MARITIM TRANSPORT UTVIKLINGSTREKK MILJØ- OG ENERGIEFFEKTIV SKIPSFART SJØOFFISERSKONFERANSEN OKTOBER Norsk Marinteknisk Forskningsinstitutt

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "MARITIM TRANSPORT UTVIKLINGSTREKK MILJØ- OG ENERGIEFFEKTIV SKIPSFART SJØOFFISERSKONFERANSEN OKTOBER 2014. Norsk Marinteknisk Forskningsinstitutt"

Ansgar Kristensen
8 år siden
Visninger:

1 MARITIM TRANSPORT UTVIKLINGSTREKK MILJØ- OG ENERGIEFFEKTIV SKIPSFART SJØOFFISERSKONFERANSEN OKTOBER 2014 Norsk Marinteknisk Forskningsinstitutt

2 INTRODUKSJON INVITASJON : "PÅ LAND UTVIKLER VI BEDRE FLYT PÅ HAVET" TITTEL PÅ INVITASJONEN ER BARE DELVIS RIKTIG, EN KORREKT TITTEL KUNNE VÆRE: "BEDRE FLYT PÅ HAVET UTVIKLES TIL SJØS OG PÅ LAND, GJENNOM FULL SKALA FORSØK, LABORATORIEFORSØK, NUMERISKE ANALYSER OG TEORIUTVIKLING". DET ER SJELDEN AT EN PRESENTASJON SOM DENNE KAN FREMFØRES TIL EN SÅ DEDIKERT FORSAMLING, DA DERE REPRESENTERER SPISSKOMPETANSEN AV DEN AKTIVE NORSKE SJØFARTEN. TAKK FOR INVITASJONEN, DET ER Å HÅPE AT DENNE PRESENTASJONEN KAN GENERERE INNSPILL I FORHOLD TIL YTTERLIGERE UTVIKLING FOR EFFEKTIV, SIKKER OG MILJØVENNLIG SKIPSFART. EN BEDRE SAMHANDLING MELLOM SJØ OG LAND VIL STYRKE KONKURRANSEEVNEN FOR NORSK SKIPSFART.

DET ER SJELDEN AT EN PRESENTASJON SOM DENNE KAN FREMFØRES TIL EN SÅ DEDIKERT FORSAMLING, DA DERE REPRESENTERER SPISSKOMPETANSEN AV DEN AKTIVE NORSKE SJØFARTEN.

3 HVA OG HVEM ER MARINTEK MARINTEK UTFØRER FOU FOR BEDRIFTER OG OFFENTLIG FORVALTNING INNENFOR MARITIM VIRKSOMHET. MARINTEK HAR HOVEDKONTOR I TRONDHEIM, AVD. KONTORER I OSLO, BERGEN, HOUSTON OG RIO DE JANEIRO. ANTALL ANSATTE, % VITENSKAPELIG PERSONELL, 28 % INGENIØRER OG TEKNISK PERSONELL. MARINTEK HAR ET AKTIVT, TETT SAMARBEID MED NTNU.

KONTORER I OSLO, BERGEN, HOUSTON OG RIO DE JANEIRO.

5 MARINTEK - SATSEOMRÅDER

6 PRESENTASJON OVERSIKT AKTIVITETER INNENFOR TEMAET "SMART MARITIME" FORSKNINGSPROGRAMMER SKIPSDESIGN PROPULSJON MILJØVENNLIG MARINT MASKINERI EFFEKTIV OPERASJON IKT OG OPTIMALISERING TRENDER I MARKEDET SAMARBEID MED NÆRINGEN

PROPULSJON MILJØVENNLIG MARINT MASKINERI EFFEKTIV

7 MARINTEKs ROLLE OG VISJON, SKIPSTEKNOLOGI FOU HOVEDAKTIVITET VERIFIKASJONSSENTER FOR FARTØY- OG OFFSHOREKONSTRUKSJONER KOMPETANSESENTER FOR DEN NORSKE MARITIME KLYNGE MARIN HYDRODYNAMIKK MED FOKUS PÅ OPERASJON I ALLE TENKELIGE OPERASJONSFORHOLD MARINT MASKINERI MED FOKUS PÅ ENERGIEFFEKTIVITET OPERASJONSANALYSER I KOMBINASJON MED IKT KOMBINERE TEORI, LABORATORIE- OG FULL SKALA UNDERSØKELSER FOR Å DRIVE FREM NY TEKNOLOGI

OPERASJON I ALLE TENKELIGE OPERASJONSFORHOLD MARINT MASKINERI MED FOKUS PÅ ENERGIEFFEKTIVITET

8 FORSKNINGSPROGRAMMER, NASJONALE OG INTERNASJONALE SKIPSDESIGN SHOPERA Energy Efficient Ship Design (EU-prosjekt) UTC RR University Technolgy Center (10 års samarbeidsprosjekt med Rolls-Royce) PROPULSJON PROPSCALE Full Scale Performance Prediction For Efficient Ship Design (IPN- NFR) EEDSS Energy Efficiency in Deep Sea Shipping (IPN-NFR) OPERASJON EMIP 1 & 2 Energy Management in Practice (IPN NFR) SIMVAL- Simulation model validation of shiphandling by sea trials and model tests (IPN NFR) VIPROMA- WBS 10 - Holistic functionality for 'future cost-effective vessels' WBS 20 - Ship performance in seaway WBS 30 - Ship energy systems consumption simulation WBS 40 - Sea transport and ship capacity simulation OPERASJON/ IKT MUNIN Autonomous Ship Operation MARENOR Performance of Satellite-based navigation and radio communication ALOG Arctic Logistics

(IPN NFR) SIMVAL- Simulation model validation of shiphandling by sea trials and model tests (IPN NFR) VIPROMA- WBS 10 - Holistic functionality for 'future cost-effective vessels' WBS 20 - Ship

9 SKIPSDESIGN, MÅLSETTING DESIGNE FOR LAVEST MULIG MOTSTAND DESIGNE FOR OPTIMALE PROPULSJONSFORHOLD DESIGNE FOR BEST MULIG MANØVRERINGSEVNE DESIGNE FOR MINST MULIG PÅVIRKNING FRA YTRE KREFTER TA HENSYN TIL STØYFORHOLD TA HENSYN TIL FORURENSING OG MILJØ DESIGNE FOR BEST MULIGE SJØEGENSKAPER DESIGNE INNENFOR RELEVANTE REGLER OG KLASSIFIKASJON

PÅVIRKNING FRA YTRE KREFTER TA HENSYN TIL STØYFORHOLD TA HENSYN TIL FORURENSING OG

10 MOTSTAND PÅ SKIP

11 MOTSTAND PÅ SKIP TOTALMOTSTAND KRAV TIL FREMDRIFT MOTORYTELSE FORBRUK FOR Å ANALYSERE MÅ MOTSTAND BRYTES NED I ENKELTE FAKTORER. DET ER MANGE MÅTER Å GJØRE DETTE PÅ: MARINTEK HAR EN STANDARD PROSEDYRE FOR ANALYSE AV MOTSTAND. MOTSTANDSFAKTORENE ER FORSKJELLIGE FRA SKIPSTYPE TIL SKIPSTYPE.

DET ER MANGE MÅTER Å GJØRE DETTE PÅ: MARINTEK HAR EN STANDARD PROSEDYRE

12 MOTSTAND PÅ SKIP

13 MOTSTAND PÅ SKIP Innvirkning av hver komponent varierer fra skipstype til skipstype AHTS TANKER FISHING V CONTAINER BARGE HSV

14 % of total resistance [%] FORDELING AV MOTSTANDSKOMPONENTER Distribution of Resistance - Various vessels at 16 knots 120 % 100 % 2 % 7 % 2 % 21 % 1 % 3 01 % 6 6 % 01 % 6 80 % 60 % 40 % 20 % 0 % 28 % 43 % 85 % 70 % 89 % 62 % 55 % 21 % 22 % 16 % AHTS Tanker Fish PLV Container Vessel Type Appendix Base drag Air Viscous Wave

6 6 % 01 % 6 80 % 60 % 40 % 20 % 0 % 28 % 43 % 85 % 70 % 89 % 62 % 55 % 21 % 22

15 FRIKSJONSMOTSTAND Friksjonsmotstand kan også deles inn i flere komponenter Ingen gode og nøyaktige beregningsmetoder for viskøse krefter på skipsgeometri Må ta hensyn til grensesjikt og strømningsregime for hver case. Bestemt av form, størrelse, hastighet og grensesjikttykkelse. Kombinasjon av modelltester og beregninger er verktøy her Ruhet vil være en del av friksjonsmotstand. Utgangspunktet (nymalt skip) er best, produsert ruhet på skrog er viktig Utsetting av begroning (like viktig som at utgangspunktet er godt) Test på en flat og rett plate er idealisert tilfelle Friksjonskrefter avhengig av grensesjikt (hastigheter og tykkelse) Vil være forskjellig fra plate og skrog. Volumet på skroget vil virke inn på hastigheter grensesjikt friksjonskraft Endring av strømningsforhold kan igjen påvirke trykkbildet Alt henger sammen med alt. Må testes på de ulike skrogtypene for å kunne si noe om totalbildet

Utgangspunktet (nymalt skip) er best, produsert ruhet på skrog er viktig Utsetting av begroning (like viktig som at utgangspunktet er godt) Test på en flat og rett plate er idealisert tilfelle

16 BØLGEMOTSTAND /RESTMOTSTAND BØLGEMOTSTAND AVHENGER AV: FARTS/LENGDEFORHOLD (Fn) VANNDYP / TOPOGRAFI VÆRFORHOLD / RETNING SKROG OG SKROGINTERAKSJON Fn = V/ (g V = Skipshastighet L = Skipslengde g = Tyngdeakselerasjon L)1/2 h (m) Fn = 0.2 h (m) h (m) Fn = 0.5 Fn = 0.8

Tyngdeakselerasjon L)1/2 h (m) 0.0115 0.009 0.0065 0.004 0.0015-0.001-0.0035 Fn = 0.2 h (m) 0.044 0.034 0.

17 SKROGUTVIKLING -FOKUS LAV SKROGMOTSTAND I STILLE VANN OG BØLGER LAVT FARTSTAP I BØLGER LAV VINDMOTSTAND STRØMLINJEFORME OVERBYGG / OVERVANNSUTSTYR LAV APPENDIKSMOTSTAND LAV RUHET PÅ SKROG LITEN BEGROING PÅ SKROG OVER TID UNNGÅ Å FRAKTE BALLASTVANN UNNGÅ STABILITETSPROBLEM GJENNOM FORMSTABILITET

OVERVANNSUTSTYR LAV APPENDIKSMOTSTAND LAV RUHET PÅ SKROG LITEN BEGROING

18 NESTE GENERASJONS FARTØYTYPER MONOSKROG

19 NESTE GENERASJONS FARTØYTYPER KATAMARANER SEMI SWATH DESIGN

20 NESTE GENERASJONS FARTØYTYPER TRIMARANER STABILITET/ SLANKE SKROG

21 NESTE GENERASJONS FARTØYTYPER MULTISKROG PENTAMARAN

22 NESTE GENERASJONS FARTØYTYPER LUFTPUTE /LUFTSMØRING SES /ACV / % BÆRING PÅ LUFTPUTE

23 NESTE GENERASJONS FARTØYER FOILASSISTERTE FARTØY FULL FOILBÆRING DELVIS FOILBÆRING FOIL KONTROLLSYSTEMER

24 NESTE GENERASJONS FARTØYER - DESIGNMETODIKK INNFØRE LØSNINGER SOM IVARETAR AKTUELLE OPERASJONSFORHOLD, VÆRFORHOLD / RUTING / HASTIGHET / EFFEKTIVITET. UTVIKLE "SLOW-SPEED TEKNIKK PÅ NYE DESIGN BRUKE EEDI* KRITERIA I UTVIKLING AV TRANSPORTTEKNISKE LØSNINGER DESIGNE SKROG FOR OPERASJON I BØLGER, IKKE BASERE NYE DESIGN BARE PÅ OPPFØRSEL I STILLE VANN (SOM HAR VÆRT VANLIG TIL NÅ) JOBBE MOT DE LANGSIKTIGE MÅLENE FOR UTSLIPP OG ENERGIBRUK NEDFELT I MARITIM 21: *EEDI Energy Efficient Design Index

25 PROPULSJON - FORSKNINGSAKTIVITETER PROPSCALE FULL SCALE PERFORMANCE PREDICTION FOR ENERGY EFFICIENT SHIP DESIGN

26 PROPULSJON - PROPSCALE AHTS -TWIN SHAFT/DUCTED PROPS/RUDDERS PSV- TWIN POD CONV. SINGLE SGREW SHIP

27 PROPULSION - PROPSCALE PULLING PUSHING CRP TWIN CRP PUSHING /DUCTED CONVENTIONAL, DUCTED WITH RUDDER

28 NESTE GENERASJONS LØSNINGER - PROPULSJON INTEGRATED PROPELLER / RUDDER TWISTED RUDDER HIGH LIFT DUCT

29 PROPULSJON FLIPPER FINS CONTRA ROTATING MEWIS DUCT BOSS CAP FIN

30 PROPULSJON SCHNEE- KLUTH DUCT RUDDER FINS r VORTEX GENERATOR ge

31 EFFEKTIV OPERASJON PÅGÅENDE OG KOMMENDE PROSJEKTER FORBEDRE SPEED LOG FORBEDRE VÆRVARSLING (FORECAST NOT HINDCAST) FORBEDRE LOKAL BØLGEVARSLING NYTT DIESELMASKINERI VOC SCRUBBERTEKNOLOGI HYBRIDISERING

32 TILTAK ENERGIØKONOMISERING

33 TILTAK -ENERGIØKONOMISERING

34 Nøkkeltall Flåtestruktur og operasjon (IMO 2014 GHG study) Vessel type Average vessel size in dwt 2007 Average vessel size in dwt 2012 Freight work 2007 Freight work 2012 Share of freight work 2007 Share of freight work 2012 DWT Capacity Increase at equal speeds Emission change due to reduced sea speeds Emission change due to larger vessels Emission Change due to change in market shares CO2 - per ton nm 2007 CO2 - per ton nm 2012 Change in CO2 per ton nm Change in CO2 if operated at design speed gram CO2 per ton billion ton nm ton nm Dry Bulk % 42% 81% -12% -8.5% % 1% General Cargo % 5% 2% -14% -4.6% % 2% Container % 19% 42% -20% -6.3% % 3% Reefer % 0.5% -6% -32% -1.8% % -2% RoRo % 1% 13% 0% -1.8% % -2% OilTanker-mainly crude > 80' dwt % 21% 32% -26% -1.3% % 1% OilTankers-mainly product < 80'dwt % 4% 36% -21% -9.7% % -9% (1) Chemicals % 5% 45% -15% -4.2% % -1% LNG & LPG % 3% 43% -3% -6.2% % 3% RoPax % 0.3% 18% -40% -4.3% % -18% (2) Totals Cargo Vessels % 100% 50% -16% -5.5% -4.5% % (1) 35 % increase in size (2) 25 % decrease of average speed

35 Flåte (IMO 2014 & IMO 2009 GHG Study) Vessel type Number of vessels 2007 Number of vessels 2012 Average vessel size in dwt 2007 Average vessel size in dwt 2012 Design Speed 2007 Design Speed 2012 Average Speed 2007 Average Speed 2012 CO IMO 2009 GHG- Study CO CO Change in CO ton ton knots knots knots knots ton ton ton % Dry Bulk % General Cargo % Container Reefer % RoRo & Vehicle OilTanker-mainly crude > 80' dwt % OilTankers-mainly product < 80'dwt % Chemicals % LNG & LPG % RoPax % Totals Cargo Vessels % Ferry-Pax only % Cruise % Yacht % Offshore % Service % Fishing % Other % Totals Other Vessels % Totals All Vessels %

36 ECA* - OMRÅDER *Emission Control Areas

37 IKT OG OPTIMALISERING Logistic model Metocean data Vessel model Simulation model Operational profile Vessel performance

38 IKT OG OPERASJON

39 IKT OG OPERASJON

40 OPPSUMMERING MARINTEK'S TJENESTER HVA ER VIKTIG FOR ENERGIØKONOMISERING SAMSPILL MELLOM FLERE AKTØRER MÅ TIL VI MÅ LIGGE I FRONT AV UTVIKLING FOR Å FÅ TIL DETTE MÅ DET SAMARBEIDES PÅ LAND/ TIL SJØS DET BLIR IKKE NOE GODT SAMARBEID UTEN AKTIV MEDVIRKNING FRA DERE, NORSKE SJØOFFISERER ER OG BLIR VIKTIGERE ENN NOEN GANG

41 TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN

Like dokumenter

Miljøvennlig skipsfart F&U utfordringer

Miljøvennlig skipsfart F&U utfordringer Forskningssjef Per Magne Einang MARINTEK www.marintek.com Tekna Maskinerisystemer desember 08 MARINTEK 1 MARINTEK Independent research and development institute