蓄电池将为LNG动力船增添新能力

2012-07-12 16:59 | 《国际船舶》2012年6月刊 船配市场


被描述为首套在航船的“真正混合能源系统”目前正在研制,并将安装到“Viking Lady”号海上支援船。

“Viking Lady”号海上支援船与其它任何一艘海上支援船都不同,该船隶属于Eidesvik Offshore公司,是一艘具有三年船龄的LNG燃料动力船,也是首艘推进系统部分采用燃料电池的船。燃料电池于2009年秋季安装上船,能提供330千瓦的电力输出,目前已成功运营了18500小时以上,使“Viking Lady”号成为全球最环保的船只之一。

现在,“Viking Lady”号将采取进一步措施减少污染排放,给该船安装电池系统来储存船上产生的能量。一旦电池组到位,该船将采用与混合动力汽车相同的混合动力系统。不过,挪威船级社声称,减少排放的潜力比汽车更大,而且投资回报期比汽车更短。

挪威船级社正在推进称为“FellowSHIP”的研究项目。该项目的合作伙伴有“Viking Lady”号船的船东Eidesvik Offshore公司和船舶动力解决方案提供方瓦锡兰公司。各合作方认为,在类似“Viking Lady”号船使用混合动力系统,通过“更顺畅、更高效的船用发动机和燃料电池”运营,能减少20-30%的燃料消耗和二氧化碳排放。另一个重要好处就是减少运营成本。据挪威船级社预计,在船上安装电池降低燃料消耗的投资回收期将不到两年。

在2012年3月伦敦举行的一次新闻发布会上,挪威船级社项目经理Bjorn-Johan Vartdal指出,“我们知道,混合动力系统将降低能源消耗。举例来说,当船舶动力定位状态运行时,就有很大的节约潜力”,“当船舶在港口时,该船也能仅依靠燃料电池运行,从而大大降低排放。对于环保敏感区,这尤其重要。另外,还能减少机械设备的维护成本和降低噪声振动。”

一旦船舶装上电池,挪威船级社及其合作伙伴将开展综合测量,证实可能实现的节约。混合动力系统的运行还会被描绘出详细的模型,并进行校准,有助于将来混合动力系统的模拟和优化。挪威船级社还一直在制定以电池为动力的船舶入级规则。

Vartdal先生解释说,“虽然燃料电池可以用在各种船型上,但就节约燃料而言,这取决于发动机的负荷和运行情况。”他还指出,燃料电池比内燃机更有效,因为电池的可移动部件很少,能更有效地将化学能转换成电能。“为便于燃料电池利用废气,我们还可安装热回收系统,这样可提高15%的效率。燃料电池燃烧气体,能有30%的能源效率提高,而且二氧化碳排放将减少50%。

Vartdal先生说,“‘Viking Lady’号船目前的系统包括四台发动机和燃料电池,为推进器和辅助系统提供动力。我们现在正在进行的是安装大型电池组,以提高利用该系统的灵活性。我们可以将动力储存在电池中,以便更加有效的运行系统。当船舶靠港时,我们只需使用燃料电池,根本不用运行发动机。”

Vartdal先生接着说,最初FellowSHIP研究小组在岸上对混合动系统进行测试,因为在船上做该试验代价昂贵。“我们将利用带传感器的系统测试‘Viking Lady’号船的燃料使用量和排放量,我们正在开发模拟模型,因为我们将考虑如何优化其他船舶”,“在2013年,我们将在船上安装混合动力系统,并进行反复试验,以便量化节油和降低排放的收益。我们的目标是节省燃料成本20%。”

他还指出的,在船上安装电池将有助于船舶在发动机只运营部分负荷时,能减少排放。“由于在低负荷运行时,发动机消耗的燃料更多,因此我们正积极考虑使用电池作为动力。”

“我们正在寻求利用电池来进行发动机低负荷运行时的过渡。使发动机恒定负荷运行将有助于减少燃料消耗。”

“‘Viking Lady’号船配备了四台发动机,这些发动机在相当一部分时间都是低负荷运行。如果我们将电池作为替补,我们就可以更有效地利用电池,甚至仅使用一台发动机,因此还有进一步降低燃料和排放的潜力。”

Vartdal先生指出,FellowSHIP财团正在挖掘“冷烫”(即当船舶在港时利用岸上电源)的潜力,利用岸上电源给电池充电,在港时发动机根本不运行。另一种情况就是在船舶进港前关闭发动机,在港口时仅依靠电池的动力运行。给电池充电后,船舶继续使用电池动力离开港口,之后再启动发动机。采用蓄电池意味着可以通过其他途径获得能源——如太阳能。

Vartdal先生介绍说,像“Viking Lady”号这样的全混合动力系统船,采用1台2兆瓦电池,耗资大约200万美元,每年的燃料成本大约为500万美元。以节约20%燃料计算,相当于每年节省大约100万美元燃料。此外,每年还减少二氧化碳排放300吨,减少氮氧化物排放80吨。

“未来,如果电池足够大的话,我们可以只使用燃料电池,无需发动机”,这意味着像渡轮这样的船将会有良好的潜在解决方案。

燃料电池的使用寿命取决于其运行情况,但挪威船级社预计首次可以在运行10-15年后才更换。

Eidesvik首席执行官Jan Fredrick Meling指出,该公司投资环境友好型推进系统的原因是像挪威国家石油公司这样的包租方在包租时将奖励额外费用。“当我们下水第一艘LNG动力船时,我们是先锋。虽然我们还没有看到利润,也没有看到很多投资回报,但石油公司今后将需要这类船舶,我深信需要这种解决方案。”

“像我们这样具有关注环保、具有良好声誉的公司将更容易招聘优秀人才。我们的用户将寻求越来越多的环境友好解决方案,今后将更加关注可持续发展。”

Meling先生结论说,“当我们证实了混合动力系统的优越性后,我们将向我们的包租人推荐,并探讨他们愿意增加多少日租金,我们知道挪威国家石油公司和道达尔公司希望这样做”,“石油公司对新概念动力系统有兴趣,我们相信投资回报只需2-3年,石油公司将准备为我们进行的投资做出贡献”。

END

关键词: 蓄电池LNG船


国际船舶网微信公众号