De MAN dual-fuel 82'x24'x6' Hydrocat 48, een bemanningsoverdrachtsschip dat wordt geëxploiteerd door Vestes
Marinemotoren

Innovatieve technologie: hoe fabrikanten van dieselmotoren vervuiling aanpakken

In mei, bijna een jaar geleden, was er een aanzienlijke vooruitgang in de voortstuwingsmotortechnologie van werkboten. Twee MAN 1.019 pk D2862 LE428 12-cilinder dieselmotoren werden achteraf gemonteerd om op een combinatie van waterstof en diesel te lopen en werden geïnstalleerd in de Hydrocat 48, een 82’×24’×6′ crew transfer vessel geëxploiteerd door Vestes, een Deense offshore windbedrijf. Deze ontwikkeling markeerde een veelbelovende verschuiving in het verminderen van emissies en het verkennen van alternatieve brandstofopties voor scheepsmotoren.

“Het is een opwindend benchmarkproject dat nieuwe technologie test met het potentieel om de CO2-uitstoot aanzienlijk te verminderen”, zegt Jason Blume, Sales Manager van MAN Engines & Components in Pompano Beach, Florida.

Wat interessant is, is dat de dual-fuel werking geen optimalisatie van de conventionele MAN V12-scheepsmotor vereist voor waterstofgebruik. Het heeft gewoon het waterstofinjectiesysteem nodig dat is ontwikkeld door het Belgische ingenieursbureau CMB.TECH, wat het een unieke en veelbelovende aanpak maakt.

In de dual-fuel-modus, waarbij waterstof wordt gecombineerd met diesel, wordt een precieze hoeveelheid waterstof in de inlaatlucht geïnjecteerd, die vervolgens samen met dieselbrandstof wordt ontstoken in de verbrandingskamer van de cilinder. Deze unieke combinatie zorgt, zelfs bij vollast, voor een lagere CO2-uitstoot in de uitlaatgassen in vergelijking met het gebruik van alleen diesel. Volgens Josie Hollingsworth, MAN’s verkoopmanager voor scheepsmotoren, ligt de optimale “sweet spot” voor brandstofverbruik tussen 1.700 en 1.900 tpm, waarbij de motor ongeveer 80% waterstof en 20% diesel verbrandt, waardoor het een efficiënte en milieuvriendelijke motor is. keuze.

In het geval dat de waterstoftank leeg raakt of er een probleem is met het waterstofsysteem, schakelen de motoren automatisch terug naar uitsluitend dieselbrandstof. De uitlaat wordt vervolgens gereinigd met behulp van selectieve katalytische reductie (SCR) nabehandelingssystemen. De Hydrocat 48, aangedreven door de twee dual-fuel motoren, kan bogen op indrukwekkende prestatiestatistieken, waaronder een maximumsnelheid van 60 km/u, een dienstsnelheid van 34,5 km/u en een trekkracht van 12,8 ton, wat de mogelijkheden van deze innovatieve technologie aantoont.

Volgens Blume is er niet veel leercurve als het gaat om het bedienen van de dual-fuelmotor van MAN. De overgang tussen brandstoffen is naadloos, ongeacht of hij op waterstof of diesel rijdt, aangezien de motor automatisch waterstof injecteert en in dual-fuel-modus werkt zonder tussenkomst van de machinist. Als er echter een leercurve is, is het waarschijnlijk voor scheepswerven die een opslagsysteem voor waterstofbrandstof op een schip moeten installeren. Dit komt omdat waterstof in vloeibare vorm moet zijn om de vereiste dichtheid te bereiken, wat het noodzakelijk maakt om het extreem koud te houden bij ongeveer min 250 graden Celsius, zoals uitgelegd door Hollingsworth.

Het waterstofsysteem bevat ingebouwde risicobeperkende functies. Zo stroomt waterstof door een lagedruksysteem met dubbelwandige leidingen, waardoor de kans op lekkage aanzienlijk verkleint, zoals Blume aangeeft. Bovendien maakt het dubbelwandige ontwerp van de leidingen het hoogst onwaarschijnlijk dat beide wanden worden gepenetreerd, wat een extra veiligheidslaag aan het systeem toevoegt.

Op dit moment zijn de MAN dual-fuel motoren niet te koop in de Verenigde Staten en hebben ze alleen een IMO Tier III-goedkeuring. Desalniettemin verklaarde Hollingsworth dat de certificering voor de Amerikaanse markt momenteel aan de gang is, met een verwachte EPA Tier 4-certificering die naar verwachting in 2024 zal worden verkregen. of een andere motorfabrikant kan de mogelijkheden onderzoeken om in de toekomst een vaartuig te creëren dat volledig door waterstof wordt aangedreven.

MITSUBISHI

Mitsubishi’s Tier-3 S12R

Mitsubishi’s Tier-3 S12R werd in januari geïntroduceerd als een hermotoriseringsoptie om oudere werkboten naar een Tier 3-classificatie te brengen

Mitsubishi’s nieuwste motoraanbod, de Tier 3 S12R met een vermogen van 1.100 pk bij 1.800 tpm, is specifiek gericht op een bepaalde markt. Het is niet bedoeld voor nieuwbouw, maar eerder ontworpen voor werkbootoperators die hun oudere vaartuigen willen ombouwen met Tier 1- of Tier 2-motoren om te voldoen aan de hogere milieunormen van Tier 3. Een van de belangrijkste markten voor deze motor is twin -schroef, 2.000 pk binnenvaart sleepboten, evenals sleepboten, die schonere motoren nodig hebben om te voldoen aan de bijgewerkte emissievoorschriften.

De originele Mitsubishi S12R-motor werd ongeveer 20 jaar geleden voor het eerst geïntroduceerd met een vermogen van 1.600 tpm. De nieuwste versie, die in januari werd gelanceerd en een Tier 3-classificatie heeft bij 1.800 tpm, is echter ontworpen om het hermotoriseren van oudere schepen gemakkelijker te maken voor operators. Volgens Trace Laborde, vice-president verkoop bij Laborde Products Inc., een Mitsubishi-distributeur gevestigd in Covington, Louisiana, elimineert de nieuwe motor de noodzaak voor tandwiel- of propelleraanpassingen voor schepen die oorspronkelijk met 1.800 tpm draaiden, waardoor het hermotoriseringsproces meer naadloos en efficiënt.

Laborde benadrukte ook dat veel oudere werkboten zijn uitgerust met mechanische motoren, die een injectiepomp gebruiken om de brandstofstroom te meten. Gelukkig zijn Mitsubishi-motoren mechanisch van aard, waardoor ze compatibel zijn met deze vaartuigen. Laborde verwacht dat de Mitsubishi S12R bijzonder geschikt zal zijn voor het hermotoriseren van schepen die al beschikken over mechanisch gestuurde dieselmotoren. Bemanningen zijn vaak bekend met en geven de voorkeur aan mechanische motoren vanwege hun eenvoud en onderhoudsgemak in vergelijking met elektronisch gestuurde motoren, zoals opgemerkt door Laborde. Volgens Mitsubishi zijn Mitsubishi Marine-motoren zelfs de enige mechanische Tier 3-dieselmotoren die op de markt voor werkboten verkrijgbaar zijn.

Hoewel de Mitsubishi S12R misschien iets zwaarder is in vergelijking met sommige van zijn concurrenten, met een gewicht van 11.731 lbs. voor 1.100 pk is dit volgens Laborde geen noemenswaardige zorg als het gaat om het hermotoriseren van sleepboten en sleepboten. Dit soort vaartuigen, meestal met waterverplaatsende rompen, is niet ontworpen voor snelle of relatief snelle operaties. Hierdoor heeft het gewicht van de motor geen significante invloed op het brandstofverbruik. Laborde benadrukte verder dat de Mitsubishi S12R zeer geschikt is voor dergelijke schepen en beschouwde het als de juiste keuze voor deze toepassing.

YANMAR

De nieuwe zescilinder-in-lijn dieselmotor van Yanmar heeft een SCR-systeem dat voldoet aan de IMO Marpol Tier III-emissie-eisen

Canadese werkbootoperators hebben nu een nieuwe optie van Yanmar om te voldoen aan de IMO Marpol Tier III-emissie-eisen voor stikstofoxiden (NOx). De Yanmar 6EY17WS is een zescilinder lijnmotor gebaseerd op het bestaande model 6EY17W, met een vermogen van 501 tot 1.122 pk. De motor is uitgerust met een SCR-systeem (Selective Catalytic Reduction), een Yanmar-product dat speciaal is ontworpen voor Yanmar-motoren. Dit SCR-systeem is in staat de NOx-emissies met ongeveer 80% te verminderen in vergelijking met de Tier I-normen van de IMO, volgens Nathan Stabler, een senior scheepswerktuigkundige bij Yanmar America. Het is vermeldenswaard dat als de motor in de VS wordt verkocht, deze moet voldoen aan de Tier 4-vereisten, maar niet in Canada.

Het nieuwste motoraanbod van Yanmar kan worden gecombineerd met Yanmar-versnellingsbakken, die verhoudingen bieden van 2,5:1 tot 5:1. De eerste Yanmar 6EY17WS-motor zal worden geïnstalleerd in een 73′ krabber die volgend voorjaar in New Brunswick, Canada, wordt gelanceerd. Vervolgens zal in augustus een tweede schip dezelfde motor krijgen, gevolgd door een derde schip in het voorjaar van 2024.