Combustibili alternativi pentru nave. Aspecte de mediu ale utilizării combustibililor alternativi pe navele maritime și pe flota fluvială. Impact asupra mediului

Datorită prezenței mai multor centrale electrice 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 marin poate fi reprezentat de mai multe tipuri simultan.

În plus, 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 Marea Baltică, coastele Atlanticului și Pacificului din SUA și Canada.

Când se apropie de ele, motoarele sunt trecute la motorină cu un conținut scăzut de sulf. Aceeași tehnică este folosită înainte de a efectua manevre în care trebuie să schimbați frecvent modurile motorului. După părăsirea portului, motorina este înlocuită cu păcură, pe care nava trece pe partea principală a rutei.

Tipuri de combustibil pentru transport

Principalele tipuri de combustibil pentru nave astăzi sunt:

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

Diesel și combustibil cu vâscozitate scăzută referiți-vă la produse petroliere ușoare. Ele diferă unele de altele în ceea ce privește costul (SMT este mult mai ieftin), precum și în caracteristicile tehnice.

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

Tipurile de motorină marină cu vâscozitate ridicată aparțin claselor întunecate ale produselor petroliere. Sunt mai ieftine decât cele ușoare, prin urmare sunt utilizate pe scară largă pentru transport maritim. Ele sunt împărțite în ușoare, grele și super grele. Aceste tipuri includ uleiurile navale F-5 și F-12, uleiurile de încălzire M-40 și M-100, combustibilul marin IFO-30, IFO-180, IFO-380. Sunt produse prin amestecarea produselor petroliere reziduale cu fracțiunile diesel. Clasele întunecate sunt utilizate în motoarele cu viteză mică și medie.

Despre depozitarea și prepararea combustibilului marin

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

Înainte de utilizare, păcurele sunt adesea supuse unor operațiuni speciale de pregătire. Acestea constau din:

La încălzirea masei de combustibil de păcură rece, care și-a pierdut fluiditatea, prin adăugarea de păcură fierbinte în rezervor. Încălzirea se realizează și în rezervoare echipate cu sisteme speciale de încălzire.
Curățare prin decantare sau separare în instalații speciale de nave; aceste procese separă murdăria, solidele și apa. Combustibilul curățat va uza mai puțin motoarele, astfel încât unitățile de curățare se plătesc cu dobândă.

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

UDC 629.735;

ANALIZA EXPERIENȚEI CU APLICAREA COMBUSTIBILILOR ALTERNATIVI PE AERONAVE

D.R.SARGSYAN

Articol trimis de doctor stiinte tehnice, profesorul Zubkov B.V.

Articolul analizează experiența utilizării combustibililor alternativi pe aeronave, tipurile și caracteristicile combustibililor. Sunt descrise cerințele pentru GNL și alimentare cu energie electrică.

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

Introducere

Cererea în continuă creștere pentru transportul aerian în 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 în tari diferite, inclusiv în Rusia, a început să se dezvolte pentru a furniza aviației un nou tip de combustibil. Sunt luate 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 (aeronava Tu-155 în 1988) arată eficacitatea, eficiența și respectarea mediului înconjurător ale dezvoltărilor în această direcție.

Aviația rusă ia în considerare posibilitatea utilizării GNL, în special din cauza rezervelor gaz natural, precum și gazele asociate producției de petrol, care sunt arse în rachete 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 utilizează drept combustibil gazele asociate lichefiate obținute în timpul producției de petrol (propan și butan).

Modernizare aeronave cere costuri minime- doar modificări ale rezervoarelor de combustibil și ale sistemelor de alimentare cu combustibil a motoarelor. De asemenea, este necesară asigurarea aeroporturilor cu criogenic benzinării, infrastructura de depozitare a combustibilului și de livrare a GNL către instalațiile de depozitare. În această etapă, nu este necesară doar participarea industriei aviatice, 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 si atunci posibilitatea transferului centralelor proiectate in A.N. Aeronava 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, a dezvoltat un program de cercetare și dezvoltare pentru introducerea pe scară largă a specii alternative combustibil pentru economia naţională. Așadar, pe 15 aprilie 1988, Tu-155 a urcat pentru prima dată pe cer cu un motor experimental NK-88 alimentat cu combustibil criogenic, care a efectuat aproape 100 de zboruri cu GNL și hidrogen. În octombrie 1989, această aeronavă a efectuat un zbor demonstrativ pe ruta Moscova-Bratislava-Nisa (Franța) către cel de-al 9-lea Congres Internațional de Gaze Naturale. În iulie 1991, avionul a zburat Moscova-Berlin pentru a participa la Congresul Internațional al Gazelor Naturale.

În timpul dezvoltării acestei aeronave, a fost creată o bază experimentală pentru testarea crio-

echipament genetic și a format singura echipă din lume de specialiști cu înaltă calificare în domeniul aviației criogenice. În urma acestor lucrări, au fost identificate modalitățile de creare a sistemelor și echipamentelor criogenice aeronave și aerodrom. Biroul de Proiectare AN Tupolev a continuat însă lucrările în această direcție, la nivelul propunerilor tehnice, proiecte de aeronave criogenice modificate Tu-204 (Tu-204K), Tu-334 (Tu-334K), Tu-330 (Tu-330SPG). ) au fost dezvoltate, noi aeronave regionale Tu-136. În plus, aceste aeronave vor putea folosi simultan combustibili alternativi și kerosenul de aviație, făcându-le mai versatile și mai fiabile. Cele mai bine elaborate modificări ale aeronavei Tu-204 (Tu-204K) și proiectarea noului avion regional Tu-136, ținând cont de particularitățile combustibilului criogenic (Fig. 1).

Eficiența combustibilului a aeronavelor Tu-334K și Tu-330SPG practic nu va diferi de Tu-334 și Tu-330 de bază. Toate aceste aeronave pot fi convertite pentru a utiliza GNL în termen de 3-4 ani. Atentie speciala merită un proiect al unui avion criogenic regional de marfă și pasageri Tu-136 cu două motoare turbopropulsoare TV7-117SF, capabil să utilizeze GNL, hidrogen lichid și combustibil propan-butan cu modificări minore.

Tipuri și caracteristici ale combustibililor alternativi

Cel mai comun combustibil alternativ este gazul natural lichefiat (GNL). Gazul aparține categoriei de combustibili criogenici. Caracteristicile tehnice termofizice și termice arată o serie de avantaje ale combustibililor condensați pentru aviație (ASKT) față de combustibilul tradițional TS-1. Există, de asemenea, combustibili sintetici obținuți 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 privit ca promițător. Alcoolii (etil și metil) și amoniacul pot înlocui, de asemenea, 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, emisiile de evacuare de la acești combustibili conțin azot și oxizi de carbon nocivi.

Combustibilul criogenic - hidrogen lichid Н2 și hidrocarburi ușoare de la metan СН4 la pentan С5Н12 - poate fi considerat o alternativă la kerosen pentru aviație.

Avantajele hidrogenului ca combustibil de aviație includ următoarele:

În primul rând, cea mai mare putere calorică pe unitatea de masă, care dă consumul specific de combustibil de aproximativ trei ori mai mic decât cel al kerosenului. Acest lucru vă permite să vă îmbunătățiți 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 a răci motorul fierbinte și piesele de aeronave;

În al treilea rând, o temperatură de autoaprindere crescută și o emisivitate mai mică, ceea ce 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 cu mult inferior kerosenului de aviație standard în ceea ce privește puterea calorică volumetrică datorită densității sale scăzute (de aproape 11 ori mai mică decât cea a kerosenului), care deteriorează semnificativ caracteristicile de greutate generale ale aeronavei atunci când treceți de la kerosenul de aviație la hidrogen.

Avantajele hidrocarburilor ușoare aparțin și ele categoriei de avantaje ale hidrogenului, dar diferă prin disponibilitatea și costul redus de producție (Tabelul 1).

tabelul 1

Caracteristicile tehnice termofizice și termice ale hidrogenului, componentelor de hidrocarburi ale ASKT și combustibilului de 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, kgaer / kgcombustibil 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 fază lichidă (-20 C), o temperatură critică scăzută (-82,6 C). Acest lucru necesită

crearea de noi structuri rezistente la frig pentru materiale de etanșare pentru rezervoare, fitinguri și comunicații ale conductelor de combustibil, precum și izolație termică de înaltă calitate, la temperatură joasă, care împiedică fierberea rapidă a metanului și givrarea structurii.

Spre deosebire de kerosen, metanul va trebui să fie furnizat în camera de ardere a motorului într-o formă gazoasă pentru a elimina starea în două faze, care exclude complet utilizarea unităților standard de combustibil, comunicații, colectoare și injectoare. Acest lucru complică semnificativ designul 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 terestre foarte greoaie și costisitoare pentru transportul, depozitarea, realimentarea acestuia etc., care sunt apropiate în parametrii lor de hidrogen. Echipamentele suplimentare ale bazei de combustibil criogenic a aeroportului ar trebui să includă spații speciale de depozitare dotate cu protecție termică, mijloace de menținere a stării criogenice a combustibilului și dispozitive de prevenire a pierderii acestuia, precum și o rețea de dispozitive de recepție-distribuire, o flotă de Vehicul cu recipiente termoizolate etc.

În același timp, metanul depășește kerosenul în ceea ce privește masa de căldură 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 resursei de răcire pentru răcirea pieselor și ansamblurilor motorului. Experiență în operarea motoarelor cu turbină cu gaz utilizate ca suflante statii de compresoare gazoducte și care funcționează pe gaz natural, a arătat că durata de viață a unor astfel de motoare crește cu 25%.

Siguranța zborului atunci când utilizați GNL

Principalele tipuri de pericole create de proprietăți specifice, lichefierea gazelor de hidrocarburi, inclusiv GNL, precum și condițiile de producere, depozitare, transport și realimentare a acestora includ: inflamabilitate (pericol de incendiu), pericol de explozie, activitate chimică, expunere la temperaturi scăzute. , toxicitate. Reguli de siguranță pentru producția, depozitarea și livrarea gazelor naturale lichefiate (GNL) la stațiile de distribuție a gazelor naturale gazoductele principale(GDS MG) și stațiile de compresoare de alimentare cu gaz auto (stații de alimentare cu GNC) conțin cerințe organizatorice, tehnice și tehnologice pentru organizarea siguranței producției, a căror îndeplinire este obligatorie pentru toate întreprinderile producătoare și transportoare de GNL la proiectarea și exploatarea complexelor de producție. , depozitarea și livrarea GNL.

Pentru a asigura funcționarea în siguranță a unor astfel de combustibili, este necesar să existe metode calitative și cantitative de evaluare și comparare a fiecărui tip de pericol. Înaltă calitate și evaluare cantitativă, adică determinarea tipului și gradului de pericol, vă permite să analiza comparativa combustibil condensat conform criteriilor de pericol și, în viitor, oficializați sarcina de a alege mijloace tehniceși metode pentru funcționarea în siguranță a sistemelor de combustibil care utilizează GNL, precum și depozitarea și transportul acestuia.

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

Acestea includ:

A - vârsta;

B - capacitatea psihofizică de a efectua munca înainte;

B - pregătire de bază (universitare, facultate, școală tehnică, școală profesională etc.);

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

D - capacitatea de a presta munca prevazuta de functii, dreptul de a efectua, care este reprezentat de 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 de inginerie și tehnic IAS ar trebui să cunoască specificul utilizării acestui tip de combustibil.

LITERATURĂ

1. Tipuri alternative de carburanți pentru aviație / Lucrările reuniunii privind aviația internațională și schimbările climatice. Document ICAO HLM-ENV / 09-WP / 9.- Montreal, 10.08.09.

2. www.tupolev.ru Tehnologia criogenică.

3. Reguli de siguranță pentru producerea, depozitarea și livrarea gazelor naturale lichefiate (GNL) la stațiile de distribuție a gazelor din conductele principale de gaze (GDS MG) și stațiile de compresoare de alimentare cu gaz auto (stații de alimentare cu GNC) PB 08-342-00.

EXPERIENȚA DE ANALIZĂ A COMBUSTIBILILOR ALTERNATIVI PE AERONAVE

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

Cuvinte cheie: creșterea nivelului de siguranță a zborurilor, chestionare, întreprinderi aviatice, estimări experți.

Sargsyan David R., născut în 1982, absolvent MSTU GA (2010), student postuniversitar la MSTU GA, autor a 2 lucrări științifice, regiune interese științifice- siguranta zborului, combustibil alternativ, reparatii si modernizare aeronave.

ASPECTE DE MEDIU ALE APLICĂRII COMBUSTIBILILOR ALTERNATIVI PE NAVELE FLOTEI MARITIME ȘI FLUIVIALE

Sergheev Viaceslav Sergheevici

Student în anul 5, Facultatea de Mecanica Navelor, Institutul de Transport pe Apă din Omsk (filiala) FBOU VPO „Novosibirsk academiei de stat transport pe apă”, Omsk

E-Poștă: banana [email protected] bk . ru

Dergacheva Irina Nikolaevna

consilier științific, dr. ped. Științe, conferențiar, șef. Departamentul ENiOPD, Institutul de transport pe apă din Omsk (filiala) FSBEI HPE „Academia de stat de transport pe apă din Novosibirsk”, Omsk

În prezent, Rusia consumă anual aproximativ 100 de milioane de tone de carburanți produse din petrol. Totodată, transporturile rutiere și maritime 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 preconizează o creștere a consumului de produse petroliere cu volume de producție aproximativ constante și o penurie tot mai mare de combustibili pentru motoare.

Acești factori au condus la real astăzi, reconstrucția complexului de combustibil și energie prin rafinarea mai profundă a petrolului, utilizarea tehnologiilor de economisire a energiei, tranziția la 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 acestora la lucrul pe combustibili alternativi.

Scopul acestui articol este luarea în considerare a aspectelor de mediu ale utilizării combustibililor alternativi pe navele maritime și pe flota fluvială.

Utilizarea diverșilor combustibili alternativi în transport oferă o soluție la problema înlocuirii combustibililor petrolieri, extinderea semnificativă a bazei de materie primă pentru obținerea combustibililor pentru motoare și facilitând soluționarea problemelor de alimentare cu combustibil a vehiculelor și instalațiilor staționare.

Posibilitatea de a obține combustibili alternativi cu proprietățile fizice și chimice necesare va face posibilă îmbunătățirea intenționată a proceselor de lucru ale motoarelor diesel și, prin urmare, îmbunătățirea performanței lor de mediu și economice.

Combustibili alternativi sunt obținute în principal din materii prime de origine non-petroliere, utilizate pentru reducerea consumului de petrol folosind (după reconstrucție) dispozitive consumatoare de energie care funcționează cu combustibil petrolier.

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

· Cost redus de construcție și cost de exploatare;

· durata de viață;

· Caracteristicile de greutate și dimensiune în cadrul mărimii navei;

· Disponibilitatea sursei de energie.

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

· Atractivitate economică și stocuri mari disponibile de materii prime pentru producerea acestuia;

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

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

Siguranța, precum și disponibilitatea documente normative reglementarea utilizării în siguranță la bord.

În conformitate cu cerințele Convenției internaționale pentru prevenirea poluării de către nave, există o înăsprire sistematică a cerințelor pentru conținutul de oxizi de sulf, azot și carbon, precum și de particule în emisiile de la nave. Aceste substanțe provoacă 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 ale SUA și Canada

Marea Caraibelor

· Marea Mediterana

Coasta Japoniei

strâmtoarea Malacca etc.

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

În opinia noastră, principalele tipuri de combustibili alternativi sunt: gaze inflamabile lichefiate și comprimate; alcooli; biocombustibili; emulsie apă-combustibil; hidrogen.

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

Biodieselul este combustibil fosil realizate din culturi oleaginoase.

Prețul biodieselului de marcă este de aproximativ dublu față de prețul motorinei convenționale. Studiile efectuate în 2001/2002 în SUA au arătat că atunci când combustibilul conține 20% biodiesel, conținutul de substanțe nocive din gazele de eșapament crește cu 11% și doar 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. Alcoolurile 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. Pericolele depozitării lui la bord și echipamentul scump pentru o astfel de utilizare fac vedere dată combustibil complet nu promitatoare 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 oxizi de azot cu 80%, reducerea semnificativă a emisiilor de dioxid de carbon cu 30%.

Prin urmare, putem afirma 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, luați în considerare datele privind cantitatea de emisii din arderea motorinei utilizate pe nave și gaz comprimat sau lichefiat ca combustibil alternativ, prezentat în tabelul 1.

Tabelul 1.

Emisii de la arderea combustibilului

Din tabel se vede că până la urmă chiar se poate argumenta că gaz comprimat sau lichefiat depășește la 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 urma Trebuie remarcat faptul că în prezent există necesitatea utilizării unor tipuri alternative de combustibili pe navele maritime și fluviale, ceea ce este teoretic implementat în acest articol.

Accentul se pune pe performanța valoroasă din punct de vedere ecologic combustibili alternativi pentru transport fluvial și maritim, și anume: fiabilitatea mediului și prezența scăzută a substanțelor chimice nocive.

Bibliografie:

Erofeev V.L. Utilizarea combustibililor promițători în centralele electrice de nave: manual. indemnizatie. L.: Construcții navale, 1989. -80 s.
Sokirkin V.A., Shitarev V.S. Dreptul maritim internațional: manual. indemnizatie. M.: Relații internaționale, 2009 .-- 384 p.
Shurpyak VK Aplicarea unor tipuri alternative de energie și combustibili alternativi pe nave maritime [Resursă electronică] - Mod de acces. - URL: http://www.korabel.ru/filemanager (data tratamentului 15/11/2012)

Relevanța acestui subiect se datorează faptului că o navă are nevoie de o cantitate mare de combustibil pentru funcționarea sa, ceea ce are un efect negativ asupra mediului, deoarece navele mari de marfă emit anual milioane de metri cubi de dioxid de carbon în atmosferă, provocând daune uriașe aduse atmosferei și aducerea ghețarilor de la poli care se topesc. Tot din cauza preţurilor instabile la produsele petroliere şi stocuri limitate Aceste fosile obligă inginerii să caute în mod constant combustibili alternativi și surse de energie.

Transportul maritim global este o sursă majoră de poluare a mediului, deoarece comerțul global necesită cantități uriașe de petrol și alte materiale combustibile pentru navele maritime, dar pe măsură ce se acordă din ce în ce mai multă atenție reducerii emisiilor de CO2, este clar că a sosit momentul pentru o Schimbare. centrale electrice sau chiar să găsească un înlocuitor pentru ei.

În prezent, într-o singură țară, consumul de combustibili pentru motoare produși din petrol poate ajunge la sute de milioane de tone. Totodată, transporturile rutiere și maritime 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 de particule în emisiile provenite de la nave. . Aceste substanțe provoacă 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 ale SUA și Canada

Marea Caraibelor

· Marea Mediterana

Coasta Japoniei

strâmtoarea Malacca etc.

Prin urmare, modificarea standardelor pentru emisiile de oxid de sulf de la nave în 2012 este de 0%, respectiv 3,5% în zone speciale și, respectiv, la nivel mondial. Și până în 2020, normele pentru emisiile de oxid de sulf de la nave din aceste zone se vor ridica, de asemenea, la 0%, iar în întreaga lume vor fi deja reduse la 0,5%. De aici, necesitatea rezolvării problemei reducerii emisiilor chimice de substanțe nocive în atmosferă de către centralele electrice de nave și căutarea unor noi tipuri de combustibil sau energie mai „prietenoase” pe care acestea din urmă să le folosească pe nave.

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

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

2) Refuzul de la combustibilul cu care suntem obișnuiți în favoarea folosirii energiei soarelui, apei, vântului.

Să luăm în considerare prima cale. Principalele tipuri de combustibili alternativi sunt următoarele:

Biodieselul este un combustibil fosil produs din culturi petroliere.

Alcoolii sunt compuși organici care conțin unul sau mai mulți compuși hidroxil legați direct la un atom de carbon. Alcoolurile 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 echipamentele scumpe pentru o astfel de utilizare fac acest tip de combustibil complet nu promitatoare pentru nave;

Emulsia apă-combustibil este produsă pe 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, pot reduce drastic emisiile de oxizi de azot cu 80% și pot reduce semnificativ emisiile de dioxid de carbon cu 30%.

Prin urmare, se poate argumenta că singurul tip nou de combustibil, a cărui utilizare afectează semnificativ performanța de mediu a motoarelor marine, este gaz natural.

Să trecem la a doua cale. Vântul și soarele sunt cele mai abundente surse de energie de pe pământ. Multe organizații oferă tot felul de proiecte pentru implementarea lor în viata de zi cu zi.

În practica internațională, există deja câteva proiecte implementate și încă neimplementate de nave care utilizează energia eoliană și solară pentru navigația lor.

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

Folosind pânze retractabile uriașe care măsoară 50 de metri înălțime și 20 de metri lățime, cheltuiala anuala combustibilul poate fi redus cu aproape 30 la sută. Pentru o tracțiune maximă, pânzele sunt direcționate individual și fiecare velă este telescopică cu cinci niveluri, permițându-le să fie pliate atunci când vremea devine aspră. Pânzele goale și curbate sunt realizate din aluminiu sau plastic armat, ceea ce le face să semene mai mult cu aripile. Simulările pe computer, precum și testele în tunelul de vânt au arătat că conceptul poate funcționa chiar și în condiții de vânt transversal. Astfel, proiectul „Wind Challenger” poate deveni cu adevărat dezvoltarea următoarei generații de nave economice.

Eco Marine Power a dezvoltat un proiect „ Vărsător„, care înseamnă „Vărsător” în traducere. O caracteristică a acestui proiect este utilizarea panourilor solare ca velă.

Astfel de pânze chiar și-au primit propriul nume „pânză dură”. Acestea vor intra într-un proiect major care va permite navelor să utilizeze fără probleme surse alternative de energie, în timp ce se află pe mare, în rada și în port. Fiecare panou se va schimba automat poziția utilizând controlul computerizat, care este dezvoltat de o companie japoneză " KEI System Pty Ltd". Panourile pot fi îndepărtate și în condiții meteorologice nefavorabile.

Cel mai recent progres în tehnologia solară înseamnă că acum poate fi utilizată o combinație de panouri solare și pânze, iar acest fapt deduce acest proiectîn prim plan în dezvoltarea construcţiilor navale moderne.

sistem" Vărsător»Este proiectat in asa fel incat sa nu necesite multa atentie din partea echipajului navei si este relativ usor de instalat. Materialele din care sunt fabricate vela rigidă și alte componente ale sistemului sunt reciclate.

sistem" Vărsător»Va deveni atractiv pentru investiții de către companiile maritime 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 maritim global, contribuind la o reducere semnificativă a poluării mediului și la reducerea costurilor cu combustibil și întreținere. Ce 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 aplicată pe navele existente, dar totuși rămâne un anumit nivel al costurilor cu combustibilul și al emisiilor 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 cu combustibilul și reduce semnificativ. tipuri diferite poluarea mediului.

Literatură

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

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

2. Shurpyak V.K. Utilizarea de tipuri alternative de energie și alternative

combustibili pe nave maritime [Resursă electronică]. - Mod de acces la documente:

http://www.korabel.ru/filemanager

3. Navele viitorului [ resursă electronică]. - Mod de acces la documente:

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

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

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

5. Sistemul alternativ „Văsător” poate schimba transportul maritim

[resursa electronica]. - Mod de acces la documente: http://shipwiki.ru/sovremennye_korabli/na_ostrie_progressa/alternativnaya_sistema_emp_aquarius.html

La 100 de ani de la eliminarea completă a bărcilor cu pânze, într-un efort de a reduce costurile cu combustibilul, constructorii de nave revin din nou la energia eoliană.
Iată câteva proiecte nave de transport care folosesc surse alternative pentru livrarea mărfurilor.

Eco Marine Power - panourile solare funcționează ca pânzele

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

EMP este o companie inovatoare care aplică noi tehnologii la proiectarea și construcția navelor marine. 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 daunele cauzate de utilizarea acestora asupra mediului.

În loc de pânze tradiționale, au folosit velele orientabile panouri solare... În primul rând, suprafața lor mare și prezența unui mecanism de pivotare controlat vor permite ca panourile să fie folosite ca pânze obișnuite. Și în al doilea rând, acumulat în perioada navigației Energie electrica va fi folosit pentru alimentarea motoarelor la manevrarea navei în port.

Sistemul pivotant al fiecărui panou solar permite poziționarea perfectă în vânt sau îndepărtat complet pe vreme rea. În poziția orizontală pliată, panourile solare se vor dovedi în continuare a fi suprafețe active întoarse spre lumina soarelui și vor încărca suplimentar bateriile de la bord.

Oficialii EMP susțin că rigiditatea și fiabilitatea designului pânzelor 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 va merge pe un curs aprobat chiar și atunci când navele convenționale cu vele nu pot. În plus, velele noi necesită întreținere minimă.
Inginerii EMP au calculat că echiparea unei nave obișnuite cu astfel de pânze deosebite va reduce consumul de combustibil cu 20%, iar dacă nava este echipată și cu motoare electrice suplimentare, atunci consumul va fi redus la aproape jumătate - cu aproximativ 40%.

Ar putea fi util să citiți: