H+H Engineering – Efektivní řízení emisí díky technologii senzoru
Společnost H+H Engineering spoléhá u systémů následné úpravy výfukových plynů na produkty společnosti ifm
Globální obchod tak, jak ho známe, by byl bez námořní dopravy nepředstavitelný. Celosvětová flotila čítá více než 100 000 plavidel, která přepravují přibližně 90 % veškerého mezinárodně obchodovaného zboží mezi zeměmi a kontinenty. Svými inovativními řešeními přispívá společnost H+H Engineering & Service GmbH k tomu, aby byla tato forma dopravy výrazně šetrnější k životnímu prostředí, a to nyní i v budoucnosti.
Podle Mezinárodní námořní organizace (IMO) se námořní doprava v současnosti podílí přibližně třemi procenty na celosvětových emisích CO2. To se však má brzy změnit: Cílem Mezinárodní námořní organizace (IMO) je do roku 2050 snížit emise celosvětové obchodní flotily na čistou nulu. V centru pozornosti jsou také emise oxidů dusíku (NOx). Také v tomto případě stanovila IMO mezní hodnoty. V současnosti platný standard (Tier III) musí být splněn plavidly operujícími ve vymezených oblastech kontroly emisí (ECA).
Takové oblasti kontroly emisí (ECA) již existují u pobřeží Spojených států amerických a Kanady, stejně jako v Severním a Baltském moři. Od roku 2025 bude zavedena další oblast kontroly emisí (ECA) u pobřeží Norska. Další regiony, jako Středomoří, Střední Amerika, Japonsko a Austrálie, mohou následovat. Přísné mezní hodnoty jsou však povinné pouze pro modernější plavidla, jejichž kýl byl položen po datu stanoveném individuálně pro každou oblast kontroly emisí (ECA). Limity standardu Tier III se nevztahují na starší plavidla.
Na plavidlech i v automobilech: čištění výfukových plynů pomocí močoviny
Poselství je ale jednoznačné: Lodní společnosti, které chtějí zůstat v globálním obchodu konkurenceschopné – nebo působit ve vodách v rámci oblastí kontroly emisí (ECA) – musí investovat do čistějších plavidel. Systémy selektivní katalytické redukce (SCR), jako jsou ty vyvinuté a integrované společností H+H v Sonnefeldu v Německu, představují praktickou alternativu k přestavbě celé flotily.
„Dieselové motory na plavidlech nejsou navrženy tak, aby samy o sobě splňovaly limity pro emise NOx. Proto probíhá následná úprava výfukových plynů mimo motor pomocí systémů SCR“, vysvětluje Arne Tädcke, projektový a obchodní manažer pro námořní systémy SCR ve společnosti H+H.
„K následné úpravě používáme stejně jako v automobilovém průmyslu močovinu. Močovina se ve výfukovém proudu přeměňuje na amoniak, který následně reaguje s oxidy dusíku na katalytickém povrchu a přeměňuje je na molekulární dusík a vodu.“
Tento proces závisí na přesném dávkování: „Vstřikování močoviny musí probíhat velmi precizně. Na jedné straně chceme dodržovat přísné předpisy týkající se emisí NOx; na druhé straně je třeba se vyhnout předávkování, protože jakýkoli přebytek amoniaku by byl nevyužitý uvolněn do atmosféry. A amoniak je pro životní prostředí stejně škodlivý jako oxidy dusíku.“
Přesné senzory pro přesné dávkování
Systém SCR od společnosti H+H využívá pro zajištění přesného dávkování senzory společnosti ifm – předního odborníka na automatizaci. „Měříme a regulujeme tlak a průtok močoviny i stlačeného vzduchu, abychom nepřetržitě zajišťovali přesné dávkování močoviny“, dodává Tädcke. „V praxi nás senzory od společnosti ifm přesvědčily svou spolehlivostí a přesností měření. Obojí je nezbytné při následné úpravě výfukových plynů v námořní dopravě. Kdyby náš systém nebyl trvale přesný, plavidlům by hrozily pokuty za překročení emisních limitů, případně by jim mohl být odepřen vstup do oblasti ECA. V obou scénářích by to vedlo k výrazným finančním ztrátám pro lodní společnost.“
Obrázek 1: Vzhledem k tomu, že oxidy dusíku nelze rozložit přímo v motoru, probíhá tento proces následně v systému SCR.
Obrázek 2: Srdce systému SCR: senzory zajišťují přesné vstřikování močoviny do proudu výfukových plynů.
Provoz s nižšími emisemi mezi větrnými turbínami
Jednou z lodí, které závisejí na spolehlivém systému SCR, je Norwind Hurricane. Jde o plavidlo pro uvedení do provozu a servisní operace (CSOV), které pendluje po Severním moři mezi Eemshavenem v Nizozemsku a offshore větrnými elektrárnami u Západofríských a Východofríských ostrovů. Norwind Hurricane se tedy nachází v centru oblasti kontroly emisí (ECA). U plavidel s kýlem položeným po 1. lednu 2021 je použití systému SCR jedním ze způsobů, jak splnit emisní limity NOx podle standardu Tier III. Ale to nebyl jediný důvod, proč norská lodní společnost Norwind Offshore provozuje k dnešnímu dni svých pět servisních plavidel s co nejnižšími emisemi za pomoci systému následného čištění výfukových plynů od společnosti H+H. Flotila totiž nepřímo přispívá k úspěšné energetické transformaci.
„Všech pět plavidel, stejně jako tři, která jsou momentálně ve výstavbě, se podílí na ekologických projektech a přispívají k rozšiřování a údržbě infrastruktury větrné energetiky“, vysvětluje Jon Carlos Farstad, hlavní inženýr na palubě lodi Norwind Hurricane.
„To je další důvod, proč se naše lodní společnost snaží minimalizovat dopad provozu našich plavidel na životní prostředí. Toho je dosaženo pomocí pokročilých systémů SCR a co nejefektivnějším provozem našich motorů. Pokročilé systémy řízení energie a výkonu nám pomáhají provozovat dieselové motory v optimálním a co možná nejúčinnějším režimu tak, abychom udrželi emise na co nejnižší úrovni.“
Díky sníženým emisím oxidů dusíku má Norwind Hurricane výrazně menší dopad na životní prostředí a zároveň má povolení k provozu v oblastech kontroly emisí (ECA).
Systémy SCR snižují společenské náklady
Jürgen Müller, výkonný ředitel společnosti H+H, vysvětluje ve video magazínu společnosti ifm Impulse– the ifm show, jak je výrazné snížení emisí oxidů dusíku prospěšné nejen pro životní prostředí, ale i celou společnost: „Nedávné studie z EU a USA ukázaly, že jedna tuna oxidů dusíku způsobuje společenské náklady ve výši přibližně 10 000 eur. Je to proto, že se oxidy dusíku jednoduše nerozptýlí. Vstupují do různých vrstev atmosféry a mohou být větrem přenášeny z volného moře na pevninu, kde představují riziko pro zdraví lidí i zvířat. Naše systémy SCR jsou schopny snížit emise NOx o více než 90 %. Pokud se podíváme pouze na snížení emisí u lodi Norwind Hurricane, vypočítali jsme, že její průměrný provoz každoročně ušetří přibližně 700 000 eur na společenských nákladech.“
Závěr
Díky systémům SCR pomáhá společnost H+H výrazně snižovat zátěž pro životní prostředí i společnost. A je to možné rovněž díky přesným a spolehlivým senzorům od společnosti ifm.
