باشگاه خبری فراساحل: امروزه تلاش برای کاهش در مصرف سوخت، انتشار گازهای گلخانهای و آلایندههای جوی و همچنین هماهنگ شدن با قوانین جدید نگرانی پیش روی صنعت کشتیرانی جهان است. به منظور برآوردن و رسیدن به این اهداف تلاشها و تحقیقات زیادی در این زمینه صورت گرفت که استفاده از انرژیهای جدید، تغییر در طراحی و تغییرات اساسی در شکل بدنه کشتیها از این جمله بودند.
استفاده از گاز مایع به عنوان سوخت، موتورهای دوگانه سوز و تغییرات در طراحی سازه کشتی همگی بمنظور کاهش هزینههای عملیاتی کشتی و رسیدن به کشتیهایی سازگار و دوستدار محیط زیست بوده است. در این بحث نگاهی خواهیم داشت به روشهای رایج و فناوریهای جدید که امروزه در صنعت کشتیرانی مورد استفاده قرار میگیرد.
روانسازی هوایی
سامانه روانسازی هوایی روشی است بمنظور کاهش مقاومت بین بدنه کشتی و آب دریا با استفاده از تولید حبابهای هوا. اصل اولیه این شیوه که به فناوری حبابی نیز معروف است، تزریق هوا به زیر بدنه کشتی و بوجود آوردن یک لایه نازک از حباب است که موجب کاهش اصطکاک بین بدنه کشتی و آب دریا خواهد شد.
استفاده از لایه حباب در سراسر بدنه کشتی موجب کاهش مقاومت بدنه کشتی و در نتیجه کاهش مصرف سوخت خواهد شد. در یک کشتی که از سامانه روانساز حبابی استفاده میشود تولید گازهای گلخانه ای و دی اکسید کربن همراه با کاهش مصرف سوخت کشتی کاهشی حدود 10 تا 15 درصد خواهد داشت.
شرکت فناوری های سیلور استریم سامانهای به نام روانساز هوایی سیلور استریم بر روی کشتیهای یک شرکت مسافربری نروژی نصب کرد. این اولین استفاده از این سامانه در مقیاس صنعتی بود و هدف آن افزایش بازدهی عملیاتی کشتیها، کاهش آلایندههای جوی،کاهش هزینه سوخت کشتیها در عین حال افزایش کارآمدی آنها در رقابت با سایر رقبا بود. سامانههای تولیدی این شرکت با تولید میکرو حباب و ایجاد یک لایه هوایی در زیر بدنه کشتی موجب کاهش مقاومت بدنه، کاهش مصرف سوخت و در نتیجه کاهش تولید و انتشار آلایندههای جوی و افزایش بازدهی عملیاتی کشتیها شد. فناوری کنونی قابلیت گنجانده شدن در طرحهای جدید کشتیسازی را داشته و همچنین قابلیت نصب در کشتیهای قدیمی تر را دارد.
اضافه کردن یک قطعه اضافه به پروانه کشتی به منظور کاهش مصرف انرژی
شرکت هیوندای از ابزاری برای کاهش مصرف سوخت در کشتیها استفاده کرد که های فین نام دارد. این قطعه در انتهای توپی شکل پروانه کشتی نصب شده و با تولید جریانهای چرخشی بر خلاف حرکات گردابی تولید شده توسط پروانه کشتی باعث افزایش کارایی سیستم پیشران و پروانه کشتی و در نتیجه کاهش مصرف سوخت میشود.
در یک طرح آزمایشی قطعه مورد نظر بر روی یک کشتی گازبر با حجم جابجایی 162.000 متر مکعب نصب شد. کشتی مورد نظر در مقایسه با سایر کشتیهای مشابه که از فناوریهای فین استفاده نکرده بودند حدود 2.5 درصد مصرف سوخت کمتری را به ثبت رساند. اگر این مقدار صرفه جویی در مصرف انرژی را با یک کشتی کانتینری که قابلیت حمل 8.600 کانتینر را دارد مقایسه کنیم این فناوری صرفه جویی معادل 750.000 دلار در سال را برای مالک و یا مدیریت کشتی خواهد داشت و در صورتی که عمر متوسط هر کشتی را 25 سال در نظر بگیریم این مقدار صرفه جویی به 19 میلیون دلار در طی عمر کشتی خواهد رسید.
در حال حاظر شرکت هیوندای ثبت سفارش نصب این فناوری را برای 30 کشتی به انجام رسانده و پیشبینی میشود این مقدار نیز افزایش پیدا کند. این فناوری نه تنها قابل نصب بر روی کشتیهای حمل گاز مایع بوده بلکه قابلیت نصب بر روی سایر کشتیها از جمله ابر نفتکشها و کشتیهای کانتینربر را نیز دارد.
سامانه شبکهای DC
شبکه الکترونیکی ساخته شده توسط ABB موجب کاهش مصرف سوخت در کشتیها، کاهش صدا و نویز ناشی از ماشینآلات و در نتیجه کاهش تاثیرات منفی محیطی کشتی خواهد شد. این سامانه به موتور کشتی این امکان را میدهد تا با توجه به شرایط و نوع بارگیری کشتی در سرعتهای متفاوتی که از پیش محاسبه شده و در اختیار سامانه هوشمند قرار گرفته طی مسیر کند.
سامانه ذکر شده در آزمایشهای انجام شده علاوه بر کاهش 30 درصدی در مقدار مصرف سوخت، به دلیل کاهش نویز و صدای ناشی از ماشین آلات موجب فراهم آوردن محیط کاری مساعدتری برای خدمه کشتی شده است.
استفاده از فناوری هیبرید
استفاده از فناوری هیبرید با اتلاف انرژی پایین، از جمله نوآوریهای شرکت وارتسیلا در صنعت دریایی بود. این سامانه با استفاده از منابع مختلف انرژی و همچنین قسمت ذخیره کننده (باتری) باعث میشود که سامانه پیشران اولیه در شرایط ایده آل خود فعالیت کنند. ویژگی کلیدی این سامانه کاهش نیروهای انتقالی در موتور است که باعث کاهش مصرف سوخت و در نتیجه کاهش انتشار آلایندهها خواهد بود. این سامانه به یک واحد مبدل متصل بوده و در عین حال با یک سامانه متداول مدیریت نیرو در ارتباط است.
علاوه بر این با افزایش نیرو، سامانه این امکان را برای موتور فراهم میکند که در نقطه بهینه طراحی شده برای آن عمل کرده و حداکثر بازدهی و کمترین انتشار آلایندهها را در این حالت داشته باشد. تعمیر و نگهداری کمتر و بالا بودن کارایی سامانه بدلیل پاسخ سریع از قسمت ضخیره کننده انرژی از مزایای این فناوری است. این شناورها در حالت آمادهباش و هنگامی که در کنار اسکله هستند از انرژی ضخیره شده در باتریها استفاده میکنند.
علاوه بر این با توجه به نوع موتور و کاربرد شناور، با صرفه جویی مصرف سوخت حدود 15 درصد در سال استفاده از این فناوری از روشهای مناسب برای کاهش مصرف سوخت و کاهش آلایندههای جوی خواهد بود. استفاده از فناوری هیبرید در کشتیها کاهش بالای 40 درصد در تولید اکسیدهای نیتروژن، مونواکسید کربن و همچنین هیدرو کربنها و علاوه بر این کاهشی بیش از 30 درصد در تولید ذرات معلق، دی اکسید کربن و اکسیدهای گوگرد را در مقایسه با یک شناور استاندارد دیگر به همراه داشته است.
تغییرات در طراحی دماغه کشتیها
یکی از راههای موثر برای کاهش مصرف سوخت در کشتیها تغییر در شکل و طراحی دماغه کشتیهاست. شرکتهایی مانند NYK و Maersk از این شیوه بطور موثری برای کاهش مصرف انرژی در ناوگان کشتیرانی خود بهره گرفتهاند.
گروه کشتیرانی NYKبا تغییر در شکل دماغه کشتیهای کانتینری کاهشی حدود 23 درصد در انتشار گاز دی اکسید کربن در طی شش ماه داشته و کشتیرانی Maersk نیز با استفاده از این فناوری صرفهجویی هشت درصدی در مصرف سوخت را به ثبت رسانده است. گروه کشتیرانی Clipper نیز با استفاده از این روش مصرف سوخت کشتیهای خود را به مقدار قابل ملاحظهای کاهش داده است.
موسسه رده بندی DNV نیز مطالعاتی برای رسیدن به بهترین شکل دماغه کشتی و بهینهسازی شده با توجه به شرایط بازار داشته است. بعد از تغییر در شکل دماغه کشتیها طی تعمیرات حوض خشک محاسبات میدانی بر روی کشتی کاهش مصرف سوختی حدود 1000 تن در طی یک سال را برای کشتیها به ثبت رساند.
فناوری امولسیون سوخت
در فناوری امولسیون سوخت، با اضافه کردن مکملهای سوختی احتراق بهتر و در نتیجه کاهش مصرف یک سوخت نسبت به سوخت مشابهی که از این مواد استفاده نمیکند، ایجاد خواهد شد. انتشار آلایندههای جوی کاهش پیدا کرده و با کاهش نقطه احتراق، موتور کشتی در دمای پایین تری کار میکند که نتیجه آن تعمیر و نگهداری کمتر خواهد بود. این شیوه علاوه بر کاهش میزان مصرف سوخت و تولید آلایندهها صرفه جویی مالی قابل توجهی برای مالکان کشتیها خواهد داشت. آزمایشات انجام شده بر روی این مکملها کاهش میزان مصرف سوخت و تولید گازهای گلخانهای را نشان میدهد.
استفاده از انرژی خورشیدی و باد
به نظر میرسد قابل اعتمادترین انرژی کمکی برای به حرکت در آوردن کشتیها در دریا انرژی باد باشد. مطالعات بسیاری برای استفاده بهینه از انرژی باد انجام گرفته. آزمایشات دریایی بر روی سامانههای پیشران بادی توسط شرکت Norsepower که تنها از یک دینام بادی کوچک بهره میگرفت صرفه جویی 2.7 درصدی در مصرف انرژی را تایید میکند.
بادبانهای کمکی فناوری دیگری است که توسط شرکت Windship Technology مورد استفاده قرار گرفت. در این سامانه دو دکل بلند 35 متری بر روی عرشه کشتی نصب میشود که هر یک از آنها به سه باله ایرودینامیکی متصل میباشد. این بادبانها این قابلیت را دارند که در صورت تغییر در جهت و سرعت باد بطور خودکار گردش کرده و استفاده بهینه را از این انرژی ببرد. این فناوری با تولید انرژی بیشتر موجب میشود که موتور کشتی با دور پایین و فشار کمتری کار کرده و درنتیجه با وجود ایجاد سرعت مناسب برای کشتی صرفه جویی قابل ملاحظهای نیز در مصرف سوخت شود.
انرژی خورشیدی نیز مانند انرژی باد میتواند یکی از انرژیهای کمکی و یا جایگزین باشد. تحقیقات در مورد استفاده از این انرژی به پایان رسیده و برای استفاده صنعتی در اختیار صنعت دریایی جهان قرار گرفته است . علاوه بر موارد ذکر شده تحقیقاتی نیز در مورد رنگهای ضد خزه و یا طراحی موتورهای دریایی کم مصرف صورت گرفته و ما در اینجا به رایجترین روشهای مورد استفاده در صنعت دریایی پرداختیم. امید است همانطور که پیشرفت فناوری در دنیایی امروزی صنعت را به جلو میراند در کنار آن روشهای متناسب برای صرفه جویی در مصرف انرژی برای رسیدن به کشتیرانی کاراتر و دوستدار محیط زیست در اختیار این صنعت قرار گیرد.
ترجمه و تدوین: حمید نیک بین، افسر اول ناوگان شرکت ملی نفتکش ایران
کد خبر : 1442