El uso del gas naturalen el transporte marítimo JOSU GOIOGANA GENERAL SALES MANAGER Wärtsilä Ship Power Alternativas energéticas para un mundo en crisis Fundación Gas Natural Fenosa Els Juliols – Universitat de Barcelona Julio 2013 – Sabadell (Barcelona) Transporte Marítimo La Organización Marítima Internacional (OMI) calcula que aproximadamente el 90% del volumen del comercio mundial de mercancías se transporta por mar. Objetivos de la industria naviera • Fiabilidad de la maquinaria y Seguridad de operación • Sostenibilidad medioambiental • Eficiencia Energética ¿Es limpio el transporte marítimo? •Los 16 buques más grandes lanzan tantas emisiones como 800 8 millones de coches •Un único buque puede llegar a emitir 500 toneladas de azufre al año (Fuente: The Guardian) ¡¡El transporte marítimo es el más limpio por kg/km!! Grams of CO2 emitted per 1 ton goods per 1 km Ocean (Avg. ML-owned vessels) Rail Electric (Global average) Rail / Diesel Truck Air (Boeing 747-400) 8 18 21 47 560 0 100 200 300 400 500 600 Basado en datos de The Network for Transport and Environment, Sweden Emisiones – retos del futuro... y del presente NOx SOx CO2 Lluvia Ácida Lluvia Ácida Gases efecto Invernadero Tier II (2011) Tier III (2016) 3.5% (2012) ECA 0.1% (2015) En estudio por la OMI Emission Control Areas (ECA) Se prevé la proliferación de areas ECA en el futuro próximo Most used trading routes existing ECAs: Baltic Sea, North Sea planned ECAs: Coasts of USA, Hawaii and Canada discussed ECAs: Coasts of Mexico, Coasts of Alaska and Great Lakes, Singapore, Hong Kong, Korea, Australia, Black Sea, Mediterranean Sea (2014), Tokyo Bay (in 2015) Reto medioambiental 4,5 1,5 67% 4,5% 4,5 1,0 78% 3,5 1,0 71% 3,5 0,5 86% World 3,5% 78% 97% 1,5% ECA 1,0% 0,5% 0,1% ¡De aplicación a buques nuevos y existentes! 2022 2021 2020 2019 2018 2017 2016 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 EU in ports 3,5 0,1 97% ¿Como podemos cumplir con la reglamentación? Hay distintas alternativas: 1 2 3 Cambiar a lowsulphur distillate fuels Aplicar tecnología de lavado de gase de escape Cambio a LNG ¡No cumple con los límites de NOX! Decisión estratégica de las autoridades noruegas “Næringslivets Hovedorganisasjon” (Confederación de Comercio e Industria de Noruega) Urea CH4N2O Las ayudas para soluciones con SCR van a disminuir o desparecer. ＋233 % ＋225 % PARA NUEVAS CONSTRUCCIONES PARA CONVERSIONES Las ayudas al uso de LNG se incrementarán hasta los 350 NOK/kg NOx desde 150 NOK. El nuevo tope será del 80% de costes adicionales (ahora de 75%) Las ayudas a las conversiones de motores para el uso de LNG pasarán de 100 NOK a 225 NOK/kg NOx from. El tope de ayudas también pasa del 75% al 80% Reto medioambiental IMO Tier I - New ships 2000 IMO Tier II - New ships 2011 IMO Tier III - New ships 2016 in designated areas IMO NOx emissions regulations 18 16 14 NOx [g/kWh] 12 10 50DF Engine (in diesel mode) 8 6 4 2 50DF Engine (in gas mode) 0 0 250 500 1000 Rated engine speed [rpm] 1500 2000 Gas Natural como combustible marino -25% Emission values [%] 100 90 80 70 60 -85% 50 40 -100% CO2 30 NOx SOx 20 -100% 10 Particulates Dual-Fuel engine in gas mode Diesel engine 0 Gas Natural como combustible marino ¿GAS? Gas Natural Cuando hablamos de “gas” normalmente nos referimos a Gas Natural El Gas Natural es una mezcla de gases hidrocarburos, esencialmente CH4 (Metano) Componentes Principales: Methane [CH4] Ethane [C2H6] Propane [C3H8] Butane [C4H10] Pentane [C5H12] Hexane [C6H14] Heptane [C7H16] “Hidricarburos pesados” Gas Natural El Metano tiene la mayor relación hidrógeno / carbon. Methane [CH4] Ethane [C2H6] Propane [C3H8] Butane [C4H10] 4:1 (400%) 6:2 (300%) 8:3 (267%) 10:4 (250%) Gas Natural Cuando se usa como combustible hay que tener en cuenta dos propiedades: 1 - Low Heating Value: poder calorífico inferior cuanto mayor, mejor 2 - Methane Number: Número de Metano definido como "porcentaje de metano en volumen en una mezcla con hidrógeno que provoca el mismo knocking que el gas considerado". Se puede explicar como la no-capacidad de auto-ignición de la mezcla de gas. Metano Puro: MN = 100 Hidrógeno Puro: MN = 0 nuevamente: cuanto mayor, mejor Formas en que se presenta el gas natural Abreviaturas Comentario NG Natural Gas Se encuentra en estado gaseoso a 1 bar de presión absoluta y a +15 °C CNG Compressed Natural Gas Gas comprimido Normalmente almacenado a una presión entre 200 bar-250 bar Se puede enfriar (a -25°C). PNG Pressurized Natural Gas Es lo mismo que CNG LNG (GNL) Liquefied Natural Gas Estado líquido. Frío, -161°C. Normalmente almacenado a una presión entre 0 bar a10 bar ¿Por qué nos dirigimos hacia el empleo de LNG? • LNG es Gas Natural Licuado (GNL) - El LNG esta formado mayoritariamente por metano, ~90% - Al enfriar el gas natural a -161°C pasa a fase líquida • Tras licuarlo el LNG ocupa 1/600 del volumen que ocupaba en fase gaseosa - Hace que el transporte y el almacenamiento sean mucho más eficaces • Licuar el gas natural posibilita que se pueda transportar gas natural a puntos a los que no se puede enviar un gasoducto - Ejemplo: Nigeria -> España Comparación de volumen del gas en función del estado 600 Volumen relativo de gas con el mismo contenido de energía 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 NG 1 bar LNG 10bar CNG 200bar LNG tecnologías de almacenaje “Membrane” “IMO Type A - B” “IMO Type C” Almacenamiento del LNG COMPARACIÓN DE VOLUMEN CON COMBUSTIBLES LÍQUIDOS Fuel Tank Tank room 4,5 Volumen relativo a MDO en DF 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 HFO LNG (10 bar) VERTIENTE ECONÓMICA Estudio de mercado – Ro-Pax ruta Turku - Estocolmo Tráfico continuo 24 horas/día parando 2 h en puerto Buque de referencia Buque de referencia 30 000 gt buque Ro-Pax – – – – – – – – Eslora total Eslora entre pp Manga Calado de diseño Calado de escantillonado Puntal (D3) Peso muerto Velocidad 188.0 170.0 28.7 6.0 6.3 9.0 7000 21.5 m m m m m m ton nudos Perfil operativo ruta Turku - Estocolmo 35% 30% Operating hours [%] 25% 20% 15% 10% 5% 0% Port Manoeuvring 8 kn 12 kn 17 kn 21.5 kn Configuraciones de maquinaria a analizar – Motores Diesel a Fuel-oil (HFO referencia) • MMPP: 4 x Wärtsilä 6L46B • MMAA: 3 x Wärtsilä 8L20C • Potencia total instalada 4 x 5 800 kW 3 x 1 360 kW 27 280 kW – Motores Duales a Gas Natural (DF) • MMPP: 4 x Wärtsilä 6L50DF • MMAA: 2 x Wärtsilä 6R32DF • Potencia total instalada 4 x 5 700 kW 2 x 2 100 kW 27 000 kW Datos y precios del combustible considerados (*) • Low sulphur (LS) HFO (380cSt) – 500 $/ton 13.1 $/mmbtu • MDO – 860 $/ton 23.0 $/mmbtu 470 $/ton 10.0 $/mmbtu • LNG – Valores de poder calorífico : HFO MDO LNG 1 mmbtu (*) datos de 2008 = 40 600 kJ/kg = 42 700 kJ/kg = 49 200 kJ/kg = 1,0551 * 109J - Diesel fuel prices March 2008, Rotterdam - LNG price estimated, - Note that LNG is not available at selected ports ¿Eficiencia energética con Gas? ¿Si el ciclo Diesel es más eficaz que el Otto en los coches por qué no va a serlo también aquí? Engine (Tier II) SFOC 46B, Tier II 176 g/kWh 46F 173 g/kWh 50DF, diesel 189 g/kWh 50DF, gas 7295 kJ/kWh ? Fuente: 46, 46F, 50DF Marine Product Guides ¿Como calculamos el consumo? El poder calorífico del HFO es 42700 kJ/kg por lo que Caso 1: 46C: 176 g / kWh * 42700 kJ / 1000 g = 176 * 42700 g kJ = 1000 g kWh 7515,2 kJ/kWh El motor tiene mejor rendimiento cuando consume LNG Engine (Tier II) SFOC 46C 7515 kJ/kWh 46F 7387 kJ/kWh 50DF, diesel 8070 kJ/kWh 50DF, gas 7295 kJ/kWh Eficiencia total del buque – Energía anual consumida 200 000 -5% 180 000 160 000 140 000 MWh 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 Ref DF Eficiencia total del buque – Coste anual de combustible 6 000 000 5 000 000 Annual fuel cost [] - 1 100 000 4 000 000 3 000 000 2 000 000 1 000 000 0 REF with LSHFO DF with LNG Nueva generación de buques - Ferry VIKING GRACE Propulsión basada en LNG Cortos períodos en puerto: carga/descarga Cuatro motores Wärtsilä 8L50DF (DE) Potencia instalada: 4x7600kW=30,400kW TECNOLOGÍA MOTORES DUAL-FUEL Desarrollo de motores a gas natural: Diesel vs Otto 2-TIEMPOS GAS 1987 1992 GAS-DIESEL (GD) 1995 DUAL FUEL (DF) SPARK-IGNITION GAS (SG) 2011 Seleccionar la tecnología más adecuada GAS-DIESEL (GD) * * NO cumple IMO Tier III Gas a alta presión GAS INJECTION ********* * *** *** GAS INJECTION ENCENDIDO A BUJIA (SG) Cumple IMO Tier III No puede usar combustible líquido No hay redundancia de combustible DUAL-FUEL (DF) **** * *** *** GAS INJECTION Cumple IMO Tier III Puede usar también combustible líquido Ciclo Otto o Diesel: efecto sobre la formación del NOX Gran diferencia de temperaturas Formación de NOx! Rudolph Diesel Nikolaus Otto Diesel, max temp. (motores GD) Otto, max temp. (motores DF, SG) La elección de Wartsila para la propulsión marina MOTOR DUAL-FUEL (DF) **** * *** *** GAS INJECTION 1 Cumple IMO Tier III 2 Flexibilidad con los combustible: GAS, MDO y HFO • El buque se puede desplazar a trabajar, o se puede vender, a zonas donde no haya gas natural disponible 3 NO necesita la instalación de gas a ALTA PRESIÓN imprescindible en el ciclo diesel Ventajas del Dual-Fuel frente a motores PURE GAS Los motores llamados PURE GAS tienen encendido a bujía: • REDUNDANCIA. Cambio de combustible sin interrupciones en potencia o velocidad. • Capacidad para operar en combustibles líquidos fuera de zonas ECA (incluso en HFO) • Se puede cambiar de ruta (flete) a un buque puesto que el suministro de gas no es problema. Puede funcionar con HFO. • SEGURIDAD. No hace falta un sistema PTI/”take me home” o duplicar los circuitos y sistemas de alimentación de gas. Ventajas del Dual-Fuel frente a motores de bujía (SG) ¡¡En un buque con motores PURE GAS (bujía) necesitaríamos un sistema PTI / take-me-home con generadores diesel!! Un buque ’de gas’ unicamente se puede hacer con seguridad empleando motores DF Motores DUAL-FUEL de VELOCIDAD MEDIA Características principales del motor Wärtsilä DF Válvula principal de gas (UNIC C3) Engine Control System Control de la Combustion Ajuste INDIVIDUAL de alimentación de gas e inyección en cada cilindro. Sensor de combustion en cada cilindro. Sensor Knocking En caso de knocking, solo Input: se ajusta el cilindro afectado. Power Speed Air / fuel ratio Etc. Sensor de Presión de Combustión del cilindro Vávula de Inyección Dual-fuel Ventana de operación Operating window Relación mezcla Aire / Fuel NOx emissions [ g / kW h ] Knocking Thermal efficiency [ % ] BMEP [ bar ] Misfiring Funcionamiento óptimo para todos y cada uno de los cilindros Modos de operación Modo Gas El paso a modo diesel es automatico e instantaneo en situaciones de alarma y sin pérdida de potencia ni velocidad. Modo Diesel 100 80 % Carga Se funciona en GAS en ciclo Otto con inyección piloto de MDO (1%). Se funciona en HFO o MDO con inyección piloto de MDO. El paso a gas es voluntario y se efectúa a una carga no superior al 80% sin pérdida de potencia ni velocidad. 0 Modo Diesel Modo Gas Paso de GAS a MDO al 100% de carga Speed Load Receiver pressure Gas pressure Pilot fuel pressure Diesel actuator Paso de MDO a GAS al 80% de carga Speed Gas pressure Load Receiver pressure Pilot fuel pressure Diesel actuator Portfolio de Motores Dual-Fuel para aplicaciones marinas 20DF 6L20DF 1.0 MW 8L20DF 34DF 9L20DF Aplicaciones 6L34DF Electricas & Mecánicas 9L34DF 12V34DF 16V34DF 20V34DF 50DF 6L50DF 8L50DF 9L50DF 12V50DF 16V50DF 18V50DF 0 17.55 MW 5 10 15 MOTORES LENTOS (2 tiempos) Motores de gas de 2-tiempos – selección de tecnología Requisitos del mercado para la selección de la tecnología de gas más adecuada: 1. Cumplir con los requisitos de emisiones de NOx del IMO Tier III • SIN post-tratamiento de los gases de escape 2. Empleo de gas a BAJA presión (< 10 bar) para evitar el uso de compresores o bombas criogénicas • CAPEX y OPEX más bajos • Mejor rendimiento 3. Capacidad de ser Dual Fuel • operar tanto en gas como en HFO Motores de gas de 2-tiempos – Gas Diesel GD (GI) Características: Motor 2-S ciclo diesel Necesita gas a 300 bar de presión Consumo de combustible piloto es el 5%. Solo puede ir a gas por encima de 10-15% de carga del motor Necesita de post-tratamiento de los gases de escape para cumplir IMO Tier III Necesita SCR/EGR para rebajar las emisiones de NOx en un 20% en “modo gas” y cumplir IMO Tier III Necesita Low sulphur fuel o scrubber para eliminar el SOx en zonas ECA Motores de gas de 2-tiempos – Gas Diesel GD (GI) Pros: • Tecnología muy conocida y veterana en Wärtsilä (4-S) • Tiene capacidad Dual-Fuel • No se compromete el modo diesel • Entrega la misma potencia en gas que en diesel Contras: • Necesita de un sistema de gas a alta presión con compresor o con una bomba criogénica • NO cumple con los niveles de NOx del IMO Tier III sin post-tratamiento de los gases de escape (SCR o Inyección Directa, difusion combustion EGR) Compatibilidad del GD con los requerimientos del mercado Gas Diesel 1. Cumple con los requsitos de NOx del IMO Tier III • SIN post-tratamiento de los gases de escape 2. Sistema de baja presión de gas (< 10 bar) evitando compresor o bomba criogénica • CAPEX y OPEX bajos • Mejor rendimento que diesel 3. Capacidad Dual Fuel • operacion tanto en gas como HFO Programa Wärtsilä de motores lentos Dual-Fuel • Se inició el programa en Febrero 2011 • Se informó del éxito de las primeras pruebas en Septiembre 2011 • Capacidad Dual Fuel – Cantidad de MDO Piloto al 100% carga es de ~1% – LNG – MDO – HFO • Se alimenta con gas a Baja Presión – Se trabaja con una presión de gas inferior a 10 bar en cualquier carga y condición – El sistema de almacenaje y tratamiento del gas no precisa de equipos separados para alimentar al motor • No necesitamos equipos secundarios para cumplir con los límites IMO Tier III Programa Wärtsilä de motores lentos Dual-Fuel ‘Pre-mixed lean-burn’ combustion Características: • El motor trabaja según el Ciclo Otto • Se inyecta el gas a media carrera. Con inyectar Gas a baja presión es suficiente (<10 bar) • Impacto inmediato en la reducción de nivel de NOX • Cumple IMO Tier III sin ningún tratamiento adicional de los gases de escape Scavenging Compression/ gas admission Ignition expansion Motores de gas de 2-tiempos –– LP Dual Fuel DF Pros: • Gas a baja presión (LP) <10 bar • IMO Tier III NOx compatible SIN post-tratamiento de gases de escape • Alto rendimiento (> diesel) • Tecnología de éxito comprobado en los motores de 4- tiempos de Wärtsilä Contras: • Tecnología no aplicada antes en 2-tiempos Combustion lean-burn de ‘Pre-mezcla’ Compatibilidad del DF con los requerimientos del mercado Dual Fuel 1. Cumple con los requsitos de NOx del IMO Tier III • SIN post-tratamiento de los gases de escape 2. Sistema de baja presión de gas (< 10 bar) evitando compresor o bomba criogénica • CAPEX y OPEX bajos • Mejor rendimento que diesel 3. Capacidad Dual Fuel • operacion tanto en gas como HFO Programa de motores Wärtsilä Dual-Fuel de dos tiempos SCR + Urea? Exhaust Gas Recirculation? HP pumps HP evaporators Expensive piping & installation ? 300 bar gas pressure onboard? Scrubber + Caustic soda? Motor de Test Wärtsilä RT-flex50 Motor de Test Wärtsilä RT-flex50 Dual-Fuel engines - References Power Plants Merchant Offshore Cruise and Ferry Navy DF Power Plant 51 installations 186 engines Online since1997 LNGC •108 vessels •429 engines PSVs/FPSOs •20 vessels •93 engines •Online from 1994 New orders: •Harvey Gulf; the first 4 LNG-PSV to be operated in the Gulf of Mexico! LNG ferries •1+1 vessels •4 engines per vessels •Complete gas train •2800 passengers •In service in 2013 Coastal Patrol •New in March Conversion •1 Chem. Tanker •2 engines conv. •Complete gas train •Complete design NEWS: 2xWärtsilä 6L20DF for Dutch Inland Water Way, Mechanical propulsion > 2000 engines > 7’000’000 running hours SOLUCIONES INTEGRALES LNGPac y SHIP DESIGN La solución a bordo debe ser completa e integral: LNGPac F Sin necesidad de bombas o partes móviles E D A C B A. Tanques de almacén D. MMAA Dual-Fuel B. Evaporadores (cold box) E. Equipo de toma de gas C. MP Dual-Fuel F. Automación & control Wärtsilä LNGPac - colocación a bordo Wärtsilä LNGPac - Container feeder Wärtsilä LNGPac - Offshore supply vessel Wärtsilä LNGPac - Buque de pasaje Wärtsilä Ship Design analiza el mejor encaje del LNGPac Wärtsilä LNGPac – Buque de pasaje SOLUCIONES PARA ZONAS ECA PROPULSION CON LNG Tomemos un buque y una ruta que entre en zonas ECA Zona ECA 24 hours port call 24 hours port call nm 505 320 nm ECA limit 24 hours port call 34 hours port call ¿Como cumplir con la reglamentación de emisiones hoy? FP propeller RT-flex Gensets DISTINTAS AlternativAs: 1. “HFO Convencional + MGO en ECA“ 2. “HFO Convencional + reducción de emisiones“ 3. Solo con LNG – (si es posible) 4. “Híbrido con LNG“ Propulsión híbrida Gensets: 2 x 6L34DF + 2 x 9L34DF Total 13’050 kW La maquinaria esta pensada para operar parcialmente en HFO y parcialmente en LNG Fuera de la zona ECA, el MP entrega la potencia para la propulsión y genera 3000 kW con el alternador de cola. Fuera de la zona ECA, los MMAA de tipo dual (DF) pueden consumir HFO. Frequency control Al entrar en la zona ECA se podría desconectar el MP. Se pasan los MMAA a funcionar con LNG y entregan la potencia suficiente tanto para la propulsión como para la carga de hotel No se necesitaría SCR o Scrubber para cumplir con la reglamentación. FP propeller Shaft motor 6000kWe Propeller shaft clutch 10RT-flex96C-B MCR = 57’200 kW ; 102 rpm Convencional vs Híbrido VENTAJAS DEL HIbridO: DESVENTAJAS DEL HIbridO: 1. No requiere tratamiento de gases de escape: • No Scrubber • No SCR • No soda caustica / urea • No almacenaje adicional de residuos • Ahorro en espacio y peso • Menor inversión 1. Reducción de la velocidad de navegación en zona ECA 2. Flexibilidad parcial de selección de combustible 3. Beneficios intrínsecos del LNG en cuanto a emisiones. 2. Necesidad de toma de LNG 3. Inversión mayor (DF Aux + Clutch + PTO/ PTI + LNGPac) 4. Posible pérdida de espacio de carga: a evaluar en cada caso. CONVERSIÓN de MOTORES PARA GAS NATURAL m/v BIT VIKING 25,000dwt PRODUCT TANKER “Bit Viking” Empresa Armadora: Bandera: Tipo de barco: Año de construcción: Astillero: Eslora x Manga: Desplazamiento: IMO: Tarbit Shipping AB Suecia Oil/chemical tanker 2007 Shanghai Edward Shipbuilding Co. Ltd. 176 m X 25 m 24783 t 9309239 Decisión estratégica de las autoridades noruegas “Næringslivets Hovedorganisasjon” (Confederación de Comercio e Industria de Noruega) Urea CH4N2O Las ayudas para soluciones con SCR van a disminuir o desparecer. ＋233 % ＋225 % PARA NUEVAS CONSTRUCCIONES PARA CONVERSIONES Las ayudas al uso de LNG se incrementarán hasta los 350 NOK/kg NOx desde 150 NOK. El nuevo tope será del 80% de costes adicionales (antes 75%) Las ayudas a las conversiones de motores para el uso de LNG pasarán de 100 NOK a 225 NOK/kg NOx. El tope de ayudas también pasa del 75% al 80% Conversiones – reto tecnológico La tecnología para diseñar, construir y operar buques propulsados por motores de gas tiene ya más de una década de antigüedad, y más de medio siglo si hablamos de buques metaneros La conversión de un buque para operar en GNL esta catalogada como Conversión Mayor y requiere considerables actividades de ingeniería. Uno de los aspectos más importantes es la localización de los tanques, de modo que el sistema de combustible de GNL sea tan seguro como sea posible. La instalación de nuevas tuberías, y en especial las tuberías de GNL, a bordo de un buque existente es difícil, y si es posible se debe minimizar 25,000dwt PRODUCT TANKER “Bit Viking” • Los trabajos de diseño e ingeniería de trabajo se iniciaron en el verano de 2010 • El buque fue programado para estar fuera de servicio durante un mes y medio, tiempo durante el cual, además de la propia conversión, se iban a realizar también los trabajos programados de mantenimiento y reparación • Se realizó un análisis específico de la seguridad del proyecto para el almacenamiento de gas y sistema de suministro conjuntamente con la sociedad de clasificación Germanisher Lloyd, empleando el método FMEA (Failure Mode and Effect Analysis method) Alcance de la conversión ALCANCE DE SUMINISTRO: Diseño e ingeniería Conversión del motor Tanques LNGPac (2 x 500m3) Unidades de suministro de gas Medidor de par para medición de potencia Sistema de bunkering Tubería de gas (simple y doble pared) Sistema de exhaustación Actualización del sistema de lucha contra incendios Sistema de detección de gas Sistemas de control ALCANCE ADICIONAL Medición de NOx en pruebas de mar Formación del personal en el LNGPac Diseño e Ingeniería • La colocación de los equipos principales era un punto de partida lógico, y la ubicación de los tanques y estaciones de toma de combustible se decidió en una fase temprana del proyecto y se hizo conjuntamente con el cliente • La ubicación de la estación de bunkering fue un compromiso entre el espacio disponible, las limitaciones técnicas de los posibles proveedores de GNL, y la legislación medioambiental Localización de equipos Es fundamental que el proveedor del tanque y los proyectistas del buques trabajen en estrecha comunicación desde el principio Localización de equipos La zona alrededor de las bridas de conexión durante el bunkering de gas se convierte en una zona peligrosa y de riesgo potencial, y debe ser tenida en cuenta a la hora de colocar la estación de bunkering Localización de equipos GNL tanks Localización de equipos GNL pipes Water/Glycol GNL tanks Cold Box Localización de equipos Ventilation GNL GVU Localización de equipos GVU GVU Conversión del motor en DF Conversiones de motores para consumir gas Las conversiones de motor se han llevado a cabo en más de 40 motores diesel de plantas de generación en tierra así como también en una instalación marina, el Bit Viking Al convertir el motor, todos los componentes excepto el bloque del motor y el cigüeñal se sustituyen por nuevos componentes El bloque del motor también se mecaniza para crear un alojamiento mayor para las camisas de los motores DF Es posible convertir todos los motores W32, Vaasa 32 y W46 en motores DF Nuestro siguiente paso: motores de 2 tiempos Conversión de motores principales ANTES 2 x W6L46B 5850 kW each CPP PTO 1500 kW WÄRTSILÄ 8L20 1200 kW CPP WÄRTSILÄ 8L20 1200 kW PTO 1500 kW DESPUES 2 x W6L50DF 5700 kW each Conversión del motor en DF – piezas a sustituir Cylinder heads Cylinder liner & antipolishing ring Pistons & piston rings Connecting rods (upper part) Dualneedle injection valve Turbocharge rs modified for DF operation Camshaft pieces for DF Millervalve timing UNIC control system Conversión del motor en DF – componentes a añadir Exhaust gas waste gate Gas admission valves Gas rail pipe Pilot-fuel system: - Pilot-fuel oil filter - Common rail piping - Pilot-fuel oil pump Instalación del medidor de par para propulsión mecánica (DF) Gas Valve Unit 50DF unidad de la válvula de gas orientado horizontalmente Producción y transporte de los tanques del GNLPac Los tanques de almacenamiento de combustible y las estaciones de toma de combustible fueron prefabricadas y probados antes de ser entregado al patio y se instalan en la nave Producción y transporte de los tanques del GNLPac Instalación a bordo del GNLPac Instalación a bordo del GNLPac Tanks Tank room Bunkering stations Vent masts Drip trays Tuberías de pared simple en cubierta exterior 1. Tubería de pared simple, aislamiento térmico, instalado en la cubierta de intemperie 2. El trabajo finalizó con protección contra daños Tuberías de pared doble TUBERIA DE PARED DOBLE TUBERIA DE PARED SIMPLE El espacio anular equipado con ventilación mecánica bajo presión (capacidad de por lo menos 30 cambios de aire por hora). Pipe en cubierta al aire con aislamiento térmico Inner pipe Outer pipe Un proyecto con ‘muchos primeros’ First Dual-Fuel engine marine conversion First Dual-Fuel engine in Mechanical drive application First Gas Valve Unit in enclosure First LNGPac delivered by Wärtsilä First Dual-Fuel “single main engine” approval LNG GNLPac LNG GNLPac ¡Hoy! BIT VIKING Experiencia en operación Primer bunkering de GNL del ‘Bit Viking’ • El buque fue trasladado a Risavika en Noruega para la finalización de las pruebas del sistema instalado, enfriar los tanques de almacenamiento de GNL, realizar la primera toma de combustible de GNL, y para llevar a cabo las pruebas con gas • Después de la exitosa conversión del motor de diesel a funcionamiento a gas y de las pruebas en el muelle, se procedió al bunkering en la terminal Risavika GNL a una velocidad de 430m3/h • Tras esta primera toma de combustible, el buque fue entregado a los propietarios y comenzó la operación comercial regular Primer bunkering de GNL del ‘Bit Viking’ 20.10.2011 Propulsión mecánica DF – Experiencia en operación Date 1.12.2011 Time 22:15 Vessel speed 14,3 knots Latitude N 57°58‘ Longitude E 6°4' Heading 100° Wind speed 10,5 m/s Wind direction 290° Wave height (avg.) 4-5 m Draught 8m NORWAY Measur emen location ts Waves direction 290° Propulsión mecánica DF – Experiencia en operación • El buque puede funcionar de forma continuada en modo gas • El funcionamiento del motor nunca ha sido una limitación para la operación del buque • Se producen cambios de carga constantes debido al estado del mar en aguas de Noruega • Se dan variaciones de carga entre 37% y 83% MCR en 8 segundos • La carga media es de 65% MCR con un 79% de paso de la hélice • Se han llegado a dar velocidades máximas de viento de 25 m/s Propulsión mecánica DF – Experiencia en operación 85% 83% 514 rpm 486 37% rpm 8s Propulsión mecánica DF – Experiencia en operación • Se ha conseguido una disponibilidad de operación comercial a gas superior al 99% del tiempo de funcionamiento • En febrero de 2012 ya se habían alcanzado más de 3.000 horas de funcionamiento en modo gas: 1555 hrs en el motor de babor y 1516 hrs en el de estribor • Se procede a hacer bunkering de GNL cada dos semanas, más o menos • Se ha convertido en un referente al conseguir una velocidad de bunkering de 430 m3/h RETOS DE FUTURO BUNKERING El huevo y la gallina... “No voy a construir buques que funcionen empleando gas natural como combustible porque no hay infraestructuras de suministro de LNG” “No voy a construir infraestructuras para suministro de LNG porque no hay buques que quemen gas natural” INFRAESTRUCTURAS DE SUMINISTRO DE LNG La logística del LNG es la clave para la introducción del LNG como combustible marino LNG Terminal Bunker de LNG LNG Container feeder LNG Ferry LNG Ro-Lo LNG Remolcador Infrastructura de LNG en Europa Infrastructura de LNG en Europa Proximas areas de bunkering • Rotterdam Gateway 2011 • Stockholm 2012 • Oxelösund 2012 • Gothenburg 2013 • Lithuania 2013 • Wilhelmshaven 2014 • Swinoujscie 2014 • Estonia 2014 Sumistradores de Gas en Noruega /Suecia Gasnor, Norgas / IM Skaugen, Nordic LNG Megalog (Marine Gas Fuel Logistic) Megalog es un proyecto de la UE con el propósito de desarrollar el LNG como combustible para las zonas del Mar del Norte y Mar Báltico Bunkering de LNG en camiones - los inicios Bunkering de LNG en camiones Almacenamiento de LNG en puertos Pequeñas terminales portuarias de LNG Barcaza para bunkering de LNG Barcaza para bunkering de LNG Conclusiones • La tecnología para el uso del GNL como combustible esta disponible sin ninguna duda • Se puede conseguir velocidades elevadas de bunkering de GNL a pesar de que ni el barco, antes de la conversión, ni el terminal estuviera destinado originalmente para llevar a cabo el abastecimiento de GNL • La estrecha cooperación con los diseñadores, armador, operadores, autoridades de bandera y portuarias y sociedades de clasificación es fundamental para alcanzar la seguridad técnica y requisitos operativos exigidos ¡El gas natural es una alternativa competitiva real!