare crete. Pentru

analizarea comportamentului motorului cu aprindere prin comprimare la accelerarea cu

sarcini diferite, se aleg mai multe trepte de ncrcare afrnei standului de ncercri. Aceste

ncrcri se exprim printr-un parametru efectiv al motorului i anume presiunea medie

efectiv, msuratnMPa.

Se observ fig.1.4, c cele mai scurte perioade de funcionare la debit maxim se

obin la sarcini reduse, iar cele mai lungi, la sarcini ridicate.

Cele trei curbe reprezint

variaia duratei n care pompa

de injecie debiteaz cantitatea

maxim de combustibil la celetrei avansuri diferite luate n

considerare.

Figura 1.4 Influena sarcinii asupra duratei procesului de accelerare


11/45

13

Avansul la injecie indicat de constructorul motorului (190RAC), asigur funcionarea

corespunztoare a agregatului ntimpulaccelerrii numai n cazul sarcinilor mijlocii. La

sarcini mici, motorul asigur performanele cele mai bune pentru avansuri la injecie mici, iar la

sarcini mari sunt mai avantajoase avansurile mari.

Regimul tranzitoriu (nestaionar), la care cuplul motor i viteza unghiular de

rotaie variazcontinuu n timp, nu este recomandat pentru agregat, pentru cn aceastsituaie

are loc reducerea semnificativ a economicitii sale, pe fondul creterii pierderilor ineriale

datorate nrutirii formrii amestecului carburant, dar i a arderii defectuoase la accelerri

repetate. Regimul tranzitoriu de accelerare este de dorit s fie ct mai scurt, pentru ca

energia cinetic a maselor n micare de rototranslaie, s fie ct mai mic. Pentru domeniul

naval au fost enumerate situaiile cnd un M.A.C. este exploatat n regim tranzitoriu, aceste

regimuri putnd fi mai scurte sau mai lungi (dictate fiind att de ctre factorii externi

corpului navei, ct i de cei interni).4

Prin existena unor armturi (clapei), n cadrul variantelor de optimizare a

supraalimentrii motorului naval, se armonizeaz procesul de schimb de gaze.

Dar, prin asimetrizarea procesului cresc indicatorii de exploatare i economicitatea motorului

diesel, funcionarea acestuia mbuntindu-se pe timpul regimului tranzitoriu de accelerare.

4CeangI. - Dinamica sistemelor navale de propulsie, Editura Tehn icBucureti,2003


12/45

14

CAPITOLUL II. SUPRAALIMENTAREA MOTORULUI DIESEL NAVAL

Sporirea masei de aer n decursul umplerii cilindrului prin creterea densitii sau a

presiunii de aer proaspt n scopul creterii puterii motorului, se numete supraalimentare 5.

Prin supraalimentare crete puterea motorului necesar compensrii pierderilor atunci cnd

acesta funcioneaz n regim tranzitoriu pe o mare cu valuri sau alte obstacole. Puterea unui

anumit motor este cu att mai mare, cu ct lucrul mecanic realizat ntr-un ciclu este mai mare icu ct ciclul motor s-a efectuat ntr-un interval de timp mai scurt. Dar lucrul mecanic realizat

ntr-un ciclu se obine prin arderea unei anumite cantiti de combustibil, care necesit o anumit

cantitate de aer. Prin urmare, puterea unui motor va cete cu creterea cantiti de combustibil

ars ntr-un ciclu, ceea ce necesit creterea masei de aer existent n cilindru la sfritul

procesului de umplere.

Masa de ncrctur proaspt existent n cilindru la sfritul umplerii este:

Ma=

npaiVs 120(kg/h) (1.2)

n care vs[m3] reprezint cilindreea unitar; i numrul de cilindri; pa[kg/m

2]- densitatea aerului

; n [rot/min]- turaia i - numrul de timpi.

La turbina cu geometrie variabil (fig.2.1), viteza de curgere a gazelor este controlatprin

modificarea geometriei ajutajelor statorului (are loc practic reglarea poziiei

voleilor/aripioarelor directoare statorice pe nchis/deschis mai mult sau mai puin, cu

ajutorul unei capsule pneumatice de pilotare, dispus ca un platou turnant/inel concentric cu

axul), funcie de cantitatea de gaze arse furnizate turbinei de ctre motor.

5Buzbuchi N, - Dinamica sistemelor de propulsie naval, Tipografia Institutului de Marin Civil, Constana, 1998


13/45

15

Paletele statorice, n micarea lor de rotaie, vor pivota la unghiul comandat de diferena de

presiune,a aerului dintre ieirea i intrarea suflantei, fie prin intermediul camelor, fie a unor

prghii cu cremaliere de reglare a poziiei acestora. La bordul navelor moderne exist un

microcalculator care are capacitatea de punere n eviden a avantajelor supraalimentrii

prin turbincu geometrie variabil,comparativ cu celelalte metode de acordare a turbosuflanteicu motorul, aceasta furniznd o valoare a presiunii de supraalimentare pentru aer

corespunztoare regimului la care funcioneaz. motorul, chiar i pentru turaii sczute.

Figura 2.2 Seciune transversala inelului de reglare aaletajului statoric la turbina cu geometrie variabil,

funcie de sarcina motorului

Figura 2.1 Comanda pneumatic a paletelor statorului n cazul turbinei cu geometrie variabil


14/45

16

2.2 Supraalimentarea forat(mixt)

ntruct M.A.C. funcioneaz ntr-un domeniu larg de turaii, rezult c este

necesar o reglare a presiunii de supraalimentare, pentru a se asigura presiuni suficiente

de aer la diferite turaii. Dup cum am mai spus, reglarea presiunii aerului de

supraalimentare la accelerrile decelerrile motorului se realizeaz prin mai multe

metode constructive (implicit i funcionale), cele mai aplicate fiind: turbosuflanta

clasic, turbina cu geometrie variabil, supapa de tip wastegateetc. n continuare vor fi

prezentate i alte variante constructive, aplicate cu succes motoarelor diesel, funciede tipul i

firma productoare.

Pentru motorul diesel naval, supraalimentarea mixt se realizeaz n mai multe

variante constructive6:

a. Supraalimentarea M.A.C. n 4 timpi cu agregat turbocompresor, care

utilizeaz energia gazelor arse prin destinderea prelungit a acestora n paletajul

turbinei, rezultnd astfel lucrul mecanic necesar antrenriisuflantei (fig. 2.3). La varianta

din figura 2.3.a, flexibilitatea supraalimentrii este asigurat de clapetul B2, care se va

deschide pentru sarcini de sub 50% asigurnd astfel optimizarea funcionriimotorului la

6Buzbuchi N., Sabu A. - Motoare diesel navale, Procese, Construcie, Exploatare,Editura Bren, Bucureti, 2001

Figura 2.3 Variante de supraalimentri


15/45

17

sarcini pariale mici. La varianta din figura 2.3.b, care are un convertor de impuls (CI) pe

colectorul de evacuare iun clapet by-pass ntre tubulatura de refulare a suflantei i cea de

evacuare a gazelor arse din motor, precum iun clapet regulator pe colectorul de admisie.

b. Sistemul de supraalimentare secvenial (fig.2.6).

Pentru regimuri joase funcioneaznumai perechea T1 S1, iar la regimuri ridicate, ambele

agregate. Reducerea solicitrilor termice i mecanice ale motorului se poate obine i prin

creterea cantitii de aer. O parte din aceasta trece prin cilindru fr s ia parte la ardere,

ceea ce nu este eficient. Pentru a remedia acest neajuns se crete valoarea unghiului de

suprapunere a deschiderii supapelor, care va determina o mbuntire a umplerii. Acest lucru

este datorat micorrii cantitii de gaze arse rmase n cilindru .7

Figura 2.7 ne arat c rspunsul la accelerare al motorului echipat cu turbin cu

geometrie variabil, cruia i variaz sarcina (turaia), este mai scurt comparativ cu

rspunsul aceluiai motor, dar echipat cu supapde tip wastegate. O alternativ mai puin

costisitoare o constituie echiparea motorului cu nc o suflant acionat electric, prin

intermediul creia are loc suplimentarea cu aer proaspt a motorului atunci cnd

momentul de inerie la axul turbinei este mic. De altfel, din grafic se disting performanele

la accelerare ale motorului termic echipat cu supap wastegate(linia ntrerupt),

7Popa G. M., Negurescu N., PanC. - Motoare diesel, vol. I, II, Editura Matrix Rom,Bucureti; 2003-2004

Figura 2.6. Sistem de supraalimentaresecvenial; la regimuri joasefuncioneaznumai grupul T1-S1, iarla regimuri nalte, ambele grupuri

Figura 2.7 Comparaie ntre turbina cu geometrie variabil i turbinechipatcu supap wastegate


16/45

18

comparativ cu suflanta acionatelectric sau turbina cu geometrie variabil(linia continu). 8

Ambele echipamente vor rspunde mai rapid la variaia de turaie pentru arborele cotit al

motorului astfel nct, comparativ cu turbosuflanta clasic, acestea vor face ca agregatul de

supraalimentare sajungla sarcina totalntr-un timp mult mai scurt.

O cale de evitare a mbogirii excesive a amestecului n perioada accelerrii i

delimitare n acest fel a fumului de pe evacuare (gradul de fum se msoar n uniti

Bosch i variaz pe o scar cuprins ntre 1 i 6, cnd agregatul a intrat n regim optim,

limita trebuie stind ctrevaloarea 1, maxim 2), este ca pompa de injecie s fieechipat cu

un limitator de debit care acioneazn funciede valoarea presiunii aerului de supraalimentare.

Utilizarea unei turbine cu geometrie variabil reduce timpul de rspuns la accelerare

al motorului, iar la creterea

seciunii de curgere a gazelor arse, scade contrapresiunea din

traseul de evacuare. Acest fapt duce la o mbuntire a umplerii cilindrilor cu amestec

proaspt, implicit o cretere globala performanelor motorului.9

La M.A.C. supraalimentat consumul specific de combustibil se reduce comparativ

cu M.A.C. cu aspiraie natural, aceast scdere este mai pronunat cu ct este mai redus

sarcina motorului. Datoritaportului suplimentar de aer care are loc o datcu creterea turaiei,

un M.A.C. supraalimentat emite o cantitate de fum mult mai redus fa de un motor cu

aspiraie natural(este mai nepoluant).

2.2 Echipamente de scderea emisiilor de noxe din gazele de evacuare ale motoarelor

diesel navale

O metod de msurare prin conversie catalitic a concentraiei de NOx , NO2, iN2O este

dispunerea pe traseul gazelor arse a unui dispozitiv al crui principiu de funcionare este

cel al fotometriei (radiaii ultraviolete) i pot fi echipate cu acesta motoarele diesel lente i

semirapide. Principala condiie este ns existena n dotarea motorului, a catalizatorului(SCR). Atenia specialitilor este centrat pe emisia de gaze rezultate n urma arderilor din

motorul cu ardere intern. Normativul prin care se monitorizeaz i sancioneaz activitile

economice maritime i fluviale, este stipulat n Anexa 6 a IMO, care include i standardele de

eficien.Compoziia emisiilor de noxe din gazele evacuate ale unui motor diesel de la bordul

navei este redat n figura 2.8.

8Motorship, the Motor Ship Publishing Office, London, 1995.20089Bobescu Gh., Radu Gh.-A., .a.-Tehnici speciale pentru reducerea consumului de combustibil i limitarea

noxelor la autovehicule, Universitatea Transilvania, Braov,1989


17/45

19

Specialitii au pus la punct metodeprimareisecundarede micorare a noxelor. n timp ce prin

metodele primare se previne la surs (prin acionarea asupra modului de desfurare a

proceselor termogazodinamice), formarea de poluani ca NOx , SOx , HC, CO, CO2 etc.,

prin metodele secundare care se aplic, se minimizeaz sau serecircul noxele din gazele arse

deja generate i evacuate de ctre motorul de propulsie de la bordul navei, n atmosfer.

Figura 2.8 Compoziia emisiilor a gazelor evacuate din motor

ndeplinirea viitoarelor standarde de poluare necesit o serie de mbuntiri ale

motoarelor, att cele de pasageri, ct i cele comerciale. Este, de asemenea, nevoie s se recurg

i la posttratarea catalitic a gazelor de evacuare.Unele dintre msurile preconizate ar putea fi

urmtoarele:

n domeniul perfecionriimotoarelor:

- tratarea gazelor de evacuare la funcionarea cu amestecuri srace (1)- injecie direct- tratarea gazelor de evacuare cu amestec stoichiometric (= 1)- supraalimentare- distribuie variabil- combustibili i motoare alternative


18/45

20

n domeniul reducerii emisiilor netratate :

- optimizarea geometriei camerei de ardere- formarea amestecului- recircularea gazelor de evacuare (EGR)- came cu faze variabile- aerisirea carterului- ventilarea rezervorului- conducerea motorului EMS (Engine Management System)

n domeniul tratrii gazelor de evacuare:

- nclzirea catalizatorului de la motor- injecia aerului secundar- tehnologia suprafeei active a catalizatorului- amplasarea catalizatorului ct mai aproape de motor- nclzirea electric a catalizatorului- stocarea hidrocarburilor HC- eficiena de conversie a catalizatorului- densitatea celulelor catalizatorului- senzor suplimentar de oxigen pentru controlul lambda

De asemenea, i la vehiculele comerciale este nevoie de msuri suplimentare cum ar fi :

Presiune de injecie mai mare, rcire intermediar, optimizarea geometriei pulverizatorului,

creterea numrului de orificii la injector, optimizarea volumului total al sacului pulverizatorului,

rcirea gazelor recirculate, 4 supape pe cilindru, minimizarea consumului de ulei i folosirea

combustibililor cu coninut redus de sulf. Pentru viitoarele norme Euro IV i Euro V, este

necesar s se mreasc n continuare presiunea de injecie, s se modifice forma legii de injecie

i s se utilizeze pulverizatoarele cu mai multe orificii. Principala int o constituie reducerea

emisiei de NOx i particule. n plus, se mai au n vedere catalizatoarele de oxidare, filtrele de

particule i alte forme de combustibili.


19/45

21

ncadrarea n limitele prevzute de normele Euro IV i Euro V referitoare la emisiile de

NOx necesit, pe lng utilizarea sistemelor injector pomp, recircularea gazelor de evacuare.10

Acestea sunt reintroduse n colectorul de admisiune dup ce aerul a fost comprimat n sistemul

de supraalimentare i rcite, ceea ce complic sistemul. Pentru a depi gradientul de presiune se

utilizeaz un dispozitiv cu supap, ca la MAN (reedvalve), sau un tub Venturi, ca la Cummins(unde gazele de evacuare sunt efectiv supte de curentul de aer furnizat de suflant). 11

Este de preferat aceast variant pentru a preveni depunerea de funingine pe compresor

i pe intercooler i pentru a evita atacul coroziv al emisiilor acide din evacuare (procedeu ntlnit

la MAN, n Europa, i Cummins i Detroit Diesel n S. U. A). Pentru a asigura un con trol optim

al aerului n admisiune n vederea realizrii unui consum redus de combustibil, n condiiile

normelor Euro IV i Euro V, este nevoie de turbine cu geometrie variabil (TGV).

n ultimii ani se manifest tendina de reducere a vrtejului generat n cupa pistonului n

locul ei realizndu-se presiuni de injecie mai mari, mai multe orificii mai mici ale

pulverizatorului, pentru a realiza o pulverizare mai fin i o amestecare mai bun datorit

penetraiei mai bune, i emisii de NOx mai mici. Vrtejul mai sczut conduce la temperaturi

medii de ardere mai mari n cilindru i, deci, cupluri mai mari meninnd, ns, generarea de

NOx la niveluri joase n ciuda vrfului de temperatur.

Sistemul injector pomp este preferabil, n cazul motoarelor mari, pe de o parte,pentru c durabilitatea este de aproximativ 1,6 milioane de km n loc de 500.000 km i, pe de alt

parte, pentru c jetul de combustibil parcurge mai uor spaiul mai mare din cilindru n condiiile

presiunii maxime de 2000 bar fa de 1600bar la cel din urm.

Arderea mult mai complet, datorit injeciei combustibilului la presiuni mari i a

utilizrii supraalimentrii cu turbine cu geometrie variabil, conduce la emisii mai reduse de

particule. Cele care rmn, multe dintre ele volatile, unele sunt oxidate la intrarea n catalizator,

iar celelalte sunt colectate pe suprafaa ceramic a filtrului, existnd posibilitatea oxidrii lor de

ctre NO2care rezult din NOx din catalizator.

2.3 Metode de minimizare a noxelor

Metode primare de scdere a noxelor:

10Uzuneanu Cristina ,, Combaterea polurii produs de motoarele cu ardere intern,, Editura Universitii ,,Dunreade Jos ,,din Galai 2008 , pag.120

11www.mandiesel.com
http://www.mandiesel.com/http://www.mandiesel.com/


20/45

22

- scderea temperaturii gazelor arse iniial prin diluarea lor cu gaze arse sau aer, prin rcirea lor

mai intens, prin scderea raportului de comprimare ;

- reducerea oxigenului n gazele arse iniial, distribuia difereniat a combustibilului n

amestecul supus arderii;

- controlul optimizrii injeciei.- evaluarea fumului pe evacuare i a emisiei de particule.

- monitorizarea concentraiilor de sulf din combustibil, a HC i CO2 din gazele de

evacuare ale motorului.12

Emisia n atmosferde CO2

O alternativ de micorare cu peste 30% a acestor emisii, att la navele propulsate cu

motoare diesel, ct i cu turbine cu abur sau gaze, este cea aplicat de ctre firma german

MAN B&W i anume, de utilizare pentru ardere n locul motorinei, a LNG (liquid

natural gas). Calculele dau astfel o economie de aproximativ 3,5 miliarde de USD pe

an, de nav. Impactul asupra mediului nu poate fi dect unul pozitiv.

Metode reprezentative secundare de minimizare a noxelor:

1. Echiparea motorului cu EGR (sistem de recirculare a gazelorde eapament) i umidificarea aerului de aspiraie.

2. Echiparea motorului cu SCR.1. Echiparea motorului cu EGR i umidificarea aerului de aspiraie (HAM humid air

motor)

Sunt dou ci al cror efect este modificarea proprietilor fizico-chimice pentru aerul de

combustie cu scopul micorrii concentraiilor de NOx din gazele de evacuare ale motorului.

Prin intermediul EGR se realizeaz o micorare a cantitii de O2 din aerul aspirat ncilindru, iar prin umidificare are loc o optimizare a valorii de temperatur pentru

amestecul carburant (aceasta trebuie satingvaloarea de aproximativ 2200 K).

2.Echiparea motorului cu SCR (Selective Catalytic Reduction)

12Uzuneanu Cristina ,, Combaterea polurii produs de motoarele cu ardere intern,, Editura Universitii ,,Dunreade Jos ,,din Galai 2008 , pag.118


21/45

23

Pentru a ndeplini normele Euro V, din 2008, care prevd maxim 2 g/kWh NOx, este

nevoie de msuri speciale de tratare a gazelor de evacuare. O soluie o constituie utilizarea

procedeului Active Selective Catalytic Reduction (SCR) care utilizeaz ca substan activ o

soluie de uree dizolvat n ap. Prin aceast metod, firma danez Haldor Topsoe (n

colaborare cu firma germanMAN B&W DIESEL), a obinut o scdere a emisiilor deNOx de pn la 98% din gazele arse ale motorului. n catalizatorul de oxidare are loc

neutralizarea (arderea) hidrocarburilor i a oxidului de carbon i transformarea oxidului de azot

n bioxid de azot. n catalizatorul SCR, n prezena soluiei de uree dizolvat n ap, are loc

transformarea oxizilor de azot n azot inofensiv i ap. Principiul de funcionare este: traseul

gazelor arse este mixat cu amoniac (NH3) sau uree i, n condiiile unei temperaturi T =

670...770 K au loc reaciile:

4NO + 4NH 3 + O2

4N2 + 6H2O (2.1)6NO+8NH 7N+12HO (2.2)

Substanele Ni HO rezult inu snt toxice pentru mediu .

Instalaiapropriuzis de reducere a emisiilor de NOx este cea din figura 2.913.

13 Hans Zellbeck .a. - New Concepts of Supercharging to improve the acceleration performance of internalcombustion engines, MTZ Worldwide nr. 6, 1999

Figura 2.9 Instalaie de reducere a emisiilor NOx


22/45

24

Umplerea cu aer a cilindrilor la accelerarea motorului diesel naval supraalimentat este

totdeauna mai redus dect la regimuri staionare. Valoarea acestor reduceri ale umplerii

depinde n principal de construcia traiectului de admisie. La accelerarea motorului, o datcu

deplasarea cremalierei, pompa de injecienu asigurla timp corectarea dozajului amestecului.

Economicitatea motorului termic este totdeauna mai sczut la accelerare dect laregimurile stabilizate. De aceea, factorul timp este foarte important, anume ca, durata

funcionrii agregatului la regim tranzitoriu de accelerare, sfie ct mai scurt.

Variantele de optimizare a fazelor distribuieila M.A.C. urile navale pot conduce la

micorarea considerabil a emisiilor de noxe de pn la 4045 % (NOx, CO, CO2, SO2,

HC etc.). Reducerea particulelor n cazul funcionrii motorului diesel naval cu

combustibil greu este nc o mare provocare. Tehnic exist soluii (precipitatori

electrostatici umezi) dar implic ori un volum mare n compartimentul maini al navei ori

un cost ridicat. Oricum, emisiile de particule sunt reduse de la 50 % la 90 % cnd se trece la

combustibilii distilaii aditivai. Creterea cantitii de ncrctur proaspt reinut n

cilindrii motorului la sfritul admisiei, optimizarea pocesului de formare a amestecului

carburant i mbuntirea arderii conduc la creterea presiunii i a cuplului motor (acesta

crescnd), atunci cnd funcioneaz n regim tranzitoriu de accelerare, la micorarea

consumului specific de combustibil i a emisiilor de noxe (propulsie mai ecologic), din

gazele de evacuare.


23/45

25

Capitolul III Cadrul legislativ pentru emisiile produse de transportul naval

3.1 Gradul de poluare a transportului maritim la nivelul Uniunii EuropeneTransportul naval este o importanta sursa de poluare n ceea ce privete emisiile de gaze

cu efect de sera, care cauzeaz schimbri climatice. Uniunea European propune o abordare

global a acestei probleme pentru reducerea emisiilor provenite din urma transportului maritime

internaional. Emisiile generate de sectorul transportului maritim internaional n prezent

reprezint3 % din emisiile mondiale de gaze cu efect de ser(GES) i4 % din emisiile de GES

din UE. Dac nu se iau msuri, se preconizeaz c acestea vor crete n mod semnificativ n

viitor, n concordan cu cretereaprognozata volumului de schimburi comerciale ntre toatecontinentele.

Comisia Europeana fcutprimul pas n vederea reducerii emisiilor de gaze cu efect de

ser generate de sectorul transporturilor maritime, propunnd o legislaie care va obliga

proprietarii de nave de mari dimensiuni ce folosesc porturile UE smonitorizeze israporteze

emisiile anuale de dioxid de carbon (CO2) ale navelor, ncepnd cu 2018. De asemenea,

Comisia a publicat o comunicare care stabiletestrategia sa pentru abordarea ireducerea acestor

emisii, depreferinprin intermediul unor msurila nivel mondial.

Eforturi considerabile au fost fcute n ultimii ani, att n cadrul OMI i Convenia cadru a

NaiunilorUnite privind schimbrileclimatice (UNFCCC), pentru a ajunge la un astfel de acord.

n 2011 a fcut IMO progrese prin adoptarea indicele de eficien energeticDesign (EEDI),

care stabilete standarde obligatorii de eficien energetic pentru navele noi, i eficiena

energetice a navelor Planul de management (SEEMP), un instrument de management pentru

proprietarii de nave.

UE sprijin msurile internaionale ambiioase care abordeaz problema schimbrilor climatice.

Multilateralitatea i cooperarea pe baze ample continu s se afle n centrul politicii UE privind

clima. Consecvent cu aceast abordare internaional, UE a implementat politici care s i

faciliteze tranziia spre o economie cu emisii sczute de dioxid de carbon. Pachetul energie/clim

din 2008 este, probabil, cel mai cuprinztor cadru de reglementare la nivel mondial. Este format

din diverse msuri de politicmenite a facilita tranziia i a devenit o inspiraie pentru luarea de


24/45

26

msuri de ctre rile partenere. Luarea de msuri n timp util i la nivelul ntregii economii

rmne o prioritate esenial a UE n ceea ce privete combaterea schimbrilor climatice. 14

La nivelul UE, transportul maritim internaional rmne singurul mod de transport care nu este

inclus n angajamentul UE de reducere a emisiilor de GES. Emisiile de GES generate de

transportul maritim constituie n prezent 4 % din emisiile de GES ale UE. Totodat, se

preconizeaz c emisiile de GES generate de transportul maritim vor crete semnificativ n

viitor. Potrivit evalurii impactului care nsoete prezenta comunicare, emisiile de CO2generate

de transportul maritim legat de UE adic emisiile aferente rutelor din interiorul UE i

cltoriilor cu destinaia i/sau originea n UE au crescut cu 48 % n perioada 1990-2008. n

conexiune cu proieciile privind creterea comerului mondial, se preconizeaz c emisiile legate

de UE generate de transportul maritim vor crete i mai mult pn n 2050, cu 51% fa de

nivelurile din 2010 (+86 % pn n 2050 n comparaie cu nivelurile din 1990), n pofida

adoptrii n 2011 de ctre Organizaia Maritim Internaional (OMI) a unor standarde minime

de eficien a navelor pentru navele noi.

Figura 3.1 Estimare privind emisiile de CO2 generate de transportul maritim (legate de UE i la nivel

mondial15, avnd n vedere EEDI)

La nivel mondial, emisiile generate de transportul maritim reprezint n prezent 3 % din emisiile

mondiale, dar se preconizeaz ca vor reprezenta 5% din emisiile mondiale n 205016, avnd n

14AEA Technology, 201315 Lloyds Register i DNV, 2012.


25/45

27

vedere creterea preconizat a economiei mondiale i a cererii de transport aferente. Aceast

cretere a emisiilor este preconizat n pofida faptului c sunt disponibile msuri operaionale i

exist tehnologii de reducere cu pn la 75% a consumului de energie i a emisiilor de CO2

specifice ale navelor17.

Transportul maritim este o parte esenial a lanului de aprovizionare mondial i un sector crucial

pentru economia UE. Dei transportul maritim ar putea fi, comparativ, mai puin poluant dect

alte moduri de transport, progresele tehnologice din alte sectoare, dependena exagerat de petrol

i apelul puternic din partea opiniei publice n favoarea nu doar a reducerii emisiilor de CO2, ci i

a reducerii poluanilor (SOx, NOx, particule), precum i amprenta de mediu mai extins (apa de

balast, separarea deeurilor) sunt motive serioase pentru care transportul maritim nu trebuie s

bat pasul pe loc. OMI i sectorul transportului maritim sunt implicate activ, dar adoptarea noilor

tehnologii i msuri operaionale rmne inegal. ncurajarea unei eficiene i a unei

sustenabiliti sporite n sectorul transportului maritim prin reducerea costului combustibilului i

o mai bun satisfacere a ateptrilor clienilor vor menine competitivitatea sectorului: la nivel

mondial prin asigurarea funcionrii legturilor comerciale, iar la nivelul UE prin pstrarea

poziiei de lider n privina calitii.

n sectorul transportului maritim, emisiile de CO2 sunt legate de combustibilul consumat.

Reducerea emisiilor de CO2 nseamn reducerea consumului de combustibil, care, la rndul ei,

duce la economii n ceea ce privete costul combustibilului. Dac investiiile n eficien

necesare pot fi recuperate prin economiile de combustibil realizate, sectorul poate ctiga bani i

aborda schimbrile climatice n acelai timp.

Preurile au fost foarte volatile n ultimii ani. S-au dublat ntre 2002 i 2005, apoi s-au triplat

ntre 2005 i 2007, dup care au revenit n 2008 la nivelul din 2005, doar ca s se dubleze din

nou n perioada 2008-201018. Preurile pentru pcura grea sunt acum de aproximativ 650USD/t,

adic de 8 ori peste preurile medii din 1990, i se preconizeazc vor continua s creasc. nnumeroase segmente ale sectorului transportului maritim s-au nregistrat mbuntiri ale

eficienei combustibililor doar ncepnd din 2009, cnd criza economic mondial a redus

semnificativ marja de profit a sectorului.

16 Reducere estimat a emisiilor de CO2datorat introducerii unor msuri tehnice i operaionale obligatoriireferitoare la eficiena energetic a navelor. Studiu efectuat de Lloyd's Register i DNV pentru OMI n2011 i Al 4-lea raport de evaluare al IPCC.

17 Al doilea studiu al OMI privind GES, 2009.18Vivid Economics.


26/45

28

Mai multe studii recente au identificat un potenial semnificativ de reducere a emisiilor n

sectorul transportului maritim, cu ajutorul unei serii de msuri tehnice i operaionale care

vizeaz mai ales mbuntirea eficienei energetice a navelor. Avnd n vedere creterea

preconizat pentru viitor a preurilor combustibililor, multe dintre aceste msuri tehnice sau

operaionale sunt eficiente din punctul de vedere al costurilor.

Cercetrile arat c adoptarea acestor msuri eficiente din punctul de vedere al costurilor este

adesea blocat de o serie diversificat de bariere de pia, inclusiv de lipsa unor informaii

fiabile, precum i de eecuri tehnice i ale pieei. Barierele tehnice apar cnd proprietarii de nave

nu au ncredere n capacitatea unei soluii de a realiza reducerea de costuri promis sau de a

funciona cu succes n mediul marin. Eecurile de pia pot fi declanate, de obicei, de

motivaiile divergente din sector, de exemplu de faptul c partea care pltete pentru o investiie

ntr-o msur de eficientizare nu este beneficiarul economiilor de combustibil aferente

investiiei, sau de lipsa accesului la finanare privat pentru a investi n tehnologiile cu emisii

reduse de dioxid de carbon. Depirea acestor bariere de pia ar oferi o posibilitate

semnificativ de ncurajare a adoptrii unor msuri eficiente din punctul de vedere al costurilor

fr compromiterea rentabilitii.

2.Progrese la nivel internaional

OMI a nceput s depun eforturi pentru reducerea emisiilor de GES n 1997, pe bazaprincipiului neacordrii niciunui tratament mai favorabil i pe baza principiului nediscriminrii,

consfinite n MARPOL i n alte convenii ale OMI. Adoptarea n iulie 2011 a unor

amendamente la anexa VI la MARPOL19pentru prevenirea polurii atmosferei de ctre nave .

Indicele eficienei energetice de proiectare (EEDI) i Planul de gestionare a eficienei energetice

a navelor (SEEMP) constituie un progres important. Se preconizeaz c aceste msuri, n special

EEDI, vor duce la o sporire semnificativ a reducerii emisiilor, n comparaie cu scenariile

bazate pe tehnologiile utilizate n prezent (cu 23 % pn n 2030, potrivit studiului din 2011 alOMI). Totui, cum a confirmat i cea de-a 59-a reuniune a Comitetului pentru protecia mediului

marin (MEPC) al OMI, trebuie luate msuri suplimentare.

UE este decisiv n favoarea unei abordri mondiale conduse de OMI, forumul internaional cel

mai potrivit pentru a reglementa emisiile generate de transportul maritim. n pofida ritmului lent

al discuiilor de pn acum din cadrul OMI i a urgenei cu care trebuie s se ia msuri pentru a

se preveni consecinele negative pentru clim, UE va continua s se implice n evoluiile

19Raportul celei de-a 59-a reuniune a MEPC, punctul 4.92.


27/45

29

internaionale care vizeaz reducerea emisiilor de GES generate de nave. UE va monitoriza

nencetat progresele realizate i va analiza msurile viitoare n contextul acordului CCONUSC

din 2015 i al deliberrilor din cadrul OMI.

3.2. NORME DE MONITORIZARE I RAPORTARE SOLIDE N CEEA CE PRIVETE REDUCEREAEMISIILOR DE GAZE CU EFECT DE SER

Politica Uniunii privind clima i transportul maritim confirm angajamentul referitor la

adoptarea unor msuri la nivel mondial prin care s se asigure pretutindeni reduceri efective ale

emisiilor (mai ales deoarece se preconizeaz o cretere mai puternic a emisiilor legate de

transportul maritim n regiunile din afara Europei), fiind meninute n acelai timp condiiile de

concuren echitabile la nivel mondial pentru sectorul transportului maritim.

Iniiativa recent a SUAn cadrul OMI pune bazele unei abordri etapizate concrete care vizeaz

emisiile de GES generate de sectorul transportului maritim. n mod similar, UE prevede o

abordare treptat pentru includerea n angajamentele sale a emisiilor de GES produse de

transportul maritim.

n scopul includerii emisiilor de GES generate de sectorul transportului maritim n angajamentul

de reducere al UE, poate fi luat n considerare abordarea treptat format din urmtoarele trei

etape succesive:

1. implementarea unui sistem pentru monitorizarea, raportarea i verificarea emisiilor

(MRV);

2. stabilirea unor obiective de reducere a emisiilor pentru sectorul transportului maritim;

3. aplicarea unei msuri bazate pe pia (MBM).

Un sistem MRV robust este piatra de temelie pentru implementarea oricrei msuri de reducere a

emisiilor de GES generate de nave la nivelul UE sau la nivel mondial i faciliteaz monitorizareaprogreselor pe baza rezultatelor. Prin urmare, implementarea MRV este util, chiar i fr

instituirea unei MBM.

Faptul c nu sunt bine cunoscute costurile, beneficiile i rentabilitatea investiiei n cazul

tehnologiilor deja disponibile pare a ngreuna procesul de introducere a acestor tehnologii pe

scar mai larg. Acest tip de informaie ar putea oferi o mai bun nelegere a performanelor

anumitor nave, a costurilor operaionale aferente acestora i eventuala valoare de revnzare, toate


28/45

30

n beneficiul proprietarilor de nave, care ar fi mai bine pregtii s ia decizii n privina unor

investiii majore i s obin finanarea corespunztoare.

Potrivit rezultatelor evalurii impactului, implementarea MRV ofer ntr-o oarecare msur

beneficii de mediu i economice precum reduceri de pn la 2% ale emisiilor anuale de GES i

economii nete anuale de pn la 1,2miliarde EUR pentru sector n 2030, datorit facturilor

reduse la combustibili. Este de ateptat ca economiile preconizate n legtur cu costul

combustibililor s fie mai mari dect costurile aferente monitorizrii i raportrii. De asemenea,

un sistem MRV ar putea s creasc presiunea pentru nlturarea altor bariere de pe pia, precum

motivaiile divergente ale proprietarilor i ale operatorilor de nave, oferind claritate n ceea ce

privete eficienaenergetic, sursele de emisii i potenialul de reducere.

Abordarea UE este menit a contribui n mod activ la stabilirea unui acord n cadrul OMI,

privind luarea de msuri la nivel mondial pentru reducerea emisiilor de GES generate de nave.

De asemenea, aceast abordare ocazioneaz n Europa discuii n cunotin de cauz privind

MBM i obiectivele de reducere pentru sectorul transportului maritim. Va trebui asigurat

consecvena cu evoluia cadrului de politic privind schimbrile climatice i energiapentru 2030.

De asemenea, sistemul MRV va furniza date solide i comparabile pentru stabilirea obiectivelor

de reducere i pentru evaluarea progresului nregistrat de transportul maritim spre o economie cu

emisii sczute de dioxid de carbon. n cazul introducerii cu succes a unor politici comparabile la

nivelul OMI, propunerea UE privind MRV poate fi integrat ntr-un sistem MRV generalizat.

Principalul obiectiv al unui sistem MRV este s furnizeze date fiabile privind emisiile de GES

generate de transportul maritim. Implementarea unui sistem MRV la nivel mondial ar trebui s

fie o prioritate n negocierile din cadrul OMI.

Emisiile de CO2 generate de sectorul transportului maritim sunt legate pur i simplu de

cantitatea i de tipul de combustibil consumate. Datele privind consumul de combustibil sunt

deja disponibile pentru aproape toate navele. Reglementarea 20- 18 din anexa V la MARPOLprevede deja c este obligatorie disponibilitatea documentelor privind operaiunea de buncherare,

n cazul navelor cu un tonaj brut de peste 400 tone (GT) care desfoar activiti de transport

20Legea nr. 269/ 2006 Reguli privind prevenirea polurii atmosferei de ctre nave la Convenia internaional din1973 pentru prevenirea polurii de ctre nave, modificat prin Protocolul din 1978 (MARPOL 73/78)


29/45

31

internaional. Aadar, consumul total de combustibil al unei nave este deja monitorizat.

(3.1)

unde:

- rata de reducere a NOx (%)

qmgasi - debitul masic a NOx n faz gazoas

WFi - factor de ponderare;

Pi -presiunea msurat la punctele de mod individuale

Factorii de ponderare i numrul de moduri (n) utilizai n calculele de mai sus trebuie s fie n

conformitate cu prevederile seciunii 3.2 din Codul tehnic NOx 2008.

Totui, trebuie nc stabilit procesul de raportare i verificare. Fiabilitatea i accesibilitatea

informaiilor sunt eseniale pentru a se asigura o informare adecvat de-a lungul ntregului lan

de aprovizionare n ceea ce privete performana sectorului transportului maritim din punctul de

vedere al emisiilor de dioxid de carbon. Instituirea unui proces adecvat de raportare i verificare

va impune desfurarea unor activiti tehnice pentru a se asigura limitarea sarcinii

administrative pentru proprietarii de nave, administratorii de nave i statele de pavilion,

asigurndu-se n acelai timp precizia i transparena informaiilor.

Pe termen mai lung, o abordare integrat a monitorizrii, viznd toate emisiile atmosferice,

inclusiv SOx, NOx i PM, ar oferi claritatea necesar factorilor de decizie politic pentru a lua

decizii n cunotin de cauz i consecvente n privina tuturor poluanilor i ar permite prilorinteresate s se conformeze noilor cerine.

Actuala propunere a Comisiei const n lansarea la nivel regional a unui sistem MRV bazat pe

consumul de combustibil, cu scopul de a servi drept exemplu pentru un sistem global,

evideniind dificultile i bunele practici. Mai muli proprietari i operatori de nave care

exploateaz tipuri de nave diferite (de exemplu, vrachiere, portcontainere) i-au implementat

deja cu succes propriul sistem MRV. Majoritatea informaiilor existente privind performana

navelor se obine de o parte ter i se verific de ctre un ter, utiliznd instrumente electronice


30/45

32

de colectare a datelor. Graie acestor sisteme, unele societi i-au redus deja emisiile de GES cu

pn la 25% fa de 2007. Mai mult, aceste instrumente au contribuit i la regndirea proceselor

generale de monitorizare, economisind timpul echipajelor i al operatorilor n favoarea unor

atribuii cu o puternic valoare adugat. De exemplu, o societate a afirmat c acum dedic 45%

din timp optimizrii performanelor, fa de 5% naintea implementrii sistemului MRV.

Obiectivul principal al politicii UE privind clima este reducerea emisiilor de GES, indiferent

dac aceast reducere se realizeaz prin mbuntirea eficienei energetice sau prin utilizarea

altor combustibili. Totui, n scopul alinierii la discuiile aflate n curs n cadrul OMI,

regulamentul MRV propus de UE va include iniial o serie de parametri referitori la eficiena

energetic. n cazul n care se ajunge ulterior la un consens n ceea ce privete utilizarea i

definirea acestor parametri, lista propus n prezent ar trebui ajustat n consecin.

Sistemul MRV propus nu va impune o metodologie specific pentru monitorizarea emisiilor de

CO2, ci doar condiia ca metodologia aleas i incertitudinile aferente acesteia s fie raportate.

Aceast abordare permite proprietarilor de nave i administratorilor de nave s se bazeze pe

practici existente. Aceast msur poate fi introdus fr periclitarea obiectivului de a cuprinde

cea mai mare parte a emisiilor de GES generate de transportul maritim prin limita rea aplicrii

normelor MRV la navele mari, de cel puin 5000 GT.

Obiective intermediare de reducere a emisiilor pentru sectorul transportului maritim

n decembrie 2010, prile la Convenia-cadru a Naiunilor Unite asupra schimbrilor climatice

(CCONUSC) au recunoscut c nclzirea global nu trebuie s depeasc temperaturile

nregistrate naintea revoluiei industriale cu mai mult de 2C21. Acest lucru este vital pentru

limitarea consecinelor negative ale activitilor umane asupra sistemului climatic. Pentru

ndeplinirea acestui obiectiv pe termen lung este necesar reducerea pn n 2050 a emisiilor de

gaze cu efect de ser la nivel mondial cu cel puin 50% sub nivelurile din 199022.

rile dezvoltate ar trebui s i reduc emisiile cu 80-95 % pn n 2050, fa de nivelurile din

199023. Pe termen mediu, UE s-a angajat s i reduc pn n 2020 emisiile de gaze cu efect de

ser cu 20% sub nivelurile din 1990 i cu 30% n contextul unui acord la nivel mondial. Acest

angajament este inclus ntr-unul dintre cele cinci obiective principale ale UE din cadrul

21 Decizia 1/CP.16 a Conferinei prilor la CCONUSC (Acordurile de la Cancn);22 Pe baza celui de-al patrulea raport de evaluare al Grupului interguvernamental privind schimbrile

climatice (IPCC);23 Concluziile Consiliului European din 29-30.10.2009 i Rezoluia Parlamentului European din 4.2.2009

[2008/2105 (INI)];


31/45

33

Strategiei Europa 202024. Transportul maritim internaional este singurul sector industrial i

singurul mod de transport care nu este cuprins n legislaia menit a duce la ndeplinirea acestui

obiectiv de reducere. Mai mult, Consiliul European i Parlamentul European au convenitc toate

sectoarele economiei ar trebui s contribuie la reducerea emisiilor25. n ceea ce privete

transportul maritim internaional al UE, Cartea alb privind transporturiledin 2011 a stabilit unobiectiv de reducere de 40 % (sau de 50 %, dac este fezabil) pn n 2050 fa de 2005.

La nivelul UE, astfel de discuii trebuie s in seama de cadrul mai amplu de politic privind

schimbrile climatice i energia pentru orizontul 2030 i trebuie s ia n calcul aspecte precum

eficacitatea din punct de vedere climatic, mai ales n ceea ce privete reducerile cumulative ale

emisiilor de CO2, costurile pentru sector, evoluia emisiilor dup 2005, eventualele standarde de

eficien noi adoptate de OMI, precum i disponibilitatea i costurile tehnologiilor de reducere

din prezent i ale celor preconizate pentru viitor.

n 2009, Comisia a adoptat obiective strategice i recomandri pentru politica UE n domeniul

transportului maritim. Comisia a evideniat, ca o prioritate esenial, dezvoltarea unei abordri

cuprinztoare i coerente de reducere a emisiilor de GES generate de transportul maritim

internaional. Aceast prioritate a fost confirmat n Cartea alb privind transporturile din 2011.

Ca aciune subsecvent crii albe, Comisia dezvolt un cadru strategic pentru cercetarea i

inovarea n domeniul transporturilor, precum i pentru aplicarea rezultatelor aferente, n scopul

realizrii unui sistem de transport european integrat, eficient i ecologic.

Comisia i menine angajamentul de a analiza modul n care pot fi abordate, ct mai adecvat,

barierele de pe pia care mpiedic adoptarea tehnologiilor cu emisii reduse de dioxid de carbon.

n urma discuiilor cu Parlamentul European, statele membre, sectorul n cauz i prile

interesate din cadrul societii civile, Comisia ar putea stabili domenii prioritare n vederea unor

analize i iniiative viitoare. Avnd n vedere c este vorba despre un sector de nivel mondial,

aceste activiti ar fi strns legate de eforturile din cadrul OMI.

n special, OMI analizeaz eventuala necesitate a unui standard privind consumul de combustibil

i forma pe care ar putea s o ia un astfel de standard, ct posibilitatea de a elabora un standard

pentru msurarea performanei cocii i a elicei.

Reducerea emisiilor de GES generate de transportul maritim se bazeaz ntr-o proporie

semnificativ pe o infrastructur adecvat pe uscat. Comisia sprijin deja dezvoltarea acestei

24 Communication from the Commission Europe, 2020COM (2010) final 202025 Directiva 2003/87/CE i Decizia 406/2009/CE.


32/45

34

infrastructuri, de exemplu pentru electrificarea porturilor i pentru combustibili alternativi,

precum GNL, prin stimulente financiare i msuri de reglementare26. Iniiativele viitoare ar

trebui s in seama n special de nevoia de a lua n considerare mpreun diverse tipuri de

emisii, din motive care in att de certitudinea n materie de reglementare, ct i de eficiena

juridic i operaional.

n sfrit, dei multe tehnologii sunt deja disponibile pe pia, tranziia ctre un transport maritim

cu emisii reduse sau chiar nule de carbon implic eforturi de cercetare substaniale pe termen

lung. n cadrul Celui de-al aptelea Program Cadru (PC7), Comisia furnizeaz deja o finanare

substanial pentru dezvoltarea i utilizarea tehnologiilor care vizeaz reducerea consumului de

combustibil al navelor viitorului i aemisiilor aferente. Programul-Cadru Orizont 2020 care a

fost propus27vizeaz continuarea i intensificarea acestor eforturi.

UE are interesul s rmn consecvent n privina obiectivelor politicii sale climatice i n

privina ambiiei de a lua msuri n acest context. Prin urmare, dat fiind lipsa, n continuare, a

unui acord, UE ar trebui s ia msuri suplimentare pentru a include transportul maritim n

eforturile depuse la nivelul ntregii economii n vederea ndeplinirii obiectivelor Strategiei

Europa 2020.

Norme cu privire la combustibilii marini

Noile norme de mediu privind combustibilii marini, care intr n vigoarepe 17 decembrie vor

2012, reduce n mod substanial poluarea aerului i impactul acesteia asupra sntii umane.

Poluanii atmosferici provenii din transportul maritim sunt transportai pe distane lungi i prin

urmare, contribuie din ce n ce mai mult la apariia problemelor privind calitatea aerului n multe

orae europene. Dac nu s-ar lua nicio msur, emisiile de sulf provenite din transportul n

zonele maritime ale UE le-ar depi pe cele provenite din toate sursele terestre pn n 2020.

Legislaia revizuit va stopa aceast evoluie prin reducerea nu numai a emisiilor de sulf, ci i,

mai important, a pulberilor n suspensie, marcnd un pas clar nainte n domeniul protecieisntii oamenilor i a mediului.

Directiva se bazeaz pe standarde elaborate la nivelul Organizaiei Maritime Internaionale

(OMI). Aceasta reduce n mod progresiv coninutul maxim de sulf al combustibililor marini, de

la nivelul actual de 3,5 % la 0,5 % pn n ianuarie 2020. n unele ecosisteme foarte fragile, cum

ar fi Marea Baltic i Marea Nordului, inclusiv Canalul Mnecii, coninutul maxim de sulf va fi

26 COM(2013) 17 final, COM(2013) 18 final i SWD(2013) 4 final.27 COM(2011) 809 final.


33/45

35

redus la 0,1 %, nc din 2015. 28Ca alternativ la carburanii cu coninut redus de sulf, navele pot

opta pentru metode echivalente de punere n conformitate, cum ar fi sistemele de purificare a

gazelor de evacuare sau navele propulsate cu GNL. Instrumentele actuale ale UE de finanare a

sectorului transporturilor, cum ar fi cele corespunztoare reelei TEN-T i programului Marco

Polo, alturi de Banca European de Investiii (BEI) acord sprijin financiar proiectelorecologice n domeniul transportului maritim. n plus, Comisia a iniiat activiti care ncurajeaz

utilizarea GNL drept combustibil pentru nave. De asemenea, Comisia va continua s pun n

aplicare msuri pe termen mediu i lung pentru a promova tehnologii navale ecologice,

combustibili alternativi i dezvoltarea de infrastructuri de transport ecologic, n contextul

pachetului de instrumente pentru transportul sustenabil pe ap, mpreun cu reprezentani ai

industriei de profil i ai statelor membre. Prezenta directiv este cel mai recent element al

cadrului de politici ale UE privind poluarea aerului care a fost dezvoltat n ultimii 30 de ani.Comisia European efectueaz n prezent o revizuire cuprinztoare a cadrului de politici n

vederea actualizrii acestuia n 2013.

Pn la 17 aprilie 2014, statele membre vor trebui s i modifice legislaia existent privind

calitatea combustibililor marini, n vederea armonizrii cu noua directiv. Directiva asigur

certitudinea juridic n privina investiiilor necesare din partea armatorilor, a operatorilor

portuari i a rafinriilor. ncepnd din anul 2015, statele membre sunt invitate s se asigure c

navele utilizeaz combustibili cu un coninut de sulf de maximum 0,10 % n Marea Baltic i

Marea Nordului, inclusiv n Canalul Mnecii. Sunt acceptate metode echivalente de punere n

conformitate, cum ar fi sistemele de purificare a gazelor de evacuare. ncepnd cu 2020, navele

care opereaz n toate celelalte zone maritime europene trebuie s utilizeze combustibili cu un

coninut de sulf mai mic de 0,50 %. n mod tradiional, navele utilizeaz pcura grea ca mijloc

de propulsie. Pcura grea poate avea un coninut de sulf de pn la 5 %. Prin comparaie cu

aceasta, coninutul de sulf al combustibililor utilizai de camioane sau autoturisme nu trebuie s

depeasc 0,001 %. Emisiile de dioxid de sulf pot cauza ploi acide i pot genera pulberi nsuspensie. Aceste pulberi sunt periculoase pentru sntatea uman, cauznd boli respiratorii i

cardiovasculare i reducnd sperana de via.

3.3 Proiectul tehnologic a unei nave ecologice

28Directiva 2012/33/UE a Parlamentului European i a Consiliului din 21noiembrie 2012 de modificare a Directivei 1999/32/CEa Consiliului privind reducerea coninutului de sulf din combustibilii marini


34/45

36

Iniiativa privat aparine industriei daneze ,, Corabia Verde a Viitorului ,, care au

ncheiat un studiu pe compararea de tehnologii care respect nivelurile de emisie a Organizaiei

Maritime Internaionale (OMI) pentru navele care navigheaz n zonele controlate de emisie(

ECA) . Bazele acestui studiu este ntocmit de Organizaia Maritim Internaional ( OMI ), iar

decizia este c navele trebuie s reduc nivelul de sulf n pcur la 0,1% sau cura gazele deeapament la un nivel echivalent pn n 2015 . Obiectivul proiectului a fost de a crea soluii

practice, precum i descoperirea aspectelor financiare n ceea ce privete instalarea, operarea i

ntreinerea celor trei alternative mai realiste:

- Coninut sczut de sulf i combustibil

- GNL drept combustibil

- Tehnologie Scrubber(Epurator de gaze)

La baza proiectului a fost un nou construit tanc 38.500 TDW de la D / S NORDEN A / S. Grupul

din spatele studiului a constat de Alfa Laval - Aalborg ( fostele Industrii Aalborg ) , D / S

NORDEN , Asociaia Armatorilor din Danemarca , Elland Inginerie , Registrul Lloyd , Maersk

Tehnologie Maritime , Tankers Maersk , MAN Diesel si Turbo , Schmidt maritim i cu Nava

verde n calitate de coordonatori . Proiectul a fost finanat n comun de ctre Fondul mariti m

danez i firmele participante .

Studiul de reducere a emisiilor pentru RO / PAX M/F Visbyn primvara anului 2011, parteneriatul public-privat ,,Corabia Verde a Viitorului ,, a iniiat un

studiu n domeniul navelor feribot cu emisii reduse de poluani . S-a convenit ca studiul s fie

realizat ca un studiu de dezvoltare, de colaborare care implic parteneri din toata industria

maritim s lucreze mpreun la optimizarea unui feribot pentru o anumit operaiune . Pentru a

realiza acest lucru , un facilitator fost adus i confer rolul de a obine sinergiile (operaiunile)

dorite n cadrul grupului de proiect .

n scopul de a da referin rezultatele, a fost folosit feribotul existent RO - PAX M / F Visby din

figura 3.2. Acest feribot este exploatat n prezent de Gotlandsbolaget ntre portul n Visby pe

insula suedez Gotland i Suedia continent . Gotlandsbolaget au mai muli ani de experien cu

care opereaz acest traseu i au o baz de date extins a consumului de energie la bordul navelor

, prin evaluare comparativ de reduceri poteniale de emisii este posibil .


35/45

37

Studiul a fost condus de OSK - ShipTech i n timpul studiului , partenerii au contribuit prin

subgrupuri care au fcut expertiza lor tehnic.

Figura 3.2 Nava ecologic RO- Pax M/ F Visby

Obiectivul general al studiului a fost de a oferi o perspectiva asupra ceea ce se poate face pentru

a reduce emisiile provenite de la feriboturi . n acest sens , studiul a vizat utilizarea i schimbul

de expertiz tehnic i operaional ntre toi partenerii de studiu .

inta tehnic a studiului a fost de a reduce emisiile de CO2 cu 25 % fa de feribotul deja n

funciune ntre Gotland i Suedia .

Mediul tehnologic i politic n lumea maritimschimb continuu posibilitile i cerinele . Prin

urmare , n scopul de proiectare a acestui concept RO- PAX ecologic are scopul de a fi gata de

regul nainte de 2020 . n acest context, este relevant s menionm c unele constatri pot fi

implementate ca retro - fit , adic utilizarea unui echipament nou pe vechile instalaii n navele

existente . Tehnic vorbind , studiul s-a concentrat pe elemente de proiectare ,pe piese i organe

de maini , propulsie , combustibili alternativi i alte domenii care afecteaz emisiile .

Din punct de vedere tehnic sa ajuns la concluzia c este posibil s se reduc consumul de

combustibil considerabil prin introducerea de noi tehnologii , fr a schimba parametrii

operaionali . Efectele de optimizare i tehnologiile alese au condus la o reducere a costurilor de

combustibil de mai mult de 23 % . Aceast economie este important , dar , de ase menea, foarte


36/45

38

dependent de costurile viitoare de combustibil . Toate tehnologiile incluse n proiect au o

perioada rambursabilmai mic de 5 ani.29

Prin introducerea acestor tehnologii rezult o scdere a emisiilor: 39 % la emisiile de CO2 , 93 %

la NOx i 98 % pe SOx , ceea ce nseamn c este atins obiectivul tehnic.

Studiu l unei nave container 8.500 TEU (f igur a 3.3)

Figura 3.3 Nava ecologic 8.500 TEU

Pe parcursul anului 2009 , partenerii de Green Corabia Viitorului au lucrat mpreun la studii de

concept de aa numitele " nave cu emisii sczute " . Scopul acestor studii a fost de a investiga

posibilele reducerile globale de emisii atunci cnd au fost implementate deja n faza de

proiectare a unei noi nave diferitele tehnologii disponibile de la Nava Green a proiectului Future.

Studiile au fost efectuate pentru dou tipuri de nave diferite , o nav container 8.500 TEU i o

nav vrachier(cargou pentru marfa n vrac) cu dimensiunea de 35.000 tdw. Baza pentru nava

container a fost un vas de tip A de la Odense Steel Shipyard. Studiul ca concept a fost realizat

pentru a stabili nivelul de noi tehnologii n ceea ce privete obiectivul de ,,nave verzi,, pentru

viitor, de reducere a emisiilor de gaze de eapament i n raport cu urmtoarele reglementrile

internaionale privind emisiile de NOx i SOx i cel mai probabil , de asemenea, emisiile de CO2

, prin introducerea a indicelui de eficien energetic design ( EEDI ) pentru navele noi .

29http://www.greenship.org
http://www.greenship.org/http://www.greenship.org/http://www.greenship.org/


37/45

39

Proiectarea unei nave este un proces foarte complex , deoarece multe aspecte i constrngeri

trebuie s fie luate n considerare n acelai timp . De foarte multe ori se cere de a interfera unele

cu altele ntr-un mod negativ, astfel c prin ndeplinirea unei cereri , alt cerere nu poate fi

ndeplinit sau este chiar contracarat.

n studiul navei container , a pus accentulpe urmtoarele tehnologii :

- Apa n sistemul de combustibil ( WIF )- Sistem de recirculare a gazelor de eapament ( EGR )- Sistem de recuperare a cldurii reziduale ( WHR )- Putere i turbine cu abur- Epuratoare de gaze de eapament

Obiectivul general al studiului container conceptul de nave a fost de a realiza:

- Reducere de 30 % a emisiilor de CO2- Reducere de 90 % din emisiile de NOx- Reducere de 90 % a emisiilor de SOx

n cadrul studiului conceptul de care am fost n msur s demonstreze i s documenteze c prin

implementarea tehnologiilor de mai sus pe nav container 8500 TEU este posibils se realizeze:

- Reducere de 11-14 % a emisiilor de CO2- Realizat reducere de 80 % a emisiilor de NOx- Realizat reducere de 90 % a emisiilor de SOx

Costul suplimentar pentru aceste reduceri este de 10 milioane euro ( cretere de aproximativ

10%, comparativ cu o " nav standard" fr " tehnologii ecologice ")

n ceea ce privete reducerile de emisii , rezultatele pe NOx i SOx sunt foarte promi toare .

Cnd vine vorba de reducerea emisiilor de CO2 rezultatele sunt bune , dar nu la fel de mare ca

obiectivul de 30 % . Reducerea n continuare a emisiilor de CO2 trebuie s fie obinute prin

eforturi continue de a reduce rezistena navei, operarea optimizat (abur lent, rutare vreme, etc),

sisteme de propulsie mai eficiente, motoare mai eficiente din punct de combustibil, combustibil

alternativ (LNG, biocombustibili, etc) i plus de mijloace ecologice alternative de propulsie

(celule de combustibil, eolian, solar etc).


38/45

40

3.4 Tehnologii n faza de proiectare a unei nave pentru reducerea emisiilor

1.Crmavansat cusistem de elice

Un sistem de elice i crm bine concepute,pot economisi pn la aproximativ 4% din consumul

de combustibil. Un astfel de sistem ar putea fi o elice modern, combinat cu o crm asimetric

i un aa-numit Costa Bulb. Cu noi metode de proiectare a elicei moderne devine mai mult i mai

eficient.Costa Bulb creeaz un suflu al elicei neted ,de la elice la crma. Cu o crm asimetric,

energia de rotaie de la elicea este utilizatmai eficient n comparaie cu o crm convenional.

Figura 3.5 Duz de vitezFigura 3.4 Crm avansatcu sistem de elice


39/45

41

2. Duza de vitez

n mod normal, duze sunt folosite pentru a mbunti traciunea la baba de cheu de pe

remorchere, nave de aprovizionare, nave de pescuit i multe alte vase careau nevoie de putere de

tragere mare la vitez redus. Acest nou tip de duz, numit o duz de vitez, este dezvoltat

pentru a mbunti puterea de propulsie la viteza de exploatare. Folosind noul concept duz de

vitez are un potenial de economisire de aproximativ 5%.

3. Sistem de epurare a gazelor reziduale

O modalitate de a ndeplini viitoarele reglementri privind emisiile de sulf este de a instala un

epurator de gaze de eapament. Acest scruber din figura 3.6 utilizeaz ap pentru a spla sulfuldin gazul de eapament. Msurtorile au artat c emisiile de SOx sunt reduse cu pn la 98%.

Nu este doar sulful care este redus, de asemenea, coninutul de particule nocive sunt reduse cu

aproximativ 80%.

4.GNL (Gaz natural lichefiat) motoarele auxiliare

n mod normal, puterea electric n stare de port este furnizat cu ajutorul motoarelor auxiliare

care ruleaz pe pcur sau motorin marin. Prin utilizarea motoarele auxiliare reprezentat infigura 3.7, ruleaz pe GNL (gaz natural lichefiat) n loc de combustibil convenional, poate fi

realizat reduceri semnificative ale emisiilor. Reducerile de emisii, n magnitudinea de

aproximativ 20% la emisiile de CO2, de aproximativ 35% la NOx i 100% pe SOx sunt

potenialul de trecerea de la diesel la GNL.

Figura 3.6 . Sistem de epurare a gazelor reziduale Figura 3.7 Motoarele auxiliare pe gaz natural lichefiat GNL


40/45

42

5. Culoarea bordajului exterior. Alegerea potrivit a vopselei pe bordajul exterior este

esenial deoarece trebuie s menin rezistena la un nivel maxim. Vopseaua modern

antivegetativ , estevopseaua care are o frecare redus a apei are un potenial de economisire a

combustibilului n zona de la 3 la 8%. Reducerea emisiilor este proporional cu economiile de

combustibil.

6. Sistemul de recuperare a cldurii reziduale (Wh). Sistemul de recuperare a cldurii

reziduale din figura 3.8, utilizeaz caldura din gazele de evacuare de la motorul principal. Gazul

de evacuare conine o mulime de energie termic, care poate fi transformat n abur. Aburul

poate fi apoi utilizat pentru nclzirea de cazare, zonele de marf i de ulei de combustibil.

Aburul poate fi utilizat pentru producerea de energie ntr-un turbo-generator. n funcie de

configuraie, un sistem de recuperare a cldurii reziduale se poate reduce consumul de carburant

cu 7-14%.

Figura 3.8 Recuperator de cldur evacuat

7. Apa n sistemul de combustibil

Formarea de NOx depinde de temperatura din cptueala cilindrului. Prin scderea temperaturii

emisiile de NOx sunt de asemenea reduse. Prin adugarea apei n combustibil nainte de

injectare, temperatura n cilindru va fi redus. Acest lucru va avea ca rezultat o reducere a NOx cu

30-35%.

8. Sistem de epurare a gazelor recirculate


41/45

43

Formarea emisiilor de NOX poate fi redus prin scderea temperaturii n garnituri le cilindrului

din motorul principal. O modalitate de scderea a temperaturii este de a recircula o parte din

gazele de evacuare. O parte din gazele de evacuare este amestecat cu aerul baleiat, astfel nct

coninutul de oxigen este redus, mpreun cu o temperatur mai sczut n camera de ardere.

Msurtorile au artat c aceast tehnologie au un potenial de reduceri de NOx de aproximativ80%.

9. Pompare i racire forat

Prin utilizarea unui sistem de ap de rcire optimizat este posibil pentru a economisi pn la 20%

din puterea electric generat, care corespunde la o reducere de aproximativ 1,5% din consumul

total de combustibil. Studiile arat c rezistena n sistemulde rcire cu ap de multe ori poate fi

redus. Cnd rezistena este redus pompele mai mici pot fi utilizate i astfel salvnd pn la

aproximativ 90% din puterea necesar pentru pompe.


42/45

44

Concluzii i Recomandri

Perspectivele de viitor pe plan mondial n construciile navale sunt legate de posibilitatea

nlocuirii motoarelor diesel prin turbine cu gaze i de utilizare a reactoarelor nucleare pentru

propulsia navelor, (spargtorul de gheasovietic Lenin, fiind prima nava cupropulsie nuclear).

Secolul nostru se caracterizeaz n domeniul construciilor navale printr-o tendin spre

gigantism,( cum este de altfel i pasagerul Mary Queen II, o adevratinsula cu elice).

Apariia motorului cu ardere interna i apoi a turbinei cu gaze a reinut atenia constructorilor

navali, care le vor utiliza din ce n ce mai frecvent, spaiul mult redus, ocupat de combustibilul

lichid avantajnd considerabil creterea capacitii de transport.

Pentru motoarele diesel navale regimul tranzitoriu de funcionare este mai frecvent

dect cel stabilizat. La accelerarea deplasrii unei nave, puterea efectiv a motorului i

momentul motor efectiv rmn sub valorile corespunztoare regimului stabilizat, iar

consumul specific de combustibil este mai mare. Creterea cantitii de ncrctur

proaspt reinut n cilindrii motorului la sfritul admisiei, optimizarea pocesului de

formare a amestecului carburant i mbuntirea arderii conduc la creterea presiunii i a

cuplului motor (acesta crescnd), atunci cnd funcioneaz n regim tranzitoriu de accelerare,la micorarea consumului specific de combustibil i a emisiilor de noxe din gazele de

evacuare. Arderea mult mai complet, datorit injeciei combustibilului la presiuni mari i a

utilizrii supraalimentrii cu turbine cu geometrie variabil, conduce la emisii mai reduse de

particule. Cele care rmn, multe dintre ele volatile, unele sunt oxidate la intrarea n catalizator,

iar celelalte sunt colectate pe suprafaa ceramic a filtrului, existnd posibilitatea oxidrii lor de

ctre NO2care rezult din NOx din catalizator.La M.A.C. supraalimentat consumul specific

de combustibil se reduce comparativ cu M.A.C. cu aspiraie natural, aceast scdere estemai pronunatcu ct este mai redussarcina motorului. Datoritaportului suplimentar de aer

care are loc o dat cu creterea turaiei, un M.A.C. supraalimentat emite o cantitate de fum

mult mai redusfade un motor cu aspiraie naturaldeci polueaz mai puin.

Ca alternativ la carburanii cu coninut redus de sulf, navele pot opta pentru metode

echivalente de punere n conformitate, cum ar fi sistemele de purificare a gazelor de evacuare

sau navele propulsate cu GNL. O alternativ de micorare cu peste 30% a acestor emisii,

att la navele propulsate cu motoare diesel, ct i cu turbine cu abur sau gaze, este cea


43/45

45

aplicat de ctre firma german MAN B&W i anume, de utilizare pentru ardere n locul

motorinei, a LNG (liquid natural gas).

Pentru reducerea de noxe, separarea prin injecie direct a apei este considerat cea

mai bun soluie deoarece aceast tehnic i-a dovedit capacitatea de a reduce nivelul NOx

din gazele arse evacuate de ctremotor, cu pnla 60 %, iar n cazul aplicrii catalizatorului

Selective Catalitic Reaction, n prezena soluiei de uree dizolvat n ap, are loc transformarea

oxizilor de azot n azot inofensiv i ap.

Reducerea particulelor n cazul funcionrii motorului diesel naval cu combustibil

greu este nc o mare provocare. Tehnic exist soluii (precipitatori electrostatici umezi) dar

implic ori un volum mare n compartimentul maini al navei ori un cost ridicat. Oricum,

emisiile de particule sunt reduse de la 50 % la 90 % cnd se trece la combustibilii distila i iaditivai.

Mrirea dimensiunilor i tonajul navelor moderne realizate pe principii dinamice de

plutire pe aripi portante i n mod deosebit a navelor pe perna de aer, sunt considerate de

specialiti ca nave ale viitorului apropiat. Actuala criz economic mondial va determina

mutaii calitative care vor conduce la continua dezvoltare i perfecionare a construciilor navale,

datorit faptului ca navele constituie mijlocul de baz de transport cel mai economic pentru

comerul internaional.


44/45

46

Bibliografie

Acte normative :

1. Communication from the Commission Europe, 2020 COM (2010) final 20202. Directiva2003/87/CE a Parlamentului European i a Consiliului din 13 octombrie 2003

de stabilire a unui sistem de comercializare a cotelor de emisie de gaze cu efect de ser n

cadrul Comunitii i de modificare a Directivei 96/61/CE a Consiliului

3. Decizia 1/CP.16 a Conferinei prilor la CCONUSC (Acordurile de la Cancn);Pe baza celui de-al patrulea raport de evaluare al Grupului interguvernamental privind

schimbrile climatice (IPCC);

4. Directiva 2012/33/UE a Parlamentului European i a Consiliului din 21 noiembrie 2012de modificare a Directivei 1999/32/CE a Consiliului privind reducerea coninutului de

sulf din combustibilii marini

5. Directiva 2012/33/UE a Parlamentului European i a Consiliului din 21noiembrie 2012de modificare a Directivei 1999/32/CE a Consiliului privind reducerea coninutului de

sulf din combustibilii marini6. Legea nr. 269/ 2006 Reguli privind prevenirea polurii atmosferei de ctre nave la

Convenia internaional din 1973 pentru prevenirea polurii de ctre nave, modificat

prin Protocolul din 1978 (MARPOL 73/78)

Manuale i brouri:

1.

Alexandru Costic, Maini i instalaii navale de propulsie, Bucureti,19912. AEA Technology, 20133. Bobescu Gh., Radu Gh.-A., Chiru A. .a. - Motoare pentru automobile i tractoare, vol. 2,

Chiinu,19962000

4. Bobescu Gh., Radu Gh.-A., .a.-Tehnici speciale pentru reducerea consumului decombustibil i limitarea noxelor la autovehicule, 1989

5. Buzbuchi N, - Dinamica sistemelor de propulsie naval, Tipografia Institutului de MarinCivil, Constana, 1998
http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32003L0087:RO:NOThttp://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32003L0087:RO:NOT


45/45

6. Buzbuchi N., Sabu A. - Motoare diesel navale, Procese, Construcie, Exploatare,Bucureti, 2001

7. CeangI. - Dinamica sistemelor navale de propulsie, Editura TehnicBucureti,20038. Concluziile Consiliului European din 29-30.10.2009 i Rezoluia Parlamentului European

din 4.2.2009 [2008/2105 (INI)]9. Drglina Alexandru Motoare cu ardere intern. Contrucie i calcul, vol. I , Constana

2001

10.Hans Zellbeck .a. - New Concepts of Supercharging to improve the accelerationperformance of internal combustion engines, MTZ Worldwide nr. 6, 1999

11.Lloyds Register i DNV, 201212.Maddox Consulting, 201213.

Motorship, the Motor Ship Publishing Office, London, 1995.2008

14.Popa G. M., Negurescu N., PanC. - Motoare diesel, vol. I, II, Bucureti; 2003-200415.Reducere estimat a emisiilor de CO2 datorat introducerii unor msuri tehnice i

operaionale obligatorii referitoare la eficiena energetic a navelor. Studiu efectuat de

Lloyd's Register i DNV pentru OMI n 2011 i Al 4-lea raport de evaluare al IPCC.

16.Uzuneanu Cristina ,, Combaterea polurii produs de motoarelecu ardere intern,,Galai2008

Surse internet:

www.mandiesel.com

http://www.greenship.org
http://www.mandiesel.com/http://www.mandiesel.com/http://www.greenship.org/http://www.greenship.org/http://www.greenship.org/http://www.mandiesel.com/

transport naval (Автосохраненный)

Documents