H+H Engineering – Αποτελεσματικός έλεγχος εκπομπών μέσω τεχνολογίας αισθητήρων
H+H Engineering βασίζεται σε προϊόντα ifm για συστήματα μετέπειτα επεξεργασίας καυσαερίων
Το παγκόσμιο εμπόριο, όπως το γνωρίζουμε, θα ήταν αδιανόητο χωρίς τη ναυτιλία. Ο παγκόσμιος στόλος αποτελείται από περισσότερα από 100.000 πλοία, τα οποία μεταφέρουν περίπου το 90 % όλων των διεθνώς εμπορευόμενων αγαθών μεταξύ χωρών και ηπείρων. Με τις καινοτόμες λύσεις της, η H+H Engineering & Service GmbH συμβάλλει ώστε αυτή η μορφή μεταφοράς να καταστεί σημαντικά πιο φιλική προς το περιβάλλον, τόσο σήμερα όσο και στο μέλλον.
Σύμφωνα με τον Διεθνή Ναυτιλιακό Οργανισμό (IMO), η ναυτιλία ευθύνεται σήμερα για περίπου τρία τοις εκατό των παγκόσμιων εκπομπών CO2. Ωστόσο, αυτό πρόκειται να αλλάξει: Στόχος του IMO είναι η μείωση των εκπομπών από τον παγκόσμιο εμπορικό στόλο στο μηδέν έως το 2050. Στο επίκεντρο βρίσκονται επίσης οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου (NOx). Και εδώ, ο IMO έχει καθορίσει οριακές τιμές. Το τρέχον ισχύον στάδιο, Tier III, πρέπει να εκπληρώνεται από πλοία που δραστηριοποιούνται σε καθορισμένες Περιοχές Ελέγχου Εκπομπών (ECA).
Τέτοιες ECA υπάρχουν ήδη ανοικτά των ακτών των Ηνωμένων Πολιτειών και του Καναδά, καθώς και στη Βόρεια Θάλασσα και τη Βαλτική Θάλασσα. Από το 2025, μία επιπλέον ECA θα τεθεί σε ισχύ ανοικτά των ακτών της Νορβηγίας. Άλλες περιοχές, όπως η Μεσόγειος, η Κεντρική Αμερική, η Ιαπωνία και η Αυστραλία, ενδέχεται να ακολουθήσουν. Ωστόσο, οι αυστηρές οριακές τιμές είναι υποχρεωτικές μόνο για πιο σύγχρονα πλοία, των οποίων η καρίνα τοποθετήθηκε μετά από μία καταληκτική ημερομηνία που ορίζεται μεμονωμένα για κάθε ECA. Τα όρια Tier III δεν εφαρμόζονται σε παλαιότερα πλοία.
Σε πλοία και σε αυτοκίνητα: καθαρισμός καυσαερίων με ουρία
Ωστόσο, το μήνυμα είναι σαφές: Οι ναυτιλιακές εταιρείες που θέλουν να παραμείνουν ανταγωνιστικές στο παγκόσμιο εμπόριο – ή να δραστηριοποιούνται σε ύδατα ECA – πρέπει να επενδύσουν σε καθαρότερα πλοία. Τα συστήματα επιλεκτικής καταλυτικής αναγωγής (SCR), όπως αυτά που αναπτύσσονται και ενσωματώνονται από την H+H στο Sonnefeld της Γερμανίας, προσφέρουν μία πρακτική εναλλακτική λύση σε σχέση με τη μετατροπή ολόκληρου του στόλου.
«Οι κινητήρες ντίζελ στα πλοία δεν έχουν σχεδιαστεί ώστε να πληρούν τα όρια NOx εσωτερικά. «Γι’ αυτό η μετέπειτα επεξεργασία καυσαερίων πραγματοποιείται εκτός του κινητήρα, με τη χρήση συστημάτων SCR», λέει ο Arne Tädcke, Υπεύθυνος έργων και πωλήσεων ναυτιλίας SCR στην H+H.
«Χρησιμοποιούμε ουρία για τη μετέπειτα επεξεργασία, όπως ακριβώς και στη βιομηχανία αυτοκινήτων. Η ουρία μετατρέπεται σε αμμωνία στη ροή των καυσαερίων, η οποία με τη σειρά της αντιδρά με τα οξείδια του αζώτου στην καταλυτική επιφάνεια, μετατρέποντάς τα σε μοριακό άζωτο και νερό.»
Αυτή η διαδικασία βασίζεται στην ακριβή δοσομέτρηση: «Πρέπει να εγχύουμε την ουρία με πολύ μεγάλη ακρίβεια. Από τη μία πλευρά, θέλουμε να συμμορφωνόμαστε με τους αυστηρούς κανονισμούς για τα NOx· από την άλλη, πρέπει να αποφεύγεται η υπερδοσολογία, καθώς τυχόν περίσσεια αμμωνίας θα απελευθερωνόταν αναξιοποίητη στην ατμόσφαιρα. Και η αμμωνία είναι εξίσου επιβλαβής για το περιβάλλον όσο και τα οξείδια του αζώτου.»
Ακριβείς αισθητήρες για ακριβή δοσομέτρηση
Το σύστημα SCR της H+H χρησιμοποιεί αισθητήρες από την εξειδικευμένη στον αυτοματισμό εταιρεία ifm, για να εξασφαλίσει την ακριβή δοσομέτρηση. «Μετράμε και ελέγχουμε την πίεση και τη ροή τόσο της ουρίας όσο και του πεπιεσμένου αέρα, ώστε να διασφαλίζουμε συνεχώς την ακριβή παροχή ουρίας», λέει ο Tädcke. «Στην πράξη, οι αισθητήρες της ifm μας έπεισαν λόγω της αξιοπιστίας και της ακρίβειας μέτρησης. Και τα δύο είναι ουσιώδη στη μετέπειτα επεξεργασία καυσαερίων θαλάσσης. Αν το σύστημά μας δεν ήταν διαρκώς ακριβές, τα πλοία θα μπορούσαν είτε να τιμωρηθούν με πρόστιμα για υπέρβαση των ορίων εκπομπών είτε να τους απαγορευτεί η πρόσβαση σε μία ECA. Και τα δύο σενάρια θα είχαν ως αποτέλεσμα σημαντικές οικονομικές απώλειες για τη ναυτιλιακή εταιρεία.»
Εικόνα 1: Επειδή τα οξείδια του αζώτου δεν μπορούν να αποδομηθούν εντός του κινητήρα, η διαδικασία αυτή λαμβάνει χώρα στο σύστημα ροής του SCR.
Εικόνα 2: Η «καρδιά» του συστήματος SCR: οι αισθητήρες εξασφαλίζουν την ακριβή έγχυση ουρίας στη ροή των καυσαερίων.
Χρήση με μειωμένες εκπομπές μεταξύ στροβίλων
Ένα από τα πλοία που εξαρτώνται από ένα αξιόπιστο σύστημα SCR είναι το Norwind Hurricane. Ως Commissioning Service Operating Vessel, το πλοίο εκτελεί δρομολόγια στη Βόρεια Θάλασσα μεταξύ του Eemshaven στην Ολλανδία και των υπεράκτιων αιολικών πάρκων ανοικτά των Δυτικών και Ανατολικών Νησιών της Φρίζιας. Το Norwind Hurricane βρίσκεται επομένως στο κέντρο μιας ECA. Για πλοία των οποίων η καρίνα τοποθετήθηκε μετά την 1η Ιανουαρίου 2021, η χρήση ενός συστήματος SCR είναι ένας τρόπος συμμόρφωσης με τις οριακές τιμές NOx του Tier III. Όμως αυτός δεν ήταν ο μοναδικός λόγος για τον οποίο η Νορβηγική ναυτιλιακή εταιρεία Norwind Offshore επέλεξε να λειτουργεί τα πέντε πλοία παροχής υπηρεσιών της μέχρι σήμερα με όσο το δυνατόν λιγότερες εκπομπές χάρη στο σύστημα μετέπειτα επεξεργασίας καυσαερίων της H+H. Άλλωστε, ο στόλος συμβάλλει έμμεσα στην επιτυχή ενεργειακή μετάβαση.
«Και τα πέντε πλοία, καθώς και τα τρία που βρίσκονται επί του παρόντος υπό κατασκευή, συμμετέχουν σε πράσινα έργα και συμβάλλουν στην ανάπτυξη και συντήρηση της υποδομής αιολικής ενέργειας», λέει ο Jon Carlos Farstad, Αρχιμηχανικός στο Norwind Hurricane.
«Αυτός είναι ένας ακόμη λόγος για τον οποίο η ναυτιλιακή μας εταιρεία επιδιώκει να ελαχιστοποιήσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των πλοίων μας. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω προηγμένων συστημάτων SCR και με τη λειτουργία των κινητήρων μας όσο το δυνατόν πιο αποδοτικά. Προηγμένα συστήματα διαχείρισης ενέργειας και ισχύος μας βοηθούν να λειτουργούμε τους κινητήρες ντίζελ στην άριστη και πιο αποδοτική λειτουργία ώστε να διατηρούμε τις εκπομπές μας στο χαμηλότερο δυνατό επίπεδο.»
Χάρη στη μείωση των εκπομπών αζώτου, το Norwind Hurricane έχει σημαντικά μικρότερη επίδραση στο περιβάλλον – και διαθέτει επίσης άδεια να δραστηριοποιείται σε ECA.
Τα συστήματα SCR μειώνουν το κοινωνικό κόστος
Ο Jürgen Müller, Διευθύνων Σύμβουλος της H+H, εξηγεί στο βίντεο περιοδικό Impulse - the ifm show πόσο ωφελεί όχι μόνο το περιβάλλον αλλά και την κοινωνία η μείωση των εκπομπών οξειδίων του αζώτου: «Πρόσφατες μελέτες από την ΕΕ και τις ΗΠΑ έδειξαν ότι ένας τόνος NOx προκαλεί κοινωνικό κόστος περίπου 10.000 ευρώ. Αυτό συμβαίνει επειδή τα οξείδια του αζώτου δεν διασπώνται απλώς. Εισέρχονται σε διάφορα στρώματα της ατμόσφαιρας και μπορούν επίσης να μεταφερθούν με τον άνεμο από την ανοικτή θάλασσα προς την ξηρά, όπου αποτελούν κίνδυνο για την υγεία ανθρώπων και ζώων. Τα συστήματα SCR μας είναι ικανά να μειώσουν τις εκπομπές NOx περισσότερο από 90 τοις εκατό. Αν εξετάσουμε μόνο τη μείωση εκπομπών του Norwind Hurricane, έχουμε υπολογίσει ότι η μέση λειτουργία του πλοίου εξοικονομεί περίπου 700.000 ευρώ σε κοινωνικό κόστος κάθε χρόνο.»
Συμπέρασμα
Με τα συστήματα SCR της, η H+H συμβάλλει ουσιαστικά στη μείωση της επιβάρυνσης του περιβάλλοντος και της κοινωνίας. Αυτό κατέστη δυνατό επίσης χάρη στους ακριβείς και αξιόπιστους αισθητήρες της ifm.
