Energi- og miljø-optimalisering

Transkript

1 Energi- og miljø-optimalisering Utdanning og kompetanse Tech-fokus seminar Vilmar Æsøy og Finn Tore Holmeset

2 Hybrid Energy Systems Multi-fuel MF LNG P o w e r G G G MF MF MF MDO HFO BIO XYZ El. power consumers. Alternative propulsion: Sails, Kites. g r i d Batteries Fuel Cell H 2 Solar? Energy management system

3 Motivasjon Krav til miljø og klimatiltak (lokalt og globalt) Energioptimalisering (reduksjon og effektivisering) Automatisering Fjern-styring/-overvåkning - Autonomi 3

4 Krav til reduserte utslipp Globalt, Regionalt og Lokalt Regulations IMO EU National/regional Technology Engines / optimization Alternative fuels (LNG, Exhaust cleaning SCR, scrubber Ballast water treatment Waste heat recovery CO 2 / Klimagasser NOx SOx PM Svovel ECA : S < 1.5% S < 0,1% (2015) Global S < 3.5% (2012) S < 0,1% (2020) 4 4

5 Energieffektiv sjøtransport General Cargo Reefer Chemical Bulk Crude LNG Shipping - 1 Rail ~3X Road ~5X Air ~30X Energy Energiforbruk consumption Container LPG Product RoRo/Vehicle Rail Road More than 80% of world trade is transported on sea transport cost <1% of product cost 5

6 Det handler om å forstå operasjonsprofilen 2000 Operating time (hours) Efficiency Generator power [%MCR] 6

7 Generator laod [kw] Case example: PSV Log data - one "cycle" Transit EM_G1_KWLOAD EM_G2_KWLOAD EM_G4_KWLOAD EM_G3_KWLOAD Dynamic positioning (DP) Base Transit Duration [hours]

8 Case example: PSV

9 Case example: PSV Battery hybrid S w i t c h b o a r d G G G G Gen.el. Power consumers. DF D D DF Batteries LNG MDO

10 Case example: PSV Battery for «peak shaving» Hybrid - DP cycle Required power Engine power Battery power Generator load [kw] Time [h]

11 Properties «battery hybrid» + Increased redundancy + Reduced fuel consumption (in DP) + Reduced emissions + Improved working condtions for engines Reduced wear and tear Reduced maintenance cost? - Increased complexity - Investment costs

12 Krav til kompetanse Med bakgrunn i dagens tema, blir det stadig viktigere å utvikle kunnskap, og formidle denne til de som skal utvikle og operere disse avanserte energisystemene. Det må fokuseres på å øke kunnskap, kompetanse og ferdigheter til operatørene slik at de er i stand til å bruke systemene «optimalt». Og sist men ikke minst dele og formidle operasjonell kunnskap fra operatørene tilbake til utviklerne slik at man kan finne fram til enda bedre og mer robuste løsninger. 12

13 Hva gjør NTNU Fokuserer på næringsrettet utdanning og kurs Innovasjon i utdanningene Inkludere næringen i studentoppgaver Utvikler og tilpasser fag/utdanninger til nye krav og behov Utvikler og bruker labber og praktiske øvelser i så mange fag og kurs som mulig Henter forskningsbasert kunnskap fra de anerkjente nasjonale og internasjonale forskningsmiljøene 13

14 Eksempler på aktuelle kurs Høyspentsystemer LNG drift av skip Drifts- og miljø-optimalisering BRM/ERM (Bridge/Engine-room Resource Management) Safe Cargo handling 14

15 Oppsummering Maritime energisystemer blir stadig mer komplekse Hybrid teknologi krever ny kunnskap både hos de som utvikler og de som bruker Utdanningsinstitusjonene blir lett akterutseilt i teknologiutviklingen - dette gjelder både ressursmangel og kunnskap som blir foreldet Næringen må utfordre undervisningssektoren, og bidra til økt kunnskapsbygging og formidling ved: Å bidra direkte inn i skolene med både kunnskap og ressurser Delta i opplæring av instruktører og lærere NTNU inviterer til samarbeid om til å utvikle fremtidens utdanninger 15

16 16 NTNU Hybrid Power Lab

17 Mål med Hybrid Lab Drive opplæring av ingeniører og driftspersonell Utføre målinger for å kartlegge effekter og virkningsgrader Lære mer om samspillet mellom de ulike elementene i et hybrid energisystem - optimalisering Videreutvikle labben ved å koble til nye elementer (alternative energikilder, alternative drivstoffer, renseteknologi osv.) Utvikle og teste miljøteknologi i samarbeid med næring 17

18 NTNU Hybrid Power Lab Omvisning Generator: Nogva JD4045TFM50 63,5 KVA Variabel speed rpm Energimåling Tavle: ACEL 750V DC grid 5 x omformere AC/DC 1 x omformer DC/DC 10 KVA fordelingskurs (400V AC) Batteri: Corvus Energy 91,4 kwt v/806v DC Tilkopling til strømnett: 63 KVA to veis (gi og ta) Kontrollsystem: Høglund Predefinert driftsprofiler Egendefinert driftsprofil Playback funksjon 350 målepunkt 18

19 19 NTNU Hybrid Power Lab