Θαλάσσιο καύσιμο: Πρώτος κόσμος για το Megaboxer MV Sajir

Ο megaboxer 15.000 TEU MV SAJIR που πρέπει να μετατραπεί σε μεθάνιο για λειτουργία (© Hapag-Lloyd)

Ο κινητήρας MAN B & W τύπου ME-GI. © MAN ES

Τμηματική άποψη του συστήματος έγχυσης ME-CI. © MAN ES

Η μονάδα εξατμιστή αντλίας υψηλής πίεσης των 300 bar (σύστημα VPU) από την MAN SE θα εγκατασταθεί στο SAJIR. © MAN ES

Previous Next

"Με τη μετατροπή του SAJIR, είμαστε η πρώτη ναυτιλιακή εταιρεία παγκοσμίως για να μετατρέψουμε ένα πλοίο μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων αυτού του μεγέθους σε φυσικό αέριο." Richard von Berlepsch, Διευθύνων Σύμβουλος Διαχείριση Στόλου στο Hapag-Lloyd

Στα περισσότερα από 170 χρόνια λειτουργίας του, το Hapag Lloyd με έδρα το Αμβούργο έχει χρησιμοποιήσει όλα τα είδη στερεών και υγρών καυσίμων για να παράγει ενέργεια για την προώθηση των πλοίων του. Και τώρα η ναυτιλιακή εταιρεία ανακοίνωσε ότι σκοπεύει να μετατρέψει το σύστημα πρόωσης του πλοίου μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων 15.000 TEU MV SAJIR για να χρησιμοποιήσει φυσικό αέριο (μεθάνιο), ένα παγκόσμιο πρώτο.

Η σύμβαση για τη μετατροπή υπογράφηκε με την εταιρεία Hudong Hondhoa Shipbuilding (Group) Co, Ltd., σύμβαση η οποία περιλαμβάνει επίσης τη μετατροπή των βοηθητικών κινητήρων ντίζελ σε φυσικό αέριο. Η μετατροπή του πενταετούς πλοίου θα πραγματοποιηθεί από την Huarun Dadong Dockyard Co., LTD, Shanghai, το 2020.

Η μετατροπή του κύριου κινητήρα σε λειτουργία φυσικού αερίου θα πραγματοποιηθεί από την MAN Energy Solutions βάσει σύμβασης που έχει υπογραφεί πρόσφατα με την εταιρεία.

Το πιλοτικό έργο, το οποίο είναι μοναδικό μέχρι σήμερα, προβλέπει τη μετατροπή ενός υπάρχοντος κινητήρα MAN B & W 9S90ME-C, ο οποίος προηγουμένως λειτουργούσε με βαρύ μαζούτ, σε έναν κινητήρα διπλού καυσίμου MAN 9S90ME-GI με έγχυση αερίου.

"Με τη μετατροπή του SAJIR, είμαστε η πρώτη ναυτιλιακή εταιρεία παγκοσμίως για να μετατρέψουμε ένα πλοίο μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων αυτού του μεγέθους σε φυσικό αέριο", δήλωσε ο Richard von Berlepsch, Διευθύνων Σύμβουλος της Fleet Management στο Hapag-Lloyd. "Πρόκειται για ένα μοναδικό πιλοτικό πρόγραμμα από το οποίο ελπίζουμε να μάθουμε για το μέλλον και να ανοίξουμε το δρόμο για τη μετατροπή των μεγάλων πλοίων σε αυτό το εναλλακτικό καύσιμο".

Το SAJIR είναι ένα από τα 17 πλοία "έτοιμο για LNG" στον στόλο της Hapag-Lloyd που έχει ήδη σχεδιαστεί κατά τη φάση της νέας κατασκευής. Με τη μετατροπή του SAJIR, η Hapag-Lloyd εφαρμόζει μια τεχνική επιλογή για τη μείωση των εκπομπών καυσαερίων των μεγάλων πλοίων. Έτσι, η εταιρεία αντιδρά στις αυστηρότερες οριακές τιμές θείου στα καύσιμα, η οποία θα τεθεί σε ισχύ το επόμενο έτος και θα οδηγήσει σε σημαντικό πρόσθετο κόστος για όλες τις ναυτιλιακές εταιρείες.

Η μετατροπή των δίχρονων κινητήρων για τη χρήση φυσικού αερίου επιτρέπει σημαντικές μειώσεις εκπομπών. Σύμφωνα με την MAN ES, οι μειώσεις των εκπομπών CO2 είναι μεταξύ 25 και 30% σε σύγκριση με το HFO και το MDO. Οι μειώσεις των εκπομπών NOx είναι περίπου 30% (πολύ κάτω από τα όρια TIER II). Οι σημαντικότερες μειώσεις αφορούν το διοξείδιο του θείου και τις εκπομπές σωματιδίων σε περισσότερο από 90%.

Η ναυτιλιακή εταιρεία βλέπει έτσι τις καλές δυνατότητες μετατροπής μέρους του στόλου της για τη χρήση του φυσικού αερίου. Μιλάμε για άλλα 16 πλοία μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων που έχουν ήδη κατασκευαστεί "έτοιμα για LNG". Με κόστος μετατροπής περίπου 25 έως 30 εκατομμυρίων δολαρίων ανά πλοίο, αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα συνολική επένδυση περίπου 400 εκατομμυρίων δολαρίων.
Ο κινητήρας MAN B & W τύπου ME-CI. © MAN ES Το νέο σύστημα προώθησης Το SAJIR 368 x 51 m, το οποίο τέθηκε σε λειτουργία το 2014 και προέρχεται από το στόλο της αραβικής ναυτιλιακής εταιρείας UASC (United Arab Shipping Company), εξακολουθεί να έχει χωρητικότητα 14,993 TEU. Το πλοίο τροφοδοτείται σήμερα από έναν κινητήρα MAN 9S90 ME-C 10.2 με ισχύ 37.630 kW στις 72 σ.α.λ. Ο κινητήρας αυτός πρέπει να μετατραπεί σε κινητήρα διπλού καυσίμου 9S90 ME-C 10.5-GI με την ίδια ισχύ και ταχύτητα.
Η MAN SE έχει ήδη παρουσιάσει αρκετές μετατροπές κινητήρων από το χαρτοφυλάκιό της (βλ. MV WES AMELIE και άλλοι) ως αναφορά, αλλά το έργο Hapag-Lloyd είναι το πρώτο έργο ανακαίνισης του εργοστασίου της Augsburg.

Η μετατροπή ενός πλοίου σε λειτουργία μεθανίου είναι εξαιρετικά πολύπλοκη. Παρόλο που ο εννιά-κυλινδρικός πετρελαιοκινητήρας του SAJIR που πρόκειται να μετατραπεί είναι ο «προγονός» του κινητήρα DF 9S90 ME-GI, οι δύο παραλλαγές διαφέρουν σε βασικά εξαρτήματα και συστήματα. Για παράδειγμα, η κυλινδροκεφαλή του κινητήρα ME-GI είναι εξοπλισμένη με δύο βαλβίδες για έγχυση αερίου και δύο συμβατικές βαλβίδες για το πετρέλαιο καύσης-πιλότου. Οι δύο τύποι κινητήρων, ME-C και ME-GI, είναι σε μεγάλο βαθμό οι ίδιοι και έχουν την ίδια απόδοση, την ίδια ισχύ και τις ίδιες βασικές διαστάσεις. Σε σύγκριση με τον κινητήρα ME-C, ο κινητήρας ME-GI έχει τροποποιημένο σύστημα εξάτμισης, τροποποιημένη κυλινδροκεφαλή με τις απαραίτητες γραμμές παροχής αερίου και προσαρτημένες συσκευές ελέγχου αερίου.

Στην πλευρά παροχής αερίου, πρέπει να βρεθεί χώρος για τη δεξαμενή υγροποιημένου φυσικού αερίου και τον εξοπλισμό εξάτμισης στο πλοίο χωρίς να χάσετε υπερβολική χωρητικότητα δοχείου. Όπως αναφέρει η Hapag-Lloyd, με το πρόσθετο σύστημα αποθήκευσης φυσικού αερίου που έχει πιστοποιηθεί από την DNV-GL, περίπου 350 θέσεις εμπορευματοκιβωτίων θα χαθούν θεωρητικά στον χώρο που προβλέπεται κατά την κατασκευή του πλοίου.

Η τεχνολογία του κινητήρα
Το πλοίο εξυπηρετεί κανονικά τη διαδρομή της Άπω Ανατολής από την Ασία στη Βόρεια Ευρώπη μέσω της διώρυγας του Σουέζ. Η χωρητικότητα της δεξαμενής υγροποιημένου φυσικού αερίου θα είναι 6.500 cu. m. Μια δεξαμενή μεμβράνης (σχεδιασμός GTT) θα εγκατασταθεί στην καθορισμένη θέση σε ένα από τα κάγκελα, ακριβώς μπροστά από το μηχανοστάσιο. Οι δεξαμενές μεμβράνης επιτρέπουν τη βέλτιστη προσαρμογή στο υπάρχον σχήμα του πλοίου. Από τη σημερινή σκοπιά, η περιοχή με μία πλήρωση δεξαμενής ΥΦΑ δεν μπορεί ακόμη να καθοριστεί με ακρίβεια. Σύμφωνα με δηλώσεις, το SAJIR θα επανακτείσει το ΥΦΑ δύο φορές - οι τοποθεσίες θα εξαρτηθούν από τη διαθεσιμότητα του καυσίμου και την τιμή.

Ο κινητήρας ME-GI (Gas Injection) έχει ήδη θεσπίσει ένα νέο βιομηχανικό πρότυπο για δίχρονους κινητήρες πρόωσης με πάνω από 200 μηχανήματα που παραγγέλθηκαν και παραδόθηκαν και χρησιμοποιούνται σε μεταφορείς LNG, πλοία μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων και φορτηγά πλοία μεταφοράς φορτίου χύδην. Σύμφωνα με την εταιρεία, η δίχρονη τεχνολογία επιλύει επίσης το πρόβλημα της ανεπιθύμητης ολίσθησης μεθανίου. Ο κινητήρας συνδυάζει τις βελτιώσεις της καύσης πολλαπλών εξαρτημάτων με την αξιοπιστία του εγκατεστημένου κινητήρα ME.

Ενέσιμη ένεση αερίου κατά ME-GI. © MAN ES

Η MAN Energy Solutions προμηθεύει την απαιτούμενη μηχανική καθώς και όλα τα απαραίτητα στοιχεία κινητήρα και επιλεγμένων εξαρτημάτων του συστήματος για τη μετατροπή, προκειμένου να προσαρμόσει τον κινητήρα, ο οποίος σήμερα είναι ακόμα κατάλληλος για βαρύ μαζούτ, για λειτουργία με υγρά και αέρια καύσιμα.

"Εκτός από τη μετατροπή του κινητήρα, αυτό περιλαμβάνει επίσης ολόκληρο το σύστημα επεξεργασίας αερίου για την παροχή αερίου στον κύριο κινητήρα, συμπεριλαμβανομένης της μονάδας χειριστή λαδιού, και των βοηθητικών κινητήρων από την MAN Cryo και 300 (VPU) από την MAN SE ", δήλωσε ο Wayne Jones, Διευθυντής Πωλήσεων MAN SE.

Το ME-GI PVU έχει σχεδιαστεί για να συμπιέζει και να εξατμίζει το καύσιμο LNG με την ακριβή πίεση και θερμοκρασία που απαιτούνται από τους κινητήρες ME-GI. Η πίεση του αερίου ελέγχεται μέσω του ελέγχου της ροής του υδραυλικού λαδιού στην αντλία, εξασφαλίζοντας έναν πολύ γρήγορο και ακριβή έλεγχο της τροφοδοσίας ΥΦΑ στον κινητήρα. Ο ξεχωριστός έλεγχος κάθε κεφαλής αντλίας παρέχει πλήρη απόλυση.

Η λειτουργία με καύσιμο χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο (LSFO) είναι επίσης δυνατή ως εφεδρική ενέργεια.

Από την πλευρά του κινητήρα, θα αντικατασταθούν όσο το δυνατόν περισσότερο όλα τα εξαρτήματα του θαλάμου καύσης και τα εξαρτήματά τους. Επιπλέον, τα συστατικά έγχυσης για έγχυση αερίου επανατοποθετούνται ή προστίθενται. Συγκεκριμένα, το σύστημα πιλοτικού πετρελαίου που απαιτείται για τη λειτουργία του αερίου θα ανοικοδομηθεί πλήρως. Ο έλεγχος του κινητήρα ME-GI είναι πιο πολύπλοκος από τον αρχικό έλεγχο του κινητήρα βαρύ μαζούτ. Αυτό απαιτεί μετατροπή των αισθητήρων του κινητήρα ή ένα νέο όργανο.