Verdens skibe på vej til opgradering

fredag 28 feb 14

Kontakt

Poul Andersen
Lektor
DTU Mekanik
45 25 13 66

Kontakt

Anker Degn Jensen
Professor
DTU Kemiteknik
45 25 28 41

Energioptimering

Skibe af Triple E-typen er meget energieffektive. Men også den eksisterende flåde skal energioptimeres. Det sker bl.a. ved at redesigne propeller og motorer, så de fungerer optimalt under de forhold, der sejles under – f.eks. når der sejles med lavere fart.
Stigende krav til energieffektivitet og miljøvenlighed bliver en stor udfordring for den nuværende handelsflåde. Samtidig er nye typer af brændstoffer på vej.

Motorudviklerne har nok at se til i disse år. De har nemlig udfordringer på hele tre fronter: Tendensen går i retning af mere miljøvenlige emissioner, mere energivenlige motorer og nye typer brændstof. 

Det vurderer Bo Cerup-Simonsen, leder af Maersk Maritime Technology. Han understreger, at det ikke er ting, der sker om 15-20 år. Allerede i løbet af de næste fem år vil der komme krav om betydelig reduktion af udledningen af både svovloxider og nitrogenoxider. Kravene til energieffektivitet vil også blive større. 

Nye skibe kan designes med ekstremt energieffektive motorsystemer, og det er Triple-E-klassen et bevis på. Men branchen har en kæmpe udfordring i at opgradere hele flåden af handelsskibe, der allerede sejler rundt. De er bygget til en verden med lavere energipriser og færre miljøkrav. Stigende oliepriser har fået skibene til at sejle langsommere for at spare brændstof. Den lavere fart har dog implikationer for motorens performance og sliddet på komponenterne. Hverken motorer eller propeller arbejder optimalt. 

Avanceret samspil 

A.P. Møller - Mærsk har derfor indgået et samarbejde med DTU Mekanik og MAN Diesel & Turbo om at udvikle motorer og propellerdesign, som skal få ældre containerskibe til at spare på energien. Motorsystemet på et containerskib er et avanceret samspil mellem skrog, propeller og selve maskinen. Derfor kan man ikke bare skifte den gamle motor ud med en ny og mere energieffektiv. 

”For at redesigne propeller og motorer er det afgørende, at man kender de nøjagtige forhold på det enkelte skib. Vi skal derfor modificere de beregningsværktøjer, vi allerede har, så de i højere grad kan modellere vekselvirkningen mellem skib og propeller, og vi kan gå til grænserne i designet af propellerne til de eksisterende skibe,” fortæller lektor Poul Andersen, DTU Mekanik. 

MAN Diesel & Turbo ser et stort forretningspotentiale i dette område, som med et fagudtryk kaldes retrofitting. Forsknings- og udviklingsdirektør Søren H. Jensen siger: ”Vores ambition er at nedsætte forbruget af brændstof med 10-20 pct., og det er vel at mærke ud over det, som allerede bliver sparet i dag, ved at de fleste containerskibe sejler langsommere end de gjorde tidligere. Vi retter med andre ord op på designet, så det passer til den nuværende drift.” 

Det gøres ved at skifte propellen til en type, der er mere energieffektiv ved en lavere motorlast og lavere omdrejninger. Desuden skal motoren optimeres, så den passer til de nye forhold. Det kan f.eks. gøres ved at tage nogle af cylinderne permanent ud af drift. Det kan også gøres ved at optimere forbrændingsprocesserne, altså tune motoren, så brændstofforbrugets lavpunkt kommer til at ligge ved de lavere motorbelastninger og lavere omdrejninger. Man kan også vælge at gøre begge dele og derved opnå en endnu større gevinst. 

Nye brændstoffer 

En af de store ændringer i de kommende år vil blive introduktionen af nye typer brændstoffer. Også på dette område er Maersk Maritime Technology med helt fremme. Bo Cerup-Simonsen forklarer: ”I de sidste fem år har vi arbejdet med naturgas. I samarbejde med MAN Diesel & Turbo har vi f.eks. designet næste generations 8.000 teu-containerskib (teu; 20-fods-container, red.), der sejler på naturgas. Så vi er forberedt på at rykke i det øjeblik, leverandørerne har infrastrukturen parat, så gassen bliver tilgængelig for os.”

A.P. Møller - Mærsk deltager samtidig i et stort anlagt samarbejde med bl.a. DTU Kemiteknik og MAN Diesel & Turbo om at udvikle biobrændstoffer til skibsfart. Både dette projekt og det tidligere nævnte om retrofitting er støttet af Højteknologifonden.

Ifølge professor Anker Degn Jensen, DTU Kemiteknik, er tidshorisonten 5-10 år. Samtidig understreger han, at det er politisk bestemt. ”Hvis politikerne beslutter at satse på f.eks. andengenerations-bioethanol til biler, vil det være et stort drive for at udvikle brændstoffer til skibe også.” 

Der er tale om komplicerede processer, hvor lignin, der er et af de store restprodukter ved fremstilling af bioethanol, bliver omdannet til biodiesel. Fordelen er, at det stort set ikke indeholder svovl. I øjeblikket bliver restproduktet anvendt til brændselspiller.

Relaterede Videoer  

Vis flere