Un Modelo de Sala de Maquinas para Evaluar la Eficiencia y las Emisiones de CO 2 de Grandes Buques (Valdivia, Lunes 05 th Diciembre 2016) Tercer Congreso Internacional de Ingeniería Oceánica Ocean Chile 2016
Contenido Sala de Máquinas de Grandes Buques Eficiencia y Emisiones Enfoque de Investigación Investigación Inicial Trabajo Presente Conclusiones 2
Sala de Máquinas de Grandes Buques 3
Eficiencia y Emisiones de CO 2 La eficiencia esta basada en la cantidad de combustible combustionado por los consumidores de combustible a bordo. CO 2 esta considerado de acuerdo a un Factor de Carbón por el tipo de combustible consumido a bordo. 1 ton de HFO genera 3.1 tons de CO 2 Usando las herramientas EEDI y EEOI para medir la eficiencia de los grandes barcos. Un barco teniendo el menor nivel de CO 2 emitido por unidad de carga transportada 4
Enfoque de Investigación Efficiency Limits Technical Solution Initial Investigation Ship's MEP Efficiency Operational Solution Compliant 5
Investigación Inicial Efficiency Limits Technical Solution Initial Investigation: - IMO Regulations - Merchant Fleet Rev - Ship's Efficiency - MEP - 2S-LSDE - Efficiency Indexes Ship's MEP Operational Solution Compliant Feedback 1 st Iteration: Attained EEDI and EEOI No Yes Final: Attained EEDI and EEOI 2025 IMO Limits 6
Limites de Eficiencia Efficiency Limits: - Attained EEDI - EEOI Technical Solution Initial Investigation: - IMO Regulations - Merchant Fleet Rev - Ship's Efficiency - MEP - 2S-LSDE - Efficiency Indexes Ship's MEP Operational Solution Compliant Feedback 1 st Iteration: Attained EEDI and EEOI No Yes Final: Attained EEDI and EEOI 2025 IMO Limits 7
Limites de Eficiencia EEDI and EEOI EEDI n fj nme MEE P C SFC P AEE C SFC SG/ME npti neff n fj P f P j1 i1 i1 f f f V Capacity SFC ET P C FMEi MEi AE FAE AE PTIi effi AEeffi FAE AE effi effi MEi j1 i1 i1 EEOI i c j w m ref TW FC FC j c arg o TW * C * D Fj C neff f FME SFC ME 8
Limites de Eficiencia EEDI and EEOI EEDI-EEOI (g CO 2 /Tons-nm) EEDI Mandated 2013 EEDI Mandated 2015 EEDI Mandated 2020 EEDI Mandated 2025 EEDI Attained EEOI 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,1 3,0 2,9 D 2,8 2,7 2,6 2,5 A 2,4 2,3 2,2 B 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 C 1,5 295.000 300.000 305.000 310.000 315.000 320.000 325.000 Deadweight (dwt) 9
Limites de Eficiencia Inferencias Grandes Buques son uno de los barcos mas eficientes logrando un promedio de 2.4 g CO 2 /tonne-nm. Mejoras técnicas encontradas a bordo de grandes buques son: el uso de motores con potencia reducida, reducción de la velocidad y el uso de sistemas auxiliares tales como WHRS, SCR, scrubbers, sistemas de limpieza de combustible y sistemas de inyección de combustible controlados electrónicamente. 10
Soluciones Técnicas y Operacionales Efficiency Limits: - Attained EEDI - EEOI Technical Solution: - De-rated Engines - WHRS - Shaft Generator/Motor - New Technologies i.e. SCR, Scrubbers and EGR Initial Investigation: - IMO Regulations - Merchant Fleet Rev - Ship's Efficiency - MEP - 2S-LSDE - Efficiency Indexes Ship's MEP Operational Solution: - Slow Steaming - Super Slow Steaming - Cold Ironing Compliant Feedback 1 st Iteration: Attained EEDI and EEOI No Yes Final: Attained EEDI and EEOI 2025 IMO Limits 11
Trabajo Presente Requerimientos y Modelación de Sala de Máquinas 12
Trabajo Presente Requerimientos y Modelación de Sala de Máquinas 13
Trabajo Presente Requerimientos y Modelación de Sala de Máquinas 14
Trabajo Presente Requerimientos y Modelación de Sala de Máquinas Supply Conversion Residual Demand Heating Boiler Steam Cargo Pumps Turbo Generator Fuel LSDE Work Propulsion Waste Heat Accommodation AE Electricity Cargo System Aux Systems 15
Trabajo Presente Integración de Tecnologías MEP Supply Auxiliary Conversion Residual Demand Fuels Systems Fuel System Generator Set SCR Scrubbers EGR Heating Electric Power FW/SW LSDE Work Propulsion Cooling FW/SW System FWG Thermal Losses LO/Air 16
Modelamiento de Motor como parte de la Sala de Maquinas de Grandes Buques Para evaluar la eficiencia del motor Para ayuda a identificar perdidas de calor Para integrar nuevas tecnologías a la existente sala de máquinas Para ayudar a reducir la generación de GHGs 17
Evaluación de Eficiencia Térmica 70% 65% Thermal Efficiency MEP Energy Model 'Engine Only' Thermal Efficiency MEP Energy Model Thermal Efficiency 60% 55% 50% 45% 40% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Engine Load 18
Modelo de Motor 19
Trabajo Presente Cumplimiento del Buque Efficiency Limits: - Attained EEDI - EEOI Technical Solution: - De-rated Engines - WHRS - Shaft Generator/Motor - New Technologies Initial Investigation: - IMO Regulations - Merchant Fleet Rev - Ship's Efficiency - MEP - 2S-LSDE - Efficiency Indexes Ship's MEP Operational Solution: - Slow Steaming - Super Slow Steaming - Cold Ironing Compliant Feedback 1 st Iteration: Attained EEDI and EEOI No Yes Final: Attained EEDI and EEOI 2025 IMO Limits 20
Trabajo Presente Cumplimiento del Buque Efficiency Limits: - Attained EEDI - EEOI Technical Solution: - De-rated Engines - WHRS - Shaft Generator/Motor - New Technologies Initial Investigation: - IMO Regulations - Merchant Fleet Rev - Ship's Efficiency - MEP - 2S-LSDE - Efficiency Indexes Ship's MEP Operational Solution: - Slow Steaming - Super Slow Steaming - Cold Ironing Compliant Feedback 1 st Iteration: Attained EEDI and EEOI No Yes Final: Attained EEDI and EEOI 2025 IMO Limits 21
Trabajo Presente Cumplimiento del Buque Efficiency Limits: - Attained EEDI - EEOI Technical Solution: - De-rated Engines - WHRS - Shaft Generator/Motor - New Technologies Initial Investigation: - IMO Regulations - Merchant Fleet Rev - Ship's Efficiency - MEP - 2S-LSDE - Efficiency Indexes Ship's MEP Operational Solution: - Slow Steaming - Super Slow Steaming - Cold Ironing Compliant Feedback 1 st Iteration: Attained EEDI and EEOI No Yes Final: Attained EEDI and EEOI 2025 IMO Limits 22
Conclusiones Grandes Buques son uno de los mas eficientes buques en el mundo logrando uno de los valores mas bajos de EEDI La eficiencia se puede mejorar cuando sistemas auxiliares como WHRS, SCR y generadores de cola son adaptados a la configuración clásica de una sala de maquinas EEDI y EEOI son estándares que proveen una justificación razonable para evaluar la eficiencia de grandes buques 23
Un Modelo de Sala de Maquinas para Evaluar la Eficiencia y las Emisiones de CO 2 de Grandes Buques (Valdivia, Lunes 05 th Diciembre 2016) Tercer Congreso Internacional de Ingeniería Oceánica Ocean Chile 2016