Alternatieve brandstof Waterstof Injectie op de Wartsila 46V12

Alternatieve brandstof Waterstof Injectie op de Wartsila 46V12

1-6-2013 Organisatie:

Maritiem Instituut Willem Barentsz

Module

Maritime Research 2013

Opdrachtnemers:

Emile Persenaire [email protected] Thomas Winkel [email protected] Menno Klarenbeek [email protected]

Beoordeler:

S.Bonnema [email protected]

Plaats:

West – Terschelling

Alternatieve brandstof

January 1, 2013

1 Contents 1

Contents ................................................................................................................................................ 1

2

Voorwoord ............................................................................................................................................ 2

3

Samenvatting ........................................................................................................................................ 3

4

Inleiding................................................................................................................................................. 3

5

Probleemstelling ................................................................................................................................... 4

6

Doelstelling van het onderzoek ............................................................................................................ 4

7

Onderzoeks resultaten .......................................................................................................................... 4 7.1

Wat is een Wartsila 46V12 ............................................................................................................ 4

7.2

Hoeveel SOx, NOx, en CO2 uitstoot is er in de huidgie situatie..... Error! Bookmark not defined.

7.3

Met welke type brandstof zul je moeten varen in ons gebied ...... Error! Bookmark not defined.

7.4

Hoe werkt waterstof injectie bij een conventionele motor .......... Error! Bookmark not defined.

7.5 Hoeveel word de uitstoot bij gebruik van waterstof injectie voor de turbo Error! Bookmark not defined. 7.6

Wat is het effect van waterstof injectie ......................................... Error! Bookmark not defined.

7.7

Zijn er waterstof bunker mogelijkheden..................................................................................... 12

7.8

Hoe sla je waterstof op ............................................................................................................... 13

7.9

Mogelijkheid tot zelf opwekking (waterstof on demand) ............. Error! Bookmark not defined.

7.10

Veiligheids aspecten mbt waterstof ........................................................................................... 13

7.11

Wetgeving omtrend waterstof ................................................................................................... 14

7.12

Milieu eisen mbt waterstof ............................................................ Error! Bookmark not defined.

7.13

Hoe gaat de huidige wetgeving over naar tier 3 ......................................................................... 14

7.14

In welk tijds bestek word tier 3 van toepassing ............................. Error! Bookmark not defined.

7.15

Wat houd tier 3 in voor Sox ........................................................... Error! Bookmark not defined.

7.16

Wat houd tier 3 in voor Nox .......................................................... Error! Bookmark not defined.

7.17

Wat houd tier 3 in voor CO2 .......................................................... Error! Bookmark not defined.

7.18

In welk vaargebied word tier 3 van toepassing ............................. Error! Bookmark not defined.

7.19

Voor welke schepen word tier 3 van toepassing ........................... Error! Bookmark not defined.

Thomas Winkel Menno Klarenbeek Emile Persenaire

Page 1


January 1, 2013

2 Gebruikte afkortingen Iso 380 NOx Sox ECA IMO MARPOL


Page 2


January 1, 2013

3 Voorwoord Volgens ons heeft de scheepvaart een behoefte aan nieuwe technieken omtrent de fossiele brandstoffen. Op lange termijn is de verwachting dat fossiele brandstoffen schaarser en dus duurder worden. Ook gaat de wetgeving omtrent de uitstoot in de uitlaat gassen een nieuwe fase in. In 2015 gaat er nieuwe wetgeving van kracht die er voor zorgt dat er binnen ECA’s er steeds minder SOx en NOx in de uitlaatgassen mag zitten. Daarom willen wij onderzoek doen of er door middel van waterstof injectie als additief op de brandstof, voldaan kan worden aan de nieuwe wetgeving.

4 Samenvatting Door de diverse mogelijkheden om met alternatieve brandstoffen te werken hebben we gekozen voor waterstof injectie als addetieve aan de zware olie (Iso 380). Er is tijdens dit project onderzocht of er door middel van gebruik van waterstof injectie bepaalde emissie’s gereduceert kunnen worden. Hierbij is gekeken naar de uitstoot van zowel NOx en Sox. In dit onderzoek is er gekeken naar de regelgeving waaraan voldaan moet worden, evenals de wetgeving die de regelgeving aanscherpt. Theoretisch is bepaald in hoeverre er uitstoot verminderd kan worden door het gebruik van waterstof injectie. Dit onderzoek is toe gespitst op een Wartsila 12V46 welke aan boord geplaatst zijn op Transfennica schepen als voortstuwings motoren. Ter vergelijking is er gebruik gemaakt van de test gegevens van een MAK 8M20 welke functionerend is aan boord van de duwboot “Nijlpaard” van de firma Thyssen Krupp BV.

Abstract There are various alternatives for reducing the emissions of diesel engines. In our report we discuss the possibility to use hydrogen injection as a supplement to heavy diesel oil (ISO 380). In this report we look at the nitrogen and sulfur emissions, the legislation and regulations of emissions we have to comply to. And also the new development of regulations according emissions of diesel engines. In a theoretical approach we determinate the reduction of emissions with hydrogen injection. In this report we have focused on the Wärtsilä witch is in use on the Transfennica ships as propulsion engines. As an indication of the reduction of emissions we used the test result of the MAK 8M20 which is the propulsion engine on the “nijlpaard”of the company Thyssen Krupp BV.


Page 3


January 1, 2013

5 Probleemstelling In 2015 worden de eisen bijgesteld op het gebied van SOx en NOx uitstoot binnen de ECA’s. Dit wordt door de IMO opgenomen in MARPOL annex VI. Voor veel bestaande schepen word het een probleem om aan deze eisen te gaan voldoen. Schepen die nu gebouwd worden hebben reeds voorzieningen aan boord om dit probleem aan te pakken. Door minder zwavel in de brandstof is het mogelijk om de SOx norm te halen. Echter voor de NOx en CO2 moeten er andere stappen ondernomen worden. Om hier aan te kunnen voldoen willen we gaan kijken wat de resultaten zijn door waterstof toe te passen als alternatieve brandstof en of dit te realiseren valt. Hierbij moet er goed gekeken worden naar de milieu eisen, veiligheidsaspecten en wetgeving.

6 Doelstelling van het onderzoek Met dit onderzoek willen we aantonen of het de moeite waard is om met behulp van alternatieve brandstof op bestaande motoren, de strengere eisen van de MARPOL zijn te behalen. Aangezien waterstof injectie onder andere een brandstof besparende oplossing is, willen we laten zien dat het verbetering van de situatie op kan leveren voor zowel de autoriteit als voor de reder. In dit onderzoek richten wijons daarom op de nieuwe regelgeving en hoever deze behaald kunnen worden door waterstof injectie theoretisch toe te passen.

7 Onderzoeks resultaten 7.1 Wat is een Wartsila 46V12 Wärtsilä 46

IMO Tier II

Cylinder bore

460 mm

Fuel specification:

Piston stroke

580 mm

Fuel oil

Cylinder output

1000 kW/cyl

Speed

500514 rpm

ISO 8217, category ISO-FRMK 700

Mean effective pressure

24.2-24.9 bar

SFOC 173 g/kWh at ISO condition

Piston speed

9.7, 9.9 m/s

700 cSt/50oC 7200 sR1/100 F

Option: Common rail fuel injection.

Rated power


Page 4


January 1, 2013

Engine type

kW

12V46

12 600

16V46

16 800

Dimensions (mm) and weights (tonnes) Engine type

A*

A

B

C

D

F Weight

12V46

10 540

10 420

3 890

4 055

3 600

1 500

176

16V46

13 185

13 060

4 400

4 730

3 600

1 500

220

7.2 Wat is het effect van waterstof injectie 7.2.1

-

Waarom Waterstof Er zijn een aantal eigenschappen van waterstof die erbij bijdragen dat het goed gebruikt kan worden als brandstof; Een groot onstekings gebied. lage ontstekingsenergie small quenching distance hoge zelfontbrandingstemperaturen Hoge vlamsnelheid bij stoichiometrische verbranding hoge diffusiviteit zeer lage dichtheid Een groot onstekingsgebied

Waterstof heeft in vergelijking met andere brandstoffen een groot ontstekingsgebied. Dit betekend dat waterstof in een verbrandingsmotor op veel lucht/brandstof verhoudingen kan draaien. Een groot voordeel hiervan is dat de motor kan draaien op een arm mengsel. Een arm mengsel is een mengsel waarbij de hoeveelheid brandstof ten opzichte van de hoeveelheid lucht kleiner is dan bij een theoretische of stoichiometrische verbranding. Thomas Winkel Menno Klarenbeek Emile Persenaire Page 5


January 1, 2013

Je kunt ook zeggen dat het brandstofverbruik lager is en de verbrandingsreactie veel completer is bij het draaien op een arm mengsel. Een bijkomend voordeel is dat de verbrandingstemperatuur over het algemeen lager is, waardoor er minder emissies in de uitlaatgassen voorkomen. Vooral de vorming van stikstofoxides word door de lagere temperatuur verminderd. lage ontstekingsenergie Een lage ontsekingsenergie betekend dat de energie die nodig is om waterstof te laten ontbranden erg laag is. Dit heeft als voordeel dat ook bij arme mengsels de brandstof makkelijk en snel ontsteekt. Een nadeel hierbij is dat mogelijke “hot spots” in de motor de waterstof zouden kunnen ontsteken voordat dit de bedoeling is.

Small Quenching Distance Waterstof heeft een Small Quenching Distance dit betekend dat de vlam van de verbranding van waterstof groter is dan die van normale brandstoffen. Deze vlam zal dan ook dichter op de cilinderwant zitten als andere brandstoffen. Dit kan er ook voor zorgen dat de vlam doorschiet langs een kleine opening van bijvoorbeeld de inlaatklep wat “back fire”veroorzaakt. Hoge zelfontbrandingstemperaturen Waterstof heeft een relatief hoge zelfontbrandingstemperatuur. Dit betekend dat er een hogere temperatuur in de cilinder kan zijn voordat waterstof uit zich zelf ontbrand. Dit is een belangrijk gegeven wanneer we kijken naar de compressie verhouding in de cilinder. Doordat de compressieverhouding direct gekoppeld is aan de temperatuur in de cilinder ( T2=T1(V1/V2)ƴ-1 ) kan er dus meer waterstof/lucht gecomprimeerd worden per slag. Hoge vlamsnelheid bij stoichiometrische verbranding Bij stoichiometrische verbanding zal de vlamsnelheid van waterstof erg hoog zijn. Dit heeft als voordeel dat de ideale thermodynamische situaties beter benaderd word. Bij magere mengsels zal deze vlamsnelheid erg hard dalen. Hoge diffusiviteit De hoge diffusiviteit van waterstof heeft twee voordelen. Doordat de waterstof erg makkelijk mengt met de aanwezige lucht zal deze beter verbranden. Bij een lek in het brandstofsysteem zal waterstof erg makkelijk vervliegen waardoor gevaarlijke situaties gemakkelijk vermeden of geminimaliseerd worden. Zeer lage dichtheid


Page 6


January 1, 2013

De lage dichtheid van waterstof heeft twee nadelen. Doordat waterstof een lage dichtheid heeft is het lastig om grote hoeveelheden in de beschikbare ruimte op te slaan. En door de lage dichtheid brengt het uitdagingen met zich mee om voldoende in de cilinder in te spuiten zonder verlies van vermogen van de motor. 7.2.2

Theorie waterstofverbranding De theoretische of stoichiometrische verbranding van waterstof ziet er uit als: 2H2+O2= 2H2O Voor een complete verbranding is er 2 mol waterstof en 1 mol zuurstof nodig. Maar omdat er lucht gebruikt word voor de verbranding in plaats van pure zuurstof moet dit meegenomen worden in de berekening. Verhouding zuurstof/ stikstof in de lucht is 21%/79% Mol N2 in de lucht

= Mol O2 x ( 79% N2 in lucht / 21% O2 in lucht) = 1 Mol O2 x ( 79% N2 in lucht / 21% O2 in lucht) = 3,762 Mol

Hoeveelheid mol lucht

= Mol O2+ Mol N2 = 1 + 3,762 = 4, 762

Gewicht van O2

= 1 mol O2 x 32 g/mol = 32 g

Gewicht van N2

= 3,762 mol N2 x 28 g/mol = 105,33g

Gewicht lucht

= Gewicht O2 + gewicht van N2 = 32 + 105,33 =137,33

Gewicht H2

= 2 mol H2 x 2g/mol =4 g

Dus voor een stoichiometrische verbranding van 4 Kg Waterstof is er 137,33 Kg lucht nodig. Thomas Winkel Menno Klarenbeek Emile Persenaire

Page 7

Alternatieve brandstof 7.2.3

January 1, 2013

Emissies Voor een stoichiometrische verbranding van waterstof nemen we pi (ɸ) = 1. Bij een ɸ= 0,5, betekend dit dat er twee keer zo veel lucht als waterstof in de cilinder wordt geïnjecteerd ten opzichte van een stoichiometrische verbranding. Bij een stoichiometrische verbranding van waterstof is het eindproduct water: 2H2+O2= 2H2O Maar omdat er lucht gebruikt word voor de verbranding in plaats van pure zuurstof hebben we ook NOx als eindproduct: H2 + O2 + N2 = H2O + N2 + NOx De stikstofoxides ontstaan door de hoge temperaturen in de cilinder bij de verbranding. Deze hoge temperaturen zorgen ervoor dat stikstof in de lucht reageert met de zuurstof in lucht. De hoeveelheid NOx hangt af van:

-

De lucht/brandstof verhouding De compressie verhouding De draaisnelheid van de motor Het moment van ontbranding van de brandstof

De verbranding van waterstof kan bijna geen emissies produceren tot enorm hoge NOx emissies. Het volgende figuur laat zien wat de verhouding pi (ɸ) met de NOx emissie doet:

Figuur 1 Bron: https://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pubs_educational.html


Page 8


January 1, 2013

7.3 Hoe werkt waterstof bij een conventionele motor Er zijn een aantal manieren om waterstof in de cilinder te krijgen: Port Injection Bij deze vorm van waterstofinspuiting wordt de waterstof met de inlaatlucht gemengd voor deze de cilinder instroomt. Een probleem echter bij deze wijze van inspuiting is, dat de vermogensdichtheid van het gasmengsel sterk terugloopt. Door de grote hoeveelheid gas die moet worden ingebracht drijft het waterstofgas de lucht uit de cilinder. Dit heeft als gevolg voor een vermogensverlaging van 20% in vergelijking met vloeibare brandstoffen. Cryogenic port injection Door de waterstof af te koelen naar -240 graden en dit te mengen met de inlaatlucht zal er een grotere vermogensdichtheid van het gasmengsel ontstaan. Direct Injection Dit is een waterstofinspuiting die waterstof via een injector direct de cilinder inspuit nadat de inlaat en uitlaatklep gesloten zijn. Dit zorgt ervoor dat de hoeveelheid lucht in de cilinder niet verplaatst word door de toevoeging van waterstof. Dit systeem is ook goed toepasbaar bij bestaande dieselmotoren.

Figuur 2 Bron: http://www.transportresearch.info/Upload/Documents/200909/20090918_161614_66668_HyICE%20-%20Summary.pdf


Page 9


January 1, 2013

7.4 Hoeveel SOx, NOx, en CO2 uitstoot is er in de huidige en nieuwe situatie Hieronder de testbank resultatien van de Wärtsilä 12V46 deze resultaten hebben wij gekregen van Wärtsilä voor ons onderzoek. Met deze resultaten kunnen we zien wat de huidige uistoot is van onze motor.

Figuur 3 Resutlaten gekregen van Wärtsilä

Om een inzicht te krijgen in het verschil: verbranding met en zonder waterstof. Hebben wij testgegevens gebruikt van de Veerhaven IX. Dit is om aan te tonen wat de mogelijkheden met waterstof injectie is. Doordat wij geen proefopstelling hebben met de Wärtsilä 12V46 kunnen wij geen daadwerkelijke proefgegevens genereren met waterstof injectie. Om toch een indicatie te geven wat of waterstof injectie kijken we naar het verschil wat het bij de MAK teweeg brengt en dit op de Wärtsilä te projecteren. De NOx reductie bij de MAK is 1,7 gr/kWh(18,9%) zouden we dit bij de Wärtsilä toepassen dan zou de nieuwe NOx uitstoot bij de Wärtsilä 15,7-(15,7*0,18889)= 12,734 gr/kWh. Dit is een erg grove schatting omdat de daadwerkelijke waarde afhangt van compressiedrukken, vuldrukken, injectie timing en verbranding van de waterstof met brandstof. Om dit daadwerkelijk te testen zullen we een proefopstelling moeten maken met de Wärtsilä 12V46. Thomas Winkel Menno Klarenbeek Emile Persenaire

Page 10



January 1, 2013

Page 11


January 1, 2013

7.5 Zijn er waterstof bunker mogelijkheden Welke havens worden aan gelopen door de schepen             

Rauma Kotka Hanko St Petersburg Paldiski Gdynia Lubeck Teesport Hull Tibury Antwerp Zeebrugge Bibao

Welke havens hebben de facaliteiten om waterstof te bunkeren       

Helsinki planning Copenhagen pl Gothenburg pl Arlborg pl Hamburg reeds aanwezig Rotterdam pl Belgie op de route naar antwerpen

Dit zijn dus havens die op de route liggen van schepen, echter is er op de locatie’s zelf nog geen mogelijkheid tot het innemen van waterstof. Omdat het een nieuwe opkomende brandstof soort is, is de verwachting dat er meer stations komen. In de sector “automotive” zijn ze reeds verder met de ontwikkelingen omtrend waterstof. Diverse tank stations bieden inmiddels de mogelijkheid om water stof te tanken. Echter is er nog geen infra structuur bepaald omtrend de distributie van de waterstof.


Page 12


January 1, 2013

7.6 Hoe sla je waterstof op De opslag van waterstof als een gas vorm neemt erg veel ruimte in waardoor in vloeistof vorm bij een temperatuur van …. Graden het meeste effectief kan zijn. Echter zijn er voor het plaatsen van drukvaten een aantal regels waaraan voldaan moet worden ivm veiligheid. Dit gaat echter weer ten koste van de ruimte om lading te kunnen plaatsen. Deze kunnen terug gevonden worden in de ‘INTERIM GUIDELINES ON SAFETY FOR NATURAL GAS-FUELLED ENGINE INSTALLATIONS IN SHIPS ‘ deze geeft de aanbevelingen omtrend:  Material requirements  Location and separation of spaces  The arrangement and location of spaces  Gas compressor room  Machinery spaces containing gas-fuelled engines  Tank rooms  Arrangement of entrances and other openings  General pipe design  System configuration  Alternative system configurations  Gas safe machinery spaces  ESD-protected machinery spaces  Gas supply system in gas machinery spaces  Gas supply system for gas safe machinery spaces  Gas supply system for ESD-protected machinery spaces  Gas fuel storage  Liquefied gas storage tanks  Compressed gas storage tanks  Storage on open deck  Storage in enclosed spaces  Fuel bunkering system and distribution system outside machinery spaces  Fuel bunkering station  Bunkering station  Distribution outside of machinery spaces  Ventilation system  Machinery spaces containing gas-fuelled engines Pump and compressor rooms

7.7 Veiligheids aspecten mbt waterstof Voor de standaard veiligheids procedures is ere en safety sheet opgesteld door de firma Besser BV. Deze is terug te vinden in de bijlage


Page 13


January 1, 2013

7.8 Wetgeving omtrend waterstof Er is nog geen wetgeving die beschrijft aan welke aan geeft aan welke regels er voldaan moet worden met betrekking tot waterstof gebruik aan boord van schepen. Echter aangezien het bij waterstof om een vluchtige gas soort gaat. Zal de wet en regelgeving in de buurt komen van de LNG/CNG regelgeving komen.

7.9 Hoe gaat de huidige wetgeving over naar tier 3 Door IMO, de internationale scheepvaartorganisatie, zijn beperkingen van het zwavelgehalte in stookolie opgesteld voor zeeschepen. Deze zijn opgenomen in het zogenaamde MARPOLverdrag dat is opgesteld voor het voorkomen van verontreiniging door schepen. Op volle zee mag nu nog stookolie met maximaal 45 duizend ppm zwavel worden gebruikt (4.5% Zwavel gehalte in de brandstof) . Vanaf 2012 mag dit gehalte niet hoger dan 35 duizend ppm zwavel zijn (3.5% Zwavel). Na 2020 moet dit gehalte dalen naar 5 duizend ppm zwavel (0.5% Zwavel). In 2008 en 2009 moesten schepen in zogenaamde emission control areas al voldoen aan een maximum limiet van 15 duizend ppm zwavel (1.5%). Vanaf 2010 is deze limiet verscherpt tot maximaal 10 duizend ppm zwavel, en na 2015 is het maximum duizend ppm zwavel. Emission control areas zijn de volgende vaargebieden : Noordzee met ingang van 22 november 2006 1,5% zwavel, 2015 naar <0.1% zwavel Baltische zee met ingang van 19 mei 2005 1.5% zwavel, 2015 naar <0.1% zwavel Noord Amerikaanse kust met ingang van 1 augustus 2011 1.0% zwavel, 2015 naar <0.1% zwavel Caribische zee met ingang van 1 januarie 2013 1.0% zwavel, 2015 naar <0.1% zwavel IMO is nog aan het bepalen of ze voor Annex 6 de middellandse zee ook naar een ECA willen gaan toebrengen maar dit is voor nu en voor ons terzijde.

Figuur 4 Bron: (www.dieselnet.com/standards/inter/imo.php) Thomas Winkel Menno Klarenbeek Emile Persenaire

Page 14


January 1, 2013

SOx uitstoot wordt gevormd bij het verbranden van een brandstof wat zwavel bevat zoals olie. Deze gassen lossen goed op in water, maar het water wordt er wel erg zuur door. De brandstof kwaliteit is de hoofdfactor voor de hoeveel SOx uitstoot van je schip, hoe meer zwavel er in de brandstof zit vermengd hoe vuiler je brandstof en uiteraard hoe vuiler de uitstoot. Dus probeert men zoveel mogelijk zwavel uit de brandstof te halen door het schoon te maken. Hier boven een tabel over de uitvoerings data van SOx eisen zoals beschreven in Marpol Annex 6.

Stikstofoxide (NOx) NOx komt vrij bij verbranding van (fossiele) brandstoffen. Lucht bestaat uit stikstof (N2) en zuurstof (O2). Bij ieder verbrandingsproces zoals van een verbrandingsmotor verbinden ze zich tot stikstofoxiden. Hoe hoger de temperatuur, hoe makkelijker die verbindingen ontstaan. Alle motoren produceren dus NOx. Stikstofoxiden zijn zeer schadelijk voor het milieu, zeker als ze zich binden met water, dan ontstaat er salpeterzuur (HNO3). een verzurende stof. NOx draagt ook bij tot smogvorming. Onder invloed van zonlicht reageren stikstofoxiden en koolwaterstoffen met elkaar. Hieruit ontstaat ozon dat op leefniveau schadelijk is voor de gezondheid. Een teveel aan stikstof in het milieu verstoort ook de natuurlijke balans van planten en dieren. Emissies van NOx zijn erg afhankelijk onder welke condities de brandstof in de motor verbrand. Daarom zijn de NOx emissies gespecificeerd onder motor type, condities en instellingen van de motor. Ook kan de NOx emissies verschillen door keuzen met welk brandstof soort je vaart en de omgeving condities (temperatuur, vochtigheid ect.) Zo wordt er in de onderstaande tabel de NOx limieten weergeven van de huidige wereldwijde situatie Tier 2 die was ingegaan in 2011, maar ook de vanaf 2016 ingaande regelgeving betreft NOx Tier 3.


Page 15


January 1, 2013

Figuur 5 Bron: Zo mogen motoren volgens Tier 3 met een toerental kleiner dan 130 rpm niet meer uitstoot van NOx als 3.4 g/kWh produceren, met een toerental van tussen de 130 en 2000 9 x n^-0.2 en motoren met een toerental hoger dan 2000 rpm hebben een limiet van 1.96 g/kWh. Tier 3 is echter alleen toegepast in ECA gebieden, buiten deze vaargebieden is TIER 2 weer van toepassing. En voor schepen die zijn gebouwd na 1 januari 2016. De NOx wetgeving gelden op de zelfde vaargebieden aangeduid met ECA. Zoals we al vermeld hadden ontstaat NOx bij hogere temperaturen door een verbinding van 2 soorten atomen die zich van nature in de lucht bevinden namelijk stikstof en zuurstof. Hierdoor zijn alle verbrandingsmotoren, zoals bijvoorbeeld scheepsmotoren, bronnen van NOx-emissies. Hogere verbrandingstemperaturen zorgen in het algemeen echter voor een beter brandstofverbruik wat juist leidt tot een lagere CO2-uitstoot. De laatste jaren zijn er technieken in ontwikkeling die de NOx-emissies zouden kunnen reduceren met een miniem of zelfs positief effect op andere emissies zoals CO2. Een voorbeeld van zon techniek is een systeem van Wartsila, de “NOx reducer”.

Greenhouse Gas (GHG/ CO2) emissies Volgens onderzoek data van IMO wordt 2.7% van de wereldwijde CO2 emissies veroorzaakt door de internationale scheepvaart in 2007. Tot 5 december 2003 waren er nog geen regels en Thomas Winkel Menno Klarenbeek Emile Persenaire

Page 16


January 1, 2013

wetgeving omtrent de CO2 emissies. Nagaande op IMO oplossingen voor CO2 verminderingen op artikel A.963(23), heeft IMO 3 verschillende onderwerpen: Technisch, voornamelijk toepasbaar op nieuwe schepen vanaf 23 december 2003, EEDI Operationeel, toepasbaar op alle schepen die varen, SEEMP en EEOI Markt gebaseerde maatregelen, koolstof prijs verminderen EEDI – Energy Efficiency Design Index SEEMP – Ship Energy Efficiency Management Plan EEOI – Energy Efficiency Operational Indicator Maar de eerst formele CO2 regelgeving zijn opgenomen door IMO in Julie 2011. Deze bestaan uit de EEDI en SEEMP, die beide op 1 januari 2013 verplicht op alle schepen wordt. EEDI De EEDI eisen zullen alleen gelden voor nieuwe schepen boven de 400GT. Onder een nieuw schip verstaan we een schip, -

Waarvoor het bouwcontract is afgesloten op of na 1 januari 2013 of Bij gebreke van een bouwcontract, de kiel is gelegd of waarvan zich een soortgelijke stadium van de bouw op of na 1 juli 2013 plaatsvindt, of De oplevering van het schip plaatsvindt op of na 1 juli 2015. Ontwerpers en scheepsbouwers krijgen te maken met EEDI bij het ontwerpen van nieuwe schepen. EEDI is een technische document wat de benodigde informatie en berekeningen bevatten met betrekking tot CO2 vermindering. De EEDI wordt gebruikt als instrument voor de controle van de CO2 emissies van schepen. De volgende factoren kunnen de EEDI beinvloeden:

-

Scheepsontwerp factoren (keuze motor, vorm schip, ect.) Weersomstandigheden wat de snelheid van je schip kan doen verminderen Vrijwillige structurele verbetering De EEDI certificaat word uitgegeven als het schip word opgeleverd. SEEMP SEEMP wordt verplicht op alle schepen boven de 400GT vanaf 1 januari 2013. Dit is een document waarin moet staan hoe men aanboort het energieverbruik omlaag gaat brengen, wat gekoppeld staat met de CO2 uitstoot. Scheepseigenaren moeten voor elk schip een eigen SEEMP ontwikkelen. SEEMP is een instrument in de energie-efficiëntie en het brandstof


Page 17


January 1, 2013

verbruik te verminderen voor een vaartuig. Op de eerste vernieuwing of tussentijdse inspectie na 1 januari 2013 moeten alle certificaten de aanwezigheid van een SEEMP aanboort hebben. De SEEMP bevat informatie voor de brandstofefficiëntie exploitatie van schepen, zoals een betere beheersing van de snelheid gedurende een reis. De SEEMP is bedoeld om de industrie te helpen bij het beheer van milieuprestatie van schepen, en zijn een praktisch middel voor het verbeteren van de operationele efficiëntie. De SEEMP biedt de meest efficiënte methode van scheepsoperaties (zoals optimale keuze van route, het juiste onderhoud, oceaanstromingen en het weer) om de CO2-uitstoot te verminderen, terwijl de veiligheid van operaties wordt verzekerd en er een strikte operatie schema word onderhouden. Verder gaat IMO nog niet in op eisen voor CO2 vermindering, we kunnen hier ook moeilijk regels aan vaststellen, omdat er altijd wel CO2 de lucht ingaat met het verbranden van. We kunnen het wel verminderen tot zo min mogelijk. En daar zijn deze 2 certificaten op bedacht. Er bestaan voor zover we weten nog geen technieken om de CO2 uitstoot te doen verminderen.

8 Conclusie & aanbeveling De conclusie is nog afhankelijk van een aantal punten die met het onderzoeks team besproken moeten worden


Page 18


January 1, 2013

9 Bronnen      

www.maritimewiki.org www.informatie.binnenvaart.nl www.dieselnet.com www.dnv.com http://www.messergroup.com/nl/Info___Download/veiligheidsfiches/_data/Waterstof_ NL.pdf Resterende bronnen moeten nog aangevuld worden.


Page 19


January 1, 2013

10 Bijlagen 1. Safety sheet Hydrogen


Page 20

Alternatieve brandstof Waterstof Injectie op de Wartsila 46V12

Recommend Documents