Software skal fjerne sort røg fra skibe

Mængden af NOx-udslippet fra nye skibe skal reduceres med 75 procent i miljøzoner, som er fastlagt af FN’s skibsfartsorganisation, IMO. Miljøzonerne ligger blandt andet ud for de nordamerikanske kyster, og fra 2021 gælder det også Nord- og Østersøen.

Det har gjort nye teknologier nødvendige i den maritime industri, hvor man blandt andet har benyttet såkaldt EGR-teknologi, hvor udstødningen recirkuleres i motoren for at mindske udslippet af NOx-partikler. Det er i den forbindelse afgørende, at recirkulationen sker med den rette mængde udstødning, så der recirkuleres nok til at mindske NOx-dannelsen og samtidig er tilstrækkelig ilt til at forbrænde brændstoffet – og dermed forhindre sort røg, når skibet f.eks. skal sætte farten op eller bremse ned.

Men den nye teknologi har vist sig at medføre nye problemer.

Læs også: Nyt krav til skibe: Sænk NOx-udslippet med 75 procent

»NOx reduceres blandt andet med EGR-teknologi. Men regulatoren til EGR-teknologien betød, at der blev skabt sort røg i forbindelse med kraftige accelerationer af skibet, hvilket er uønsket og derudover kan skade motoren,« forklarer Casper Hededal Svendsen, Head of Emission Control hos skibsmotorproducenten MAN Diesel & Turbo, i en pressemeddelelse.

Derfor besluttede virksomheden at indgå et samarbejde med Kræn Vodder Nielsen, ph.d.-studerende på DTU Elektro, for at finde en løsning på problemet.

Læs også: Tre-i-en-miljøfilter til skibe testet med succes

Han fortæller, at den sorte røg skyldes, at reguleringen af motorens ilttilførsel er for langsom, når skibet accelererer. På den måde bliver brændstoffet ikke forbrændt optimalt og ender delvist som sort røg ud af skorstenen. Med den nye software undgår man fuldstændig den sorte røg og holder udstødningen på et normalt niveau under accelerationen, mens man bevarer et velfungerende EGR-system, der reducerer NOx-udledningen med 75 procent.

'Skibsmotorer er anderledes'

EGR-teknologi er længe blevet brugt i biler og lastbiler, men systemet kan ikke overføres til skibe en til en.

»Skibsmotorer er meget anderledes. Blandt andet er det totaktsmotorer og ikke firetaktsmotorer, så det var ikke muligt bare at kopiere tilgangen fra bilmotorer. Jeg har i stedet koncentreret mig om at udvikle en ny metode, der passer bedre til skibsmotorer,« forklarer Kræn Vodder Nielsen.

»Jeg fandt ud af, at de daværende akademiske metoder til udvikling af styring af en skibsmotor med EGR-teknologien var for komplekse. Det blev derfor hurtigt klart for mig, at jeg var nødt til at udvikle en simpel model, der kun omfatter den kritiske del af systemet, som vi ønskede at forbedre. Derfra udviklede vi en ny styring, der koordinerer recirkulering og brændstofindsprøjtning uden at kræve for meget tuning af andre dele af systemet,« siger han.

Kræn Vodder Nielsen er nu ansat på MAN Diesel & Turbo og skal bidrage til den endelige klargøring af hans software, så det fra slutningen af året kan implementeres på nye skibsmotorer.

»I starten skal jeg med ud og installerede det på skibene, men på sigt er det meningen, at jeg skal udarbejde en vejledning, så skibsbyggere og besætning selv kan fintune systemet,« forklarer han.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Kaster de kode ind i røgen? Spøg til side, det er da fnt at få motorene bedre reguleret.

Kan røgen ikke vaskes med kølevandet? Uden at vide noget som helst om emnet, kan røgen og støjen så vaskes og reduceres, ved at indsprøjte store mængder vand i udstødningen.

CO2, SO2 eog NOx ender jo i havvandet alligevel, før eller senere.

Hvis vandet tages fra kølevandspumperne, efter det har været igennem varmevekslerene, må mer-energi forbruget til at pumpe det ind i røggassen vel være meget lille?

  • 0
  • 0

Det er måske mig der er dum, men jeg har aldrig forstået ideen om at recirkulere udstødningsgas. I det omtalte tilfælde kan der da kun blive større forurening når brændstoffet ikke bliver udnyttet,. Minder om de amerikanske tiltag for år tilbage hvor de reducerede ydelsen for at nedbringe CO2 procenten fra bilmotorer, det lykkedes, men samtidig producerede de V8 motorer på 4,7 l som ydede under 200 hk og kørte 6-7 km/l, men CO2 procenten var lav, men volumen var højt.

  • 0
  • 0

Hvordan?

Hvis du har en CO2 og røgfri energikilde ombord på skibe, der kan producere brint, ved elektrolyse af havvand, hvorfor så ikke drive skibet med den? Brint produktion er meget energikrævende, og brint forbrugt i en motor er ikke energi-økonomiskt. Brint forbrugt i en brændselscelle giver strøm, der kan drive et skib, med elektriske motorer. Men hvorfor lave strøm til elektrolyse af vand til brint, og tilbage til strøm til at drive skibet?

Eller er det bare vrøvl og sludder, med ordet brint kastet ind, for effekt?

  • 0
  • 0

Den unge mand er ansat hos MAN og skal forsøge at gøre olie politisk "spiselig".

Olieselskabernes bogførte kapital ligger i jorden - og den tykke næsten usælgelige olie som skal varmes op til 60 grader celsius for overhovedet at kunne brænde - den sejler handelsskibene rundt på og forurener hele kloden incl. havet - uden at vi kan se det - man får dog syn for sagen en stille dag over Storebælt - her kan man se en blågul tåge fra skibene

Hvis skåltalerne om fossilfrit samfund år skal give mening skal skibene over på el-drift.

Man kan i sagens natur ikke oplade et stort skib. El-drift på stor luksus-skibe foregår derfor ved diesel-elektiske anlæg efter samme principper som hybridbiler.

Da vi gerne skal undgå forurening fra motorer kan el løbende fremstilles af brint. I brændselscellen har brint en virkningsgrad på 60% - resten er varme som man jo dog også bruger en del af på et skib.

Energi kommer ikke af ingenting - men brint kan fremstilles af forureningsfri vind- og solenergi. Der er flere flydende vindmølleparker på vej - og hvis der er et marked for brint kan vindmøllerne producere brint direkte på platformen uden yderligere infrastruktur. Højtrykstanke i standardcontainere er der allerede internationale standarder for, takket være bilindustrien. (vi har 10 tankstationer i DK hvis du gerne vil se hvordan)

Skibe skal derfor fremover bygges med el-motorer.

Ellers er der ikke håb om en omstilling til vedvarende energi.

  • 0
  • 0

Brint nævnes ofte som det næsten perfekte energilager, men det må være personer der ikke har arbejdet med det!

Det er meget energikrævende at producere, både ved elektrolyse og spaltning af naturgas. Brint i flydende form er godt minus 250 grader Celsius og afsindigt bradfarligt og eksplosivt. Det koger hurtigt af tanken så der skal produceres meget af det, hele tiden, det sker bestemt ikke for diesel olie. Det ødelægger brændstoftankene og rør og slanger, ved at trænge ud i materialet, så delene skal skiftes ofte, det sker heller ikke for diesel.

Olie er den bedste løsning, stadigvæk, men den skal være ren for svovl og alt muligt andet, og det koster. Der er ingen gode løsninger for store skibe, medmindre der er så store at de kan bruge atomkraft.

  • 0
  • 0

Der er masser af steder, hvor man anvender brint. Kunne vindfolket ikke tilbyde at opstille elektrolyseapparater med tilhørende kompressorer og lagertanke til fremstilling af el i blæsende perioder, hvor strømmen er billig - meget billig - så man kunne få praktisk og økonomisk erfaring med brintfremstilling i teknisk målestok ud fra vindkraft. Der er kun to muligheder. Succes eller fiasko. Og når projektet er blevet en fiasko, kan man jo spare masser af tid, penge, spekulationer og forskningsprojekter, og bruge kræfterne på noget andet.

NOx koncentrationer kan let og rimelig nøjagtigt måles med et Drägerør, et blyantstort glasrør fyldt med an masse der tager farve efter NOx - eller hvis man vælger det, a´ndre luftarter. Man pumper en bestemt mængde luft igennem røret ved hjælp af en håndbetjent gummibold. Man behøver hverken en kandidateksamen eller en licentiatgrad for at betjene det. Et ti års barn kan lære det på 5 minutter.

  • 0
  • 0

Brint opbevares ved 700 bar i komposit tanke Det er mindre farligt end kulbrinter. Prisrn på brint kan sagtens være lavere end kulbrinter idet elektrolysen er den eneste proces i modsætning til kulbrinternes lange værdikæde fra uvinding til færdigt produkt. Olie er faktisk mere subsidieret en el og brint i kraft af begunstigede afgift og skatteregler.

Jeg ved ikke hvad du har beskæftiget dig med men Ballard,NEL, AirLiqide, Svanemøllen m.fl.har en daglig forretning med brint. Jeg tror næppe de vil give dig ret.

  • 0
  • 0

Det bliver godt nok en stor, tung tank til et skib. At bygge en tank til en bil, der kan indeholde nogle liter brint ved 700 bar, er en ting, men en tank med flere hundred tons?

Og det er stadig dyrt og kompliceret

  • 0
  • 0

Man kan i sagens natur ikke oplade et stort skib. El-drift på stor luksus-skibe foregår derfor ved diesel-elektiske anlæg efter samme principper som hybridbiler.

Skibe skal derfor fremover bygges med el-motorer.

Det er da rigtigt, at de store krydstogsskibe har diesel-eletrisk anlæg og fremdrivning. Dels er motorerne lave (det er 4 takt-trunk maskiner) i forhold til 2 takt-krydshoved maskiner, som er en populær vare i handelsflåden, dels giver det ikke mange vibrationer i skroget. Da komfort betyder "en del" på de flydende hoteller, så syntes det som et godt kompromis. Dog brænder dieselmotorerne stadig den same tykke fuel som resten af handelsflåden. Udtaget er dog diverse zoner, hvor lavsvolvs olie er krævet - læs mere i MARPOL annex IV - http://www.marinediesels.info/2_stroke_eng...

Omkring vask af røggas - det er ikke noget nyt. Scrubbere - som de kaldes i fagsproget - findes såmænd og DFDS har ret mange af dem. Men, men, men. Der skal altså nogle ret store mængder af søvand til, så velkommen til store rør og en pumpe, der stutter en del kWh. Hertil kommer at scrubberen er temmelig volumiøs, så du skal tænke dig godt om på desigstadiet. Lidt efter valg af scrubber, så skal der tilsættes kemikalier - nok en driftsudgift. Endelig er der hele snakken om "open loop" eller "closed loop". Grundlæggende er forskellen om du smider vaskevandet ud i søen eller bruger det i et lukket kredsløb ombord (og beholder affaldsstofferne ombord for senere at aflevere dem til land). Lige nu er begge dele lovlige. Men vil "open loop" forsat være lovlig eller kommer der et forbud? Ingen ved det.....men HVIS du har et skib med open loop og det bliver forbudt, så får du et problem. Et dyrt problem. En sådan usikkererhed er sq svær at tumle når business cases skal laves, men usikkerheder er ofte forbundet med øgede omkostninger og dem ønsker rederne ikke.

  • 0
  • 0

Elmotorer fylder en brøkdel i forhold til en diesel skibsmotor. Brandværdien af brint er mange gange højere end olie - samme energimængde vejer ned mod 1/8. Kompositbeholdere er ultralette og brændselceller består mest af plastik. Alt i alt vil der nok nærmere være tale om en lettere drivlinine

Søren Holst Kjærsgård foreslår forsøg med et elektrolyse-scenarie for at opleve den endelige fiasko. Disse forsøg er allerede igang og ser absolut ikke ud til at blive en fiasko. (se www.hydrogennet.dk)

Svanemøllen og AirLiquide fremstiller elektrolyse-brint i DK og kan få en forretning ud af det, selvom staten vil have en krone/kWh i afgift for overløbsstrøm (!) Flere og flere vindmøller står stille i blæsevejr fordi de ellers skal betale for at overbelaste nettet DONG laver havvindmøllepark uden støtte Nettet skal fordobles hvis vi ikke gemmer strømmen decentralt - kobber vil bliver en mangelvare hvis vi globalt skal transportere el fra solceller og vindmøller. Vi har 10 brint tankstationer i Danmark. Danmark er sammen med Californien, Japan og Sydkorea i fuld gang med at gøre brint til en vigtig komponent i omstillingen til vedvarende energi. I Tyskland kører de første ALSTROM brint tog. I USA kører den første brintlastbil (NICOLA ONE) med en rækkevidde på 1200 km.

Det er i den tunge transport at miljøgivinsten er størst - så selvfølgelig skal skibstrafikken over på brint.

  • 0
  • 0

Du har sandsynligvis ret i at brint bliver fremtiden for skibe. Det kan ikke afvises og tiden vil vise det.

Der har været mange brint tiltag, gennem de sidste 20 år, og hver gang er andre metoder komme til istedet. Til de helt store skibe som fx +400 m containerskibe, er atomkraft vel også en mulighed, især set i lyset af at US Navy allerede gør det og har gjort det i mange år. Ingen sejler på brint, men nogen sejler på Gas.

  • 0
  • 0

Jeg lader mig gerne belære. Og der må være nogen, der ved, hvad det koster at fremstille brint som vinden blæser og samtidigt levere det med den stabilitet som et kemisk procesanlæg kræver. Naturligvis renset for afgifter tilskud mm, men dog under anvendelse af rimelige renter og afskrivningsperioder. Det burde være ret nemt for vind/brintindustrien at levere dette tal, og derefter sammenligne det med den pris f.eks. olieraffinaderierne beregner for deres brintfremstilling.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten