Combustibili alternativi pentru nave. Aspecte de mediu ale utilizării combustibililor alternativi pe navele flotei maritime și fluviale. Impactul asupra mediului

Datorită prezenței mai multor centrale pe o navă mare, de exemplu, motorul principal, un generator diesel pentru generarea de energie electrică, un cazan pentru producerea de apă caldă și abur, combustibilul maritim poate fi reprezentat de mai multe tipuri simultan.

Mai mult, motorul principal al unei nave maritime este adesea alimentat nu de unul, ci de două sau mai multe tipuri de combustibil alternativ. Acest lucru se datorează faptului că există zone de control special al emisiilor de sulf în ocean - Marea Nordului și Mării Baltice, coastele Atlanticului și Pacificului din SUA și Canada.

La apropierea lor, motoarele sunt comutate pe motorină cu un conținut redus de sulf. Aceeași tehnică este utilizată înainte de efectuarea manevrelor în care trebuie să schimbați frecvent modurile motorului. După părăsirea portului, motorina este înlocuită cu păcură, pe care nava trece partea principală a traseului.

Combustibili pentru transport

Principalele tipuri de combustibil pentru nave astăzi sunt:

combustibil diesel;
combustibili marini cu vâscozitate ridicată;
alte tipuri (KST - o componentă a combustibilului marin din condensat de gaz, turbină cu gaz petrolier TG și TGVK, GNL - gaz natural lichefiat etc.)

Combustibilii diesel și cu vâscozitate redusă sunt clasificați drept produse petroliere ușoare. Acestea diferă între ele în ceea ce privește costul (SMT este mult mai ieftin), precum și în ceea ce privește caracteristicile tehnice.

CMT conține mai mult sulf (de la 0,5 la 1,5% față de 0,01%), are un număr mai mic de cetan (40 față de 45). Principalul avantaj la înlocuirea motorinei cu vâscozitate redusă este costul redus al acestuia din urmă, precum și faptul că, în absența sulfului, trebuie introduși aditivi speciali scumpi în motorină pentru a menține proprietățile de lubrifiere.

Tipurile cu vâscozitate ridicată a motorinei marine aparțin unor categorii întunecate de produse petroliere. Sunt mai ieftine decât cele ușoare, prin urmare sunt utilizate pe scară largă pentru transport. Acestea sunt împărțite în ușoare, grele și super grele. Aceste tipuri includ combustibilii navali F-5 și F-12, uleiurile pentru încălzire M-40 și M-100, combustibilul marin IFO-30, IFO-180, IFO-380. Sunt produse prin amestecarea produselor petroliere reziduale cu fracțiuni de motorină. Gradele întunecate sunt utilizate la motoarele cu turație mică și medie.

Cu privire la depozitarea și prepararea combustibilului maritim

Pentru depozitarea combustibilului la bord, se utilizează buncărele de combustibil, situate lângă sala mașinilor. O navă mare poate consuma până la 40 de tone de combustibil pe zi, dar excesul de combustibil, cu excepția unei aprovizionări de urgență în caz de furtuni, nu este luat în călătorie, deoarece creează balast și reduce sarcina utilă a navei. Alimentarea cu combustibil mort pe navă se referă și la balast - rămășițele din buncărele de sub conductele de admisie.

Înainte de utilizare, combustibilii sunt adesea supuși unor operațiuni speciale de pregătire. Acestea constau din:

La încălzirea masei combustibilului păcurii reci, care și-a pierdut fluiditatea, prin adăugarea de păcură fierbinte în rezervor. Încălzirea se efectuează în rezervoare echipate cu sisteme speciale de încălzire.
Curățarea prin sedimentare sau separare în instalații speciale pentru nave; aceste procese separă murdăria, solidele și apa. Combustibilul curățat va consuma mai puțin motoarele, astfel încât unitățile de curățare să plătească cu dobândă.

Astăzi, există multe clase de motorină și alte tipuri de combustibil pentru navă. Pentru a evita greșelile la cumpărare, încercați să cumpărați combustibil și lubrifianți numai de la furnizori de încredere.

UDC 629.735;

ANALIZA EXPERIENȚEI CU APLICAREA COMBUSTIBILILOR ALTERNATIVI PE AVIOANE

D.R. SARGSYAN

Articol trimis de doctor științe tehnice, Profesorul Zubkov B.V.

Articolul analizează experiența utilizării combustibililor alternativi pe aeronave, tipurile și caracteristicile combustibililor. Sunt descrise cerințele pentru GNL și sursa de alimentare.

Cuvinte cheie: combustibil alternativ, tipuri de combustibili alternativi, gaz natural lichefiat (GNL), siguranța zborului (BP).

Introducere

Cererea în continuă creștere pentru transportul aerian din ultimii ani de dezvoltare economică, precum și echipamente și tehnologie, a provocat o mare nevoie de resurse de combustibil. Drept urmare, inginerii multor producători de avioane de top din tari diferite, inclusiv în Rusia, a început să se dezvolte pentru a furniza aviației un nou tip de combustibil. Se iau în considerare un număr imens de alternative la kerosen: biocombustibili, ulei sintetic, gaz natural lichefiat (GNL), hidrogen. Toată experiența acumulată de la primul zbor din lume cu un combustibil alternativ (avionul Tu-155 în 1988) arată eficacitatea, eficiența și respectarea mediului a evoluțiilor în această direcție.

Aviația rusă are în vedere posibilitatea utilizării GNL, în special din cauza rezervelor gaz natural, precum și gazele asociate cu producția de petrol, care sunt arse în flăcări de câmp în timpul producției de petrol. Pe această etapă dezvoltarea aviației civile este cea mai apropiată de implementarea proiectelor de elicoptere și avioane, care folosesc drept combustibil gaze asociate lichefiate obținute în timpul producției de petrol (propan și butan).

Conversia aeronavelor necesită costuri minime - numai modificări ale rezervoarelor de combustibil și ale sistemelor de alimentare cu combustibil a motoarelor. De asemenea, este necesar să se asigure aeroporturilor criogenice stații de alimentare, stocarea combustibilului și infrastructura pentru livrarea GNL către instalațiile de depozitare. În această etapă, nu este necesară doar participarea complexului industriei aeronautice, ci și participarea companiilor producătoare de gaze pentru a crea infrastructura adecvată.

Experiență de aplicare

Căutarea unei alternative la combustibilul pentru avioane a început la mijlocul secolului al XX-lea. Istoria muncii în OKB A.N. Tupolev pe combustibili alternativi pleacă în anii '60. - chiar și atunci, posibilitatea transferului centralelor electrice proiectate în A.N. Avion Tupolev pentru hidrogen lichid.

La mijlocul anilor '70. Academia de Științe a URSS, împreună cu o serie de institute de cercetare și birouri de proiectare, au dezvoltat un program de cercetare și dezvoltare pentru introducerea pe scară largă a specii alternative combustibil pentru economia națională. Așadar, pe 15 aprilie 1988, Tu-155 a ieșit pentru prima dată pe cer cu un motor experimental NK-88 alimentat criogenic, care a efectuat aproape 100 de zboruri cu GNL și hidrogen. În octombrie 1989, acest avion a efectuat un zbor demonstrativ pe ruta Moscova-Bratislava-Nisa (Franța) către cel de-al 9-lea Congres Internațional al Gazului Natural. În iulie 1991, avionul a zburat Moscova-Berlin pentru a participa la Congresul internațional al gazelor naturale.

În timpul dezvoltării acestui avion, a fost creată o bază experimentală pentru testarea crio-

echipamente genetice și a format singura echipă din lume de specialiști cu înaltă calificare în domeniul aviației criogenice. Ca rezultat al acestei lucrări, au fost identificate modalitățile de creare a sistemelor și echipamentelor criogenice pentru aeronave și aerodromuri. Cu toate acestea, Biroul de proiectare A.N. Tupolev a continuat lucrul în această direcție, la nivelul propunerilor tehnice, au fost dezvoltate proiecte de avioane criogenice modificate Tu-204 (Tu-204K), Tu-334 (Tu-334K), Tu-330 (Tu-330SPG), avion regional nou Tu-136. În plus, aceste aeronave vor putea folosi simultan combustibili alternativi și kerosen pentru aviație, făcându-le mai versatile și mai fiabile. Cele mai amănunțite modificări ale aeronavei Tu-204 (Tu-204K) și proiectarea noii aeronave regionale Tu-136, luând în considerare particularitățile combustibilului criogen (Fig. 1).

Eficiența consumului de combustibil al avioanelor Tu-334K și Tu-330SPG nu va diferi practic de Tu-334 și Tu-330 de bază. Toate aceste aeronave pot fi convertite pentru a utiliza GNL în decurs de 3-4 ani. Atentie speciala merită proiectul avionului criogen regional Tu-136 regional de marfă-pasageri cu două motoare turbopropulsoare TV7-117SF, capabile să utilizeze GNL, hidrogen lichid și combustibil propan-butan cu modificări minore.

Tipuri și caracteristici ale combustibililor alternativi

Cel mai frecvent combustibil alternativ este gazul natural lichefiat (GNL). Gazul aparține categoriei combustibililor criogenici. Caracteristicile termofizice și termotehnice arată o serie de avantaje ale combustibililor condensați pentru aviație (ASKT) față de combustibilul tradițional pentru jet TS-1. Există, de asemenea, combustibili sintetici din cărbune, gaz, biomasă și ulei vegetal. Dar sinteza unor astfel de substanțe necesită costuri suplimentare pentru prelucrarea cărbunelui, a biomasei și a uleiurilor vegetale, care este mai scumpă decât kerosenul și este însoțită de aceleași resurse și probleme de mediu. Prin urmare, cu greu poate fi privită ca promițătoare. Alcoolii (etil și metil) și amoniacul pot înlocui și kerosenul, dar sunt de aproape două ori mai mici decât acesta în

căldura de ardere, prin urmare, consumul lor specific va fi mai mare. În plus, evacuarea acestor combustibili conține oxizi nocivi de azot și carbon.

Combustibilul criogen - hidrogen lichid Н2 și hidrocarburi ușoare de la metanul СН4 la pentanul С5Н12 - poate fi considerat o alternativă la kerosen pentru aviație.

Avantajele hidrogenului ca combustibil pentru aviație includ următoarele:

În primul rând, cea mai mare putere calorică pe unitate de masă, care oferă consumului specific de combustibil de aproximativ trei ori mai mic decât cel al kerosenului. Acest lucru se poate îmbunătăți semnificativ performanța zborului aeronave;

În al doilea rând, cea mai mare resursă de răcire pe unitate de masă (de 12-15 ori mai mult decât cea a kerosenului), care poate fi utilizată eficient pentru răcirea pieselor fierbinți ale motorului și ale aeronavelor;

În al treilea rând, o temperatură de autoinflamare crescută și o emisivitate mai mică, care va avea un efect pozitiv asupra funcționării camerei de ardere.

Cu toate acestea, combustibilii cu hidrogen au dezavantaje care necesită soluții la probleme tehnice complexe. Hidrogenul lichid este serios inferior inferior al kerosenului aeronautic standard din punct de vedere al puterii calorice volumetrice datorită densității sale reduse (de aproape 11 ori mai mici decât cea a kerosenului), care înrăutățește semnificativ caracteristicile de greutate generală ale aeronavelor atunci când se trece de la combustibilul cu jet la hidrogen.

Avantajele hidrocarburilor ușoare aparțin, de asemenea, categoriei avantajelor hidrogenului, dar diferă în ceea ce privește disponibilitatea și economia de producție (Tabelul 1).

tabelul 1

Caracteristicile tehnice termofizice și termice ale hidrogenului, componentelor hidrocarbonate ale ASKT și ale combustibilului pentru aviație TS-1

Index H (hidrogen) CH4 (metan) C2H6 (etan) C3H8 (propan) C4H10 (butan) C5H12 (pentan) TS-1

M 2.016 16,04 3007 44,10 5812 7215 140

t pl., C -259,21 -182,49 -183,27 -187,69 -138,33 -129,72 -60

C -252,78 -161,73 -88,63 -42,07 -0,50 36,07 180

t f.s., C 6,43 20,76 94,64 145,62 137,83 165,79 290

pl. kg / m 77,15 453,4 650,7 733,1 736,4 762,2 835

balot, kg / m 71,05 422,4 546,4 582,0 601,5 610,5 665

Qн, kJ / kg 114480 50060 47520 46390 45740 45390 43290

Qv.pl, kJ / dm 8832 22700 30920 34010 33680 34550 36150

Qv, kip, kJ / dm 8136 21150 25970 27000 27530 27710 28900

Nisp, kJ / kg 455,1 511,2 485,7 424,0 385,5 3575 287

i, C 510 542 518 470 405 284 -

^ n, cm / s 267 33,8 40,1 39,0 37,9 38,5 39

SN,% (vol) 4,1 5,3 3,0 2,2 1,9 - 1,2

Sv,% (vol) 75,0 15,0 12,5 9,5 8,5 - 7,1

Ro, J / (kg C) 4157,2 518,8 276,7 188,6 143,2 115,5 59,4

Lo, kgair / kg combustibil 34,5 17,19 16,05 15,65 15,42 15,29 -

GNL - (metan) densitatea sa (chiar și la punctul de fierbere) este de 1,7 ori mai mare decât cea a kerosenului, ceea ce duce la necesitatea creșterii volumului rezervoarelor de combustibil de peste 1,5 ori (cu intensitate energetică egală). În plus, metanul are un interval foarte scăzut în faza lichidă (-20 C), o temperatură critică scăzută (-82,6 C). Acest lucru necesită

crearea de noi structuri rezistente la frig pentru etanșarea materialelor pentru rezervoare, fitinguri și comunicații ale liniilor de combustibil, precum și izolație termică de înaltă calitate la temperatură scăzută, care previne fierberea rapidă a metanului și înghețarea structurii.

Spre deosebire de kerosen, metanul va trebui furnizat în camera de ardere a motorului într-o formă gazoasă pentru a elimina starea bifazată, care exclude complet utilizarea unităților de combustibil standard, a comunicațiilor, a distribuitoarelor și a injectoarelor. Acest lucru complică semnificativ proiectarea motorului și, în unele cazuri, face imposibilă modificarea acestuia pentru alimentarea cu două tipuri de combustibil.

Datorită acelorași proprietăți ale metanului lichid, vor fi necesare mijloace solare foarte greoaie și costisitoare pentru transport, depozitare, realimentare etc., care sunt apropiați în parametrii lor de hidrogen. Echipamentele suplimentare ale bazei de combustibil criogenice ale aeroportului ar trebui să includă facilități speciale de depozitare echipate cu protecție termică, mijloace de menținere a stării criogenice a combustibilului și a dispozitivelor de prevenire a pierderii acestuia, precum și o rețea de dispozitive de recepție și distribuire, o flotă de echipamente speciale vehicul cu recipiente termoizolate etc.

În același timp, metanul depășește kerosenul în termeni de căldură masivă de ardere cu 14%, ceea ce va asigura raza de zbor și sarcina utilă. Metanul lichefiat are o capacitate de răcire de 5 ori mai mare decât cea a kerosenului, ceea ce face posibilă utilizarea resurselor de răcire pentru răcirea pieselor și componentelor motorului. Experiența operării motoarelor cu turbină cu gaz utilizate ca suflante la stațiile de compresoare ale conductelor de gaz și a funcționării pe gaz natural a arătat că durata de viață a acestor motoare crește cu 25%.

Siguranța zborului la utilizarea GNL

Principalele tipuri de pericole create de proprietăți specifice, lichefierea gazelor de hidrocarburi, inclusiv GNL, precum și condițiile de producție, depozitare, transport și realimentare ale acestora includ: inflamabilitate (pericol de incendiu), pericol de explozie, activitate chimică, expunere la temperaturi scăzute, toxicitate. Normele de siguranță pentru producția, depozitarea și livrarea gazului natural lichefiat (GNL) în stațiile de distribuție a gazelor din conductele principale de gaz (GDS MG) și stațiile de compresoare de alimentare a gazelor auto (stațiile de alimentare cu GNC) conțin cerințe organizatorice, tehnice și tehnologice pentru organizarea siguranței producției, a căror implementare este obligatorie pentru toate întreprinderile producerea și transportul GNL în proiectarea și operarea complexelor pentru producția, depozitarea și livrarea GNL.

Pentru a asigura funcționarea în siguranță a acestor combustibili, este necesar să existe metode calitative și cantitative pentru evaluarea și compararea fiecărui pericol. Evaluarea calitativă și cantitativă, adică determinarea tipului și gradului de pericol, vă permite analiza comparativa combustibil condensat conform criteriilor de pericol și, în viitor, formalizează problema alegerii mijloace tehnice și metode pentru funcționarea în siguranță a sistemelor de combustibil care utilizează GNL, precum și stocarea și transportul acestuia.

Cerințele pentru candidații pentru obținerea unui certificat de pregătire tehnică pentru întreținerea aeronavelor sunt impuse acelor caracteristici care afectează direct siguranța zborului și îndeplinirea sarcinilor de producție în timp util.

Acestea includ:

A - vârstă;

B - abilitate psihofizică de a efectua lucrarea dinainte;

B - pregătire de bază (universitate, colegiu, școală tehnică, școală profesională etc.);

D - instruire specială pentru munca pe un anumit tip de aeronavă sau AT, cunoștințe despre tehnologia aviației specifice, scopul și conținutul acesteia întreținere, tehnologia performanței și controlul calității lucrărilor pe acesta, echipamentele utilizate;

D - capacitatea de a efectua lucrări prevăzute de funcții, dreptul de a efectua care este certificatul solicitat;

E - experiență generală în tehnologia aviației.

După cum a arătat analiza cerințelor pentru funcționarea în siguranță a aeronavei Tu-154 în timpul realimentării și depozitării combustibilului (GNL), personalul tehnic și tehnic al IAS trebuie să cunoască caracteristicile utilizării acestui tip de combustibil.

LITERATURĂ

1. Tipuri alternative de combustibili pentru aviație / Lucrări ale reuniunii privind aviația internațională și schimbările climatice. Documentul OACI HLM-ENV / 09-WP / 9.- Montreal, 10.08.09.

2. www.tupolev.ru Tehnologie criogenică.

3. Norme de siguranță pentru producția, depozitarea și livrarea gazului natural lichefiat (GNL) la stațiile de distribuție a gazelor din conductele principale de gaz (GDS MG) și stațiile de compresoare de alimentare pentru autovehicule (stații de alimentare cu GNC) PB 08-342-00.

EXPERIENȚA DE ANALIZĂ A COMBUSTIBILILOR ALTERNATIVI PE AVIOANE

În articol este prezentată tehnica de efectuare a estimărilor de expertiză a activității întreprinderii de aviație a aeronavelor civile orientată spre creșterea nivelului de siguranță a zborurilor.

Cuvinte cheie: creșterea nivelului de siguranță al zborurilor, întrebări, întreprinderi de aviație, estimări ale experților.

Sargsyan David R., născut în 1982, a absolvit MSTU GA (2010), student postuniversitar la MSTU GA, autor a 2 lucrări științifice, regiune interesele științifice - siguranța zborului, combustibil alternativ, repararea și modernizarea aeronavelor.

ASPECTE DE MEDIU DE APLICARE A COMBUSTIBILILOR ALTERNATIVI PE NAVELE FLOTEI MARINE ȘI FLUVALE

Sergeev Vyacheslav Sergeevich

student în anul 5, Facultatea de Inginerie Navală, Institutul de transport pe apă Omsk (sucursală) al Academiei de stat pentru transport pe apă din Novosibirsk, Omsk

E-poștă: banan [e-mail protejat] bk . ru

Dergacheva Irina Nikolaevna

consilier științific, doctorat ped. Științe, profesor asociat, șef. Departamentul ENiOPD Omsk Institutul de Transporturi pe Apă (filială) FBOU HPE "Academia de Stat Novosibirsk de Transport pe Apă", Omsk

În prezent, Rusia consumă anual aproximativ 100 de milioane de tone de combustibili pentru motoare produse din petrol. În același timp, transportul rutier și maritim sunt unul dintre principalii consumatori de produse petroliere și vor rămâne principalii consumatori de carburanți pentru perioada până în 2040-2050. În viitorul apropiat, se așteaptă o creștere a consumului de produse petroliere, cu volume de producție aproximativ constante și o penurie în creștere de combustibili auto.

Acești factori au dus la real astăzi, reconstrucția complexului de combustibil și energie prin rafinarea mai profundă a petrolului, utilizarea tehnologiilor de economisire a energiei, tranziția către combustibili mai puțin costisitori și ecologici. Prin urmare, una dintre principalele modalități de îmbunătățire a motoarelor cu ardere internă, care rămân principalii consumatori de combustibili petrolieri, este adaptarea lor la lucrul cu combustibili alternativi.

Scopul acestui articoleste luarea în considerare a aspectelor de mediu ale utilizării combustibililor alternativi pe navele flotei maritime și fluviale.

Utilizarea diferiților combustibili alternativi în transport oferă o soluție la problema înlocuirii combustibililor petrolieri, extinderea semnificativă a bazei de materii prime pentru obținerea combustibililor pentru motoare și facilitarea soluționării problemelor legate de furnizarea de combustibil vehiculelor și instalațiilor staționare.

Posibilitatea de a obține combustibili alternativi cu proprietățile fizice și chimice necesare va face posibilă îmbunătățirea în mod intenționat a proceselor de lucru ale motoarelor diesel și astfel îmbunătățirea performanțelor lor de mediu și economice.

Combustibili alternativi sunt obținute în principal din materii prime de origine non-petrolieră, sunt utilizate pentru a reduce consumul de petrol folosind (după reconstrucție) dispozitive consumatoare de energie care funcționează pe combustibil petrolier.

Pe baza analizei literaturii, am identificat următoarele criteriile de aplicabilitate a surselor alternative de energie pe navele flotei maritime și fluviale:

· Costuri reduse de construcție și costuri de exploatare;

· durata de viață;

· Caracteristicile greutății și dimensiunii în interiorul dimensiunii navei;

· Disponibilitatea sursei de energie.

În cursul cercetării noastre, au fost determinate principalele cerințe pentru combustibilii alternativi pentru utilizare pe nave, și anume:

· Atractivitatea economică și stocurile mari disponibile de materii prime pentru producția sa;

· Costuri de capital reduse pentru instalarea de echipamente suplimentare pe navă;

· Prezența pe piață, disponibilitatea în porturi, disponibilitatea infrastructurii necesare sau costuri nesemnificative pentru crearea acesteia;

Siguranță, precum și disponibilitate documente de reglementare, reglând utilizarea sigură la bord.

În conformitate cu cerințele Convenției internaționale pentru prevenirea poluării de către nave, există o înăsprire sistematică a cerințelor privind conținutul de oxizi de sulf, azot și carbon, precum și particulele în emisii nave maritime ... Aceste substanțe cauzează daune enorme mediului și sunt străine de orice parte a biosferei.

Cele mai stricte cerințe sunt pentru zonele de control al emisiilor (ECA). Și anume:

Marea Baltică și Marea Nordului

Apele de coastă din SUA și Canada

Marea Caraibelor

· Marea Mediterana

Coasta Japoniei

Strâmtoarea Malacca etc.

În acest fel, modificarea normelor privind emisiile de oxid de sulf de la nave în 2012 este de 0% și 3,5% în zone speciale și, respectiv, la nivel mondial. Și până în 2020, normele privind emisiile de oxid de sulf de la navele din aceste zone se vor ridica, de asemenea, la 0%, iar în întreaga lume vor fi deja reduse la 0,5%. Prin urmare, necesitatea de a rezolva problema reducerii emisiilor chimice de substanțe nocive în atmosferă de la navă centrale electrice.

În opinia noastră, principalele tipuri de combustibili alternativi sunt: \u200b\u200bgaze combustibile lichefiate și comprimate; alcooli; biocombustibili; emulsie apă-combustibil; hidrogen.

La rândul lor, următoarele tipuri prezintă un interes deosebit în cadrul articolului nostru:

· Biodieselul este un combustibil fosil produs din culturile petroliere.

Prețul biodieselului de marcă este de aproximativ dublu față de prețul combustibilului diesel convențional. Studiile efectuate în 2001/2002 în SUA au arătat că, cu un conținut de combustibil de 20% biodiesel, conținutul de substanțe nocive din gazele de eșapament crește cu 11% și numai utilizarea biodieselului pur reduce emisiile cu 50%;

· Alcoolii sunt compuși organici care conțin unul sau mai mulți compuși hidroxil legați direct de un atom de carbon. Alcoolii sunt interzise ca combustibili cu punct de aprindere scăzut;

· Hidrogenul este singurul tip de combustibil, al cărui produs de ardere nu este dioxidul de carbon;

Este utilizat în motoarele cu ardere internă în formă pură sau ca aditiv la combustibilii lichizi. Există pericolele depozitării la bord și echipamentul scump pentru o astfel de utilizare vedere dată alimentează complet nepromisor pentru nave;

· O emulsie apă-combustibil este produsă pe o navă într-o instalație specială - aceasta economisește combustibil, reduce emisiile de oxid de azot (până la 30% în funcție de conținutul de apă din emulsie), dar nu afectează semnificativ emisiile de oxid de sulf;

· Gazele combustibile lichefiate și comprimate permit eliminarea completă a emisiilor de sulf și particule în atmosferă, reducerea drastică a emisiilor de oxid de azot cu 80% și reducerea semnificativă a emisiilor de dioxid de carbon cu 30%.

În acest fel, putem argumenta că singurul tip nou de combustibil, a cărui utilizare afectează semnificativ performanța de mediu a motoarelor marine, este gaz natural.

Pentru a confirma acest fapt, să luăm în considerare datele privind cantitatea de emisii generate de arderea motorinei utilizate pe nave și gaz comprimat sau lichefiat, ca combustibil alternativ, prezentat în tabelul 1.

Tabelul 1.

Emisiile provenite din arderea combustibilului

Se poate vedea din tabel că, în final, se poate argumenta cu adevărat că gaz comprimat sau lichefiatdepășește siguranța mediului, surse de energie utilizate în prezent pe nave. Cu alte cuvinte, ce este cel mai mult promițătoare astăzi pentru utilizare în transportul maritim și fluvial.

In cele din urmatrebuie remarcat faptul că în prezent este necesară utilizarea combustibililor alternativi pe navele flotei maritime și fluviale, ceea ce este teoretic implementat în acest articol.

Accentul este pus pe performanțe valoroase pentru mediu combustibili alternativi pentru transport fluvial și maritim, și anume: respectarea mediului și prezența scăzută a substanțelor chimice dăunătoare.

Lista de referinte:

Erofeev V.L. Utilizarea combustibililor promițătoare în centralele navale: manual. alocație. L.: Construcții navale, 1989. -80 s.
Sokirkin V.A., Shitarev V.S. Drept maritim internațional: manual. alocație. M.: Relații internaționale, 2009. - 384 p.
Shurpyak VK Aplicarea tipurilor alternative de energie și combustibili alternativi pe navele maritime [Resursă electronică] - Mod de acces. - URL: http://www.korabel.ru/filemanager (data tratamentului 15.11.2012)

Relevanța acestui subiect se datorează faptului că nava are nevoie de o cantitate mare de combustibil pentru funcționarea sa, ceea ce are un efect dăunător asupra mediului, deoarece navele de marfă imense emit anual milioane de metri cubi de dioxid de carbon în atmosferă, provocând daune imense atmosferei și aducând ghețarii la poli mai aproape de topire. De asemenea, din cauza prețurilor instabile pentru produsele petroliere și stocuri limitate dintre aceste fosile obligă inginerii să caute constant combustibili alternativi și surse de energie.

Transportul maritim la nivel mondial este o sursă majoră de poluare a mediului, deoarece comerțul mondial necesită o cantitate uriașă de petrol și alte materiale combustibile pentru nave, însă, din moment ce se acordă o atenție tot mai mare reducerii emisiilor de CO2, devine clar că este timpul să faceți modificări la centralele electrice sau să găsiți un înlocuitor pentru ei.

În prezent, într-o singură țară, consumul de combustibili pentru motoare produs din petrol poate ajunge la sute de milioane de tone. În același timp, transportul rutier și maritim sunt unul dintre principalii consumatori de produse petroliere și vor rămâne principalii consumatori de carburanți pentru perioada până în 2040-2050.

De asemenea, un impuls semnificativ pentru dezvoltare această problemă este faptul că, în conformitate cu cerințele Convenției internaționale pentru prevenirea poluării de către nave, există o înăsprire sistematică a cerințelor privind conținutul de oxizi de sulf, azot și carbon, precum și particulele din emisiile provenite de la nave. Aceste substanțe cauzează daune enorme mediului și sunt străine de orice parte a biosferei.

Cele mai stricte cerințe sunt pentru zonele de control al emisiilor (ECA). Și anume:

Marea Baltică și Marea Nordului

Apele de coastă din SUA și Canada

Marea Caraibelor

· Marea Mediterana

Coasta Japoniei

Strâmtoarea Malacca etc.

În acest fel, modificarea normelor privind emisiile de oxid de sulf de la nave în 2012 este de 0% și 3,5% în zone speciale și, respectiv, la nivel mondial. Și până în 2020, normele privind emisiile de oxid de sulf de la navele din aceste zone se vor ridica, de asemenea, la 0%, iar în întreaga lume vor scădea deja la 0,5%. Prin urmare, necesitatea de a rezolva problema reducerii emisiilor chimice de substanțe dăunătoare în atmosferă de către centralele electrice ale navelor și căutarea unor noi tipuri de combustibil sau de energie mai „prietenoase” pe care acestea din urmă să le poată utiliza pe nave.

Pentru a aborda aceste probleme, se propune introducerea de inovații în două direcții diferite:

1) Utilizarea de noi tipuri de combustibil mai ecologice și mai economice în exploatarea navelor;

2) Refuzul de la combustibil cu care suntem obișnuiți în favoarea utilizării energiei soarelui, a apei, a vântului.

Să luăm în considerare prima cale. Principalele tipuri de combustibili alternativi sunt după cum urmează:

Biodieselul este un combustibil fosil produs din culturile petroliere.

Alcoolii sunt compuși organici care conțin unul sau mai mulți compuși hidroxil legați direct de un atom de carbon. Alcoolii sunt interzise ca combustibili cu punct de aprindere scăzut;

Hidrogenul este singurul combustibil al cărui produs de ardere nu este dioxidul de carbon;

Este utilizat în motoarele cu ardere internă în formă pură sau ca aditiv la combustibilii lichizi. Pericolul depozitării sale pe o navă și echipamentul scump pentru o astfel de utilizare fac ca acest tip de combustibil să fie complet nepromisor pentru nave;

Emulsia apă-combustibil este produsă pe o navă într-o instalație specială - aceasta economisește combustibil, reduce emisiile de oxid de azot (până la 30% în funcție de conținutul de apă din emulsie), dar nu afectează semnificativ emisiile de oxid de sulf;

Gazele combustibile lichefiate și comprimate pot elimina complet emisiile de sulf și particule în atmosferă, reduc drastic emisiile de oxid de azot cu 80% și reduc semnificativ emisiile de dioxid de carbon cu 30%.

În acest fel, se poate susține că singurul tip nou de combustibil, a cărui utilizare afectează semnificativ performanța de mediu a motoarelor marine, este gaz natural.

Să trecem la a lua în considerare a doua cale. Vântul și soarele sunt cele mai abundente surse de energie de pe pământ. Multe organizații oferă tot felul de proiecte pentru a le implementa în viața de zi cu zi.

În practica internațională, există deja mai multe proiecte finalizate și care nu au fost încă implementate pentru nave care folosesc energia eoliană și solară pentru navigația lor.

Într-un efort de a reduce consumul de combustibil al navelor mari comerciale din oceanele lumii, un grup de la Universitatea din Tokyo a dezvoltat proiectul „Wild Challenger”.

Utilizând vele retractabile uriașe, care măsoară 50 de metri înălțime și 20 de metri lățime, consumul anual de combustibil poate fi redus cu aproape 30 la sută. Pentru o tracțiune maximă, pânzele sunt direcționate individual și fiecare pânză este telescopică cu cinci niveluri, permițându-le să fie pliate atunci când vremea devine dificilă. Pânzele goale și curbate sunt fabricate din aluminiu sau plastic armat, ceea ce le face să semene mai mult cu aripile. Simulările pe computer, precum și testele într-un tunel de vânt au arătat că conceptul este capabil să funcționeze chiar și cu un vânt transversal. Astfel, proiectul „Wind Challenger” poate deveni cu adevărat dezvoltarea navelor economice de generația următoare.

Eco Marine Power a dezvoltat un proiect „ Vărsător", Ceea ce înseamnă" Vărsător "în traducere. O caracteristică a acestui proiect este utilizarea panourilor solare ca pânză.

Astfel de pânze au primit chiar și propriul nume „pânză tare”. Acestea vor deveni parte a unui proiect major care va permite navelor să utilizeze surse alternative de energie fără probleme în timp ce se află pe mare, în drum și în port. Fiecare navă de panou va schimba automat poziția folosind controlul computerului, care este dezvoltat de o companie japoneză " KEI System Pty Ltd.". Panourile pot fi, de asemenea, îndepărtate în condiții meteorologice nefavorabile.

Cele mai recente progrese în tehnologia solară înseamnă că este acum posibil să se utilizeze o combinație de panouri solare și vele și acest fapt pune acest proiect în fruntea dezvoltării construcției navale moderne.

Sistem " Vărsător»Este proiectat în așa fel încât să nu necesite multă atenție din partea echipajului navei și să fie relativ ușor de instalat. Materialele din care sunt realizate pânza rigidă și alte componente ale sistemului sunt reciclate.

Sistem " Vărsător»Va deveni o investiție atractivă pentru companiile de transport maritim și operatorii de nave, datorită rambursării rapide a proiectului.

Se poate concluziona că ambele aceste căi sunt concepute pentru a rezolva aceleași probleme. Implementarea acestor proiecte are un impact semnificativ asupra transportului global, contribuind la o reducere semnificativă a poluării mediului și la reducerea costurilor cu combustibilul și întreținerea. Ceea ce trebuie să alegeți este treaba tuturor. O modalitate mai ușoară de implementare este utilizarea combustibilului economic, deoarece această tehnologie nu necesită o înlocuire completă a flotei, dar poate fi utilizată pe navele existente, dar rămâne un anumit nivel de costuri ale combustibilului și emisiile de substanțe nocive în atmosferă. Alegerea în favoarea construcției de nave care utilizează surse alternative de energie în exploatarea lor, pe de o parte, necesită o înlocuire completă a flotei, dar pe de altă parte, elimină costurile combustibilului și reduce semnificativ tipuri diferite poluarea mediului.

Literatură

1. Sokirkin V.A. Drept maritim internațional: manual / Sokirkin V.A.,

Shitarev V.S. - M: Relații internaționale, 2009. - 384 p.

2. Shurpyak V.K. Utilizarea energiei alternative și alternative

combustibili pe navele maritime [Resursă electronică]. - Mod de acces la document:

http://www.korabel.ru/filemanager

3. Navele viitorului [ resursă electronică]. - Mod acces document:

http://korabley.net/news/korabli_budushhego/2010-04-05-526

4. Sunt posibile nave economice [resursă electronică]. - Mod acces la

document: http: //korabley.net/news/ehkonomichnye_suda_vozmozhny/2014-01-06-

5. Sistemul alternativ „Vărsător” poate schimba transportul maritim

[resursă electronică]. - Mod acces document: http://shipwiki.ru/sovremennye_korabli/na_ostrie_progressa/alternativnaya_sistema_emp_aquarius.html

La 100 de ani de la eliminarea totală a barcilor cu pânze, în efortul de a reduce costurile cu combustibilul, constructorii de nave se întorc din nou la energia eoliană.
Iată câteva modele de nave de transport care utilizează surse alternative pentru livrarea mărfurilor.

Eco Marine Power - panourile solare funcționează ca pânzele

Compania japoneză Eco Marine Power (EMP) a decis să creeze în același timp atât o navă de navigație, cât și o navă de înaltă tehnologie, înlocuind velele tradiționale cu.

EMP este o companie inovatoare care aplică noi tehnologii la proiectarea și construcția navelor maritime. Inginerii și cercetătorii companiei și-au stabilit obiectivul de a dezvolta motoare mai ecologice pentru transportul maritim și fluvial, pentru a reduce atât sursele tradiționale de energie, cât și pentru a reduce daunele cauzate de utilizarea lor mediului.

În loc de pânze tradiționale, au folosit direcții panouri solare... În primul rând, suprafața lor mare și prezența unui mecanism pivotant controlat vor permite panourilor să fie utilizate ca vele obișnuite. Și în al doilea rând, acumulat în timpul perioadei de navigație energie electrica va fi folosit pentru alimentarea motoarelor la manevrarea navei în port.

Sistemul pivotant al fiecărui panou solar îi permite să fie poziționat perfect în vânt sau îndepărtat complet pe vreme rea. În poziția orizontală pliată, panourile solare se vor dovedi în continuare suprafețe active îndreptate spre lumina soarelui și vor încărca suplimentar bateriile de la bord.

Oficialii EMP susțin că rigiditatea și fiabilitatea construcției velelor lor de înaltă tehnologie vor putea rezista chiar și unei furtuni foarte severe pe mare și, prin urmare, nava va rămâne pe linia de plutire și se va deplasa pe un curs aprobat chiar și atunci când navele cu vele convenționale nu pot. În plus, pânzele noi necesită o întreținere minimă.
Inginerii EMP au calculat că echiparea unei nave convenționale cu astfel de vele deosebite va reduce consumul de combustibil cu 20%, iar dacă nava este echipată și cu motoare electrice suplimentare, atunci consumul va fi redus cu aproape jumătate - cu aproximativ 40%.

Ar putea fi util să citiți: