استخدام الوقود البديل على متن السفن. الجوانب البيئية لاستخدام الوقود البديل في السفن البحرية والنهرية. القوة العضلية للإنسان

© تيشينسكايا يو.في، 2014

وتتحدد أهمية هذا الموضوع من خلال حقيقة أن السفينة تحتاج إلى كمية كبيرة من الوقود لتشغيلها، الأمر الذي له تأثير ضار على البيئة، نظرا لضخامة سفن الشحنيطلق سنويا ملايين الأمتار المكعبة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يسبب ضررا هائلا للغلاف الجوي ويسرع من ذوبان الأنهار الجليدية في القطبين. كما أنه بسبب عدم استقرار أسعار المنتجات البترولية ومحدودية الاحتياطيات من هذه المعادن، يبحث المهندسون باستمرار عن أنواع الوقود ومصادر الطاقة البديلة.

الشحن العالمي هو مصدر رئيسي للتلوث البيئي، كما تجارة عالميةيتطلب كمية كبيرةاستهلاك النفط والمواد القابلة للاحتراق الأخرى السفن البحرية، ولكن مع إيلاء المزيد من الاهتمام للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، أصبح من الواضح أن الوقت قد حان لإجراء تغييرات على المحركات أو العثور على بديل تمامًا.

حاليًا، في دولة واحدة فقط، يمكن أن يصل استهلاك وقود السيارات المنتج من النفط إلى مئات الملايين من الأطنان. وفي الوقت نفسه، يعد النقل البري والبحري من المستهلكين الرئيسيين للمنتجات البترولية وسيظل المستهلك الرئيسي لوقود السيارات خلال الفترة حتى 2040-2050.

كما أن الدافع الكبير لتطوير هذه القضية هو أنه وفقًا لمتطلبات الاتفاقية الدولية لمنع التلوث الناجم عن السفن، هناك تشديد منهجي للمتطلبات المتعلقة بمحتوى أكاسيد الكبريت والنيتروجين و الكربون، وكذلك الجسيمات في الانبعاثات الصادرة عن السفن البحرية. تسبب هذه المواد أضرارًا جسيمة للبيئة وهي غريبة على أي جزء من المحيط الحيوي.

يتم طرح المتطلبات الأكثر صرامة لمناطق التحكم في الانبعاثات (ECAs). يسمى:

· بحر البلطيق وبحر الشمال

· المياه الساحلية للولايات المتحدة الأمريكية وكندا

· البحر الكاريبي

· البحرالابيض المتوسط

· سواحل اليابان

· مضيق ملقا، الخ.

هكذا، التغييرات في معايير انبعاثات أكسيد الكبريت من السفن البحرية في عام 2012 هي 0٪ و 3.5٪ في المناطق الخاصة وفي جميع أنحاء العالم، على التوالي. وبحلول عام 2020، سوف تبلغ معايير انبعاثات أكسيد الكبريت من السفن البحرية في هذه المناطق صفر% على نحو مماثل، وستنخفض هذه النسبة في جميع أنحاء العالم بالفعل إلى 0.5%. وهذا يعني الحاجة إلى حل مشكلة تقليل الانبعاثات الكيميائية للمواد الضارة في الغلاف الجوي من محطات توليد الطاقة على متن السفن والبحث عن أنواع جديدة أكثر "صديقة" من الوقود أو الطاقة لاستخدامها على متن السفن.

لحل هذه القضايا، يقترح تقديم الابتكارات في اتجاهين مختلفين:

1) استخدام أنواع وقود جديدة وأكثر صداقة للبيئة واقتصادية عند تشغيل السفن؛

2) الامتناع عن استخدام وقودنا المعتاد لصالح استخدام طاقة الشمس والماء والرياح.

دعونا نفكر في الطريقة الأولى. الأنواع الرئيسية للوقود البديل هي كما يلي:

وقود الديزل الحيوي هو وقود عضوي يتم إنتاجه من محاصيل البذور الزيتية.

سعر وقود الديزل الحيوي ذو العلامة التجارية أعلى بحوالي مرتين من سعر وقود الديزل الحيوي العادي ديزل. أظهرت الدراسات التي أجريت عام 2001/2002 في الولايات المتحدة الأمريكية أنه عندما يحتوي الوقود على 20% وقود الديزل الحيوي، فإن محتوى المواد الضارة في غازات العادم يزيد بنسبة 11%، وأن استخدام وقود الديزل الحيوي النقي فقط يقلل الانبعاثات بنسبة 50%؛

الكحولات هي مركبات عضوية تحتوي على مجموعة هيدروكسيل واحدة أو أكثر مرتبطة مباشرة بذرة الكربون. الكحوليات محظورة كوقود منخفض نقطة الوميض؛

الهيدروجين هو النوع الوحيد من الوقود الذي لا يكون ناتج احتراقه ثاني أكسيد الكربون؛

يتم استخدامه في محركات الاحتراق الداخلي بشكل نقي أو كمادة مضافة للوقود السائل. خطر تخزينه على متن السفينة و معدة باهظة الثمنمصنوعة لاستخدام مماثل هذا النوعلا يوجد وقود على الاطلاق ليست واعدةللسفن

يتم إنتاج مستحلب الوقود المائي على متن السفينة في منشأة خاصة - وهذا يوفر الوقود، ويقلل من انبعاثات أكسيد النيتروجين (ما يصل إلى 30٪ اعتمادًا على محتوى الماء في المستحلب)، ولكن ليس له تأثير كبير على انبعاثات أكسيد الكبريت؛

تتيح الغازات القابلة للاحتراق المسالة والمضغوطة القضاء التام على انبعاثات الكبريت والجسيمات في الغلاف الجوي، وتقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين بشكل جذري بنسبة 80٪، وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير بنسبة 30٪.

هكذايمكن القول أن النوع الجديد الوحيد من الوقود الذي يؤثر استخدامه بشكل كبير على الأداء البيئي لمحركات السفن هو غاز طبيعي.

دعنا ننتقل إلى النظر في الطريقة الثانية. تعتبر الرياح والشمس من أكثر مصادر الطاقة شيوعًا على الأرض. تقدم العديد من المنظمات جميع أنواع المشاريع لتنفيذها الحياة اليومية.

في الممارسة الدولية، هناك بالفعل العديد من المشاريع المنفذة وغير المنفذة بعد للسفن التي تستخدم طاقة الرياح والطاقة الشمسية في ملاحتها.

سعياً لتقليل استهلاك الوقود على السرعات العالية السفن التجاريةفي محيطات العالم، قامت مجموعة من جامعة طوكيو بتطوير مشروع "وايلد تشالنجر".

وباستخدام أشرعة عملاقة قابلة للسحب يبلغ ارتفاعها 50 مترًا وعرضها 20 مترًا، يمكن تقليل استهلاك الوقود السنوي بنسبة 30 بالمائة تقريبًا. لتحقيق أقصى قدر من الدفع، يتم التحكم في الأشرعة بشكل فردي وكل شراع تلسكوبي بخمس طبقات، مما يسمح بتخزينه عندما يصبح الطقس غير مناسب. الأشرعة مجوفة ومنحنية، ومصنوعة من الألومنيوم أو البلاستيك المقوى، مما يجعلها أشبه بالأجنحة. وقد أظهرت عمليات المحاكاة الحاسوبية، وكذلك اختبارات نفق الرياح، أن هذا المفهوم يمكن أن يعمل حتى في الرياح المعاكسة. وبالتالي، فإن مشروع "Wind Challenger" يمكن أن يصبح حقًا تطويرًا لسفن الجيل القادم الموفرة للوقود.

قامت شركة “ايكو مارين باور” بتطوير مشروع “ برج الدلو"، وهو ما يعني "الدلو". ومن السمات الخاصة لهذا المشروع استخدام الألواح الشمسية كشراع.

حتى أنهم تلقوا مثل هذه الأشرعة الاسم الصحيح"الشراع الصعب" سوف يصبحون جزءا مشروع كبيرمما سيسمح للسفن البحرية باستخدام مصادر الطاقة البديلة بسهولة أثناء وجودها في البحر وفي الطريق وفي الميناء. ستقوم كل لوحة شراعية بتغيير موضعها تلقائيًا باستخدام التحكم بالكمبيوترالذي يجري تطويره شركة يابانية « كي إي آي سيستيم بي تي واي المحدودة" يمكن أيضًا إزالة الألواح أثناء الظروف الجوية السيئة.

آخر الإنجازات في هذا المجال تكنولوجيا الطاقة الشمسيةيعني أنه من الممكن الآن استخدام مزيج من الألواح الشمسية والأشرعة، وهي حقيقة تضع هذا المشروع في طليعة تطوير بناء السفن الحديثة.

نظام " برج الدلو» تم تصميمه بطريقة لا تتطلب الكثير من الاهتمام من طاقم السفينة كما أنه سهل التركيب نسبيًا. يتم إعادة تدوير المواد التي يُصنع منها الشراع الصلب ومكونات النظام الأخرى.

نظام " برج الدلو» ستصبح جذابة للاستثمار من قبل شركات الشحن ومشغلي السفن بسبب الاسترداد السريعمشروع

يمكننا أن نستنتج أن كلتا الطريقتين مصممتان لحل نفس المشكلات. إن تنفيذ هذه المشاريع له تأثير كبير على الشحن العالمي، مما يساهم في تقليل التلوث البيئي بشكل كبير وتقليل تكاليف الوقود والصيانة. ما يجب اختياره هو عمل الجميع. أسهل طريقة للتنفيذ هي استخدام الوقود الاقتصادي، حيث أن هذه التكنولوجيا لا تتطلب استبدالًا كاملاً للأسطول، ولكن يمكن استخدامها على السفن الموجودة، ولكنها لا تزال تحافظ على مستوى معين من تكاليف الوقود وانبعاثات المواد الضارة في الغلاف الجوي . إن اختيار بناء السفن التي تستخدم مصادر الطاقة البديلة في عملها، من ناحية، يتطلب استبدالًا كاملاً للأسطول، ولكن من ناحية أخرى، يلغي تكاليف الوقود ويقلل بشكل كبير من أنواع مختلفة من التلوث البيئي.

الأدب

1. سوكيركين ف.أ. القانون البحري الدولي: كتاب مدرسي / Sokirkin V.A.،

شيتاريف ضد. – م: العلاقات الدولية، 2009. – 384 ص.

2. شوربياك ف.ك. طلب أنواع بديلةالطاقة والبديلة

الوقود على السفن البحرية [المورد الإلكتروني]. - وضع الوصول إلى الوثيقة:

http://www.korabel.ru/filemanager

3. سفن المستقبل [ الموارد الإلكترونية]. – وضع الوصول إلى الوثيقة:

http://korabley.net/news/korabli_budushhego/2010-04-05-526

4. السفن الاقتصادية ممكنة [مورد إلكتروني]. - وضع وصول

الوثيقة: http://korabley.net/news/ehkonomichnye_suda_vozmozhny/2014-01-06-

5. يمكن لنظام الدلو البديل تغيير الشحن

[المصدر الإلكتروني]. - وضع الوصول إلى الوثيقة: http://shipwiki.ru/sovremennye_korabli/na_ostrie_progressa/alternativnaya_sistema_emp_aquarius.html

بعد مرور 100 عام على التخلي عن المراكب الشراعية تمامًا، يتجه صانعو السفن إلى طاقة الرياح مرة أخرى في محاولة لخفض تكاليف الوقود.
فيما يلي بعض مشاريع سفن النقل التي تستخدم مصادر بديلة لتسليم البضائع.

Eco Marine Power - تعمل الألواح الشمسية مثل الأشرعة

قررت الشركة اليابانية Eco Marine Power (EMP) إنشاء سفينة شراعية وسفينة عالية التقنية في نفس الوقت، لتحل محل الأشرعة التقليدية بأشرعة .

EMP هي شركة مبتكرة تطبق تقنيات جديدة في تصميم وبناء السفن البحرية. وقد وضع المهندسون والباحثون في الشركة لأنفسهم هدف تطوير محركات أكثر صداقة للبيئة للنقل البحري والنهري، وذلك من أجل تقليل مصادر الطاقة التقليدية والأضرار التي يسببها استخدامها للبيئة.

وبدلاً من الأشرعة التقليدية، استخدموا أشرعة قابلة للتوجيه الألواح الشمسية. أولاً، ستسمح مساحتها الكبيرة ووجود آلية دوارة يمكن التحكم فيها باستخدام الألواح كأشرعة عادية. وثانياً، سيتم استخدام الطاقة الكهربائية المتراكمة خلال الرحلة لتشغيل المحركات عند مناورة السفينة في الميناء.

يتيح لك النظام الدوار لكل لوحة شمسية وضعها بشكل مثالي في مهب الريح أو إزالتها بالكامل في الأحوال الجوية السيئة. عند طي الألواح الشمسية أفقيًا، ستظل أسطحها النشطة تواجه ضوء الشمس وستقوم أيضًا بشحن البطاريات الموجودة على متنها.

يدعي ممثلو EMP أن صلابة وموثوقية تصميم أشرعتهم عالية التقنية يمكن أن تتحمل حتى العواصف القوية جدًا في البحر، وبالتالي ستبقى السفينة طافية على قدميها وتتحرك في المسار المعتمد حتى عندما لا تتمكن السفن الشراعية التقليدية من ذلك. وبالإضافة إلى ذلك، تتطلب الأشرعة الجديدة الحد الأدنى من الصيانة.
حسب مهندسو EMP أن تجهيز سفينة تقليدية بمثل هذه الأشرعة الفريدة سيقلل من استهلاك الوقود بنسبة 20٪، وإذا كانت السفينة مجهزة أيضًا بمحركات كهربائية إضافية، فسيتم تقليل الاستهلاك بمقدار النصف تقريبًا - بحوالي 40٪.

مشروع سفينة وقود الغاز

موسكو 2011 .

فناني الأداء:

مصمم رئيسي (مواليد 1984)

مهندس تصميم (مواليد 1984)

فني تصميم (مواليد 1989)

قائد الموضوع:

مدير المركز العلمي والإنتاجي "Rechport" مساعد. أ.ك، تاتارينكوف

مقال

يحتوي التقرير على 13 صفحة نصية، جدول واحد، 5 أشكال، مصدر واحد

تصميم وبناء وإعادة تجهيز محطة الطاقة لمشروع السفينة P51، الغاز الطبيعي المضغوط والمسال (الميثان).

الهدف من التطوير: سفن الملاحة الداخلية بالوقود البديل، أي إمكانية استخدام خيارين للوقود الغازي على السفن: الغاز الطبيعي المضغوط أو الغاز الطبيعي المسال.

الغرض من العمل: الاستخدام المحتمل للوقود الغازي للجيل الجديد من السفن النهرية.

النتيجة التي تم الحصول عليها: احتمال استخدام محطة طاقة بحرية (SPP) تعمل بالوقود الغازي على السفن النهرية يُعطى، على وجه الخصوص، قرارًا أساسيًا بشأن التخطيط معدات الغازعلى السفن من الفئة "P" للمشروع P51.

ارتفاع تكلفة وقود الديزل يجبر أصحاب السفن على حل مسألة إيجاد أنواع بديلة من الوقود وتحويل بعض مجموعات السفن إليها.

نظرًا لاتجاه موسكو لتصبح مدينة صديقة للبيئة، لا توجد كتل هوائية كبيرة في مركز النقل في موسكو لتفريق الانبعاثات الضارة. وفي هذا الصدد، ومن أجل زيادة القدرة التنافسية للنقل المائي مقارنة بوسائل النقل الأخرى، لا بد من تحديد أولويةالمرتبطة بانخفاض سمية غاز العادم.

ومن هذه المجالات تحويل محطات توليد الكهرباء بالسفن لتعمل من وقود الديزل إلى الغاز. وفي الوقت نفسه لا بد من تسليط الضوء على إمكانية استخدام نوعين من الوقود الغازي على متن السفن: الغاز الطبيعي المضغوط أو الغاز الطبيعي المسال.

ويقترح المشروع تحويل سفن الملاحة الداخلية الحالية إلى وقود الغاز، وكذلك بناء سفن جديدة تستخدم وقود الغاز.

تم إجراء دراسة فنية واقتصادية لكفاءة استخدام الغاز الطبيعي المسال والمضغوط على السفن النهرية لحوض موسكو المائي في VNIIGaz وفي قسم محطات طاقة السفن التابعة لأكاديمية موسكو الحكومية للنقل المائي [تقرير عن العمل البحثي حول الموضوع السادس/810. M.، MGAVT، 1997. إعادة تجهيز محطة توليد الكهرباء للسفن النهرية لخطوط المدينة في منطقة موسكو (على سبيل المثال السفينة البخارية لمشروع R-51 "موسكو") للعمل على الغاز الطبيعي المضغوط] والتي أظهرت جدوى استخدام الغاز على سفن الأسطول النهري.

في عام 1998، قامت أكاديمية موسكو الحكومية للنقل المائي بإعادة تجهيز محطة توليد الكهرباء لسفينة الركاب "Uchebny-2" من المشروع R51E (نوع موسكو) لتعمل بالغاز المضغوط. تم تنفيذ إعادة التجهيز وفقًا لمشروع مركز بناء السفن الذي تم تطويره فيما يتعلق بسفن المشروعين P35 (نيفا) وP51 (موسكو).

وقد أظهرت الدراسات التجريبية مباشرة فائدة اقتصاديةمن استخدام الغاز. وفي الوقت نفسه، تم تحديد أنه من الضروري تركيب أجهزة استشعار إنذار إضافية من شأنها أن تخطر عن تسرب الغاز، وفي حالة وجود تسرب، ترسل إشارة لتبديل النظام تلقائيًا للعمل بوقود الديزل.

رغم الكثير الجوانب الإيجابيةاستخدام الغاز المضغوط والمسال، تجدر الإشارة إلى العيب الرئيسي لهذه الأنظمة. بادئ ذي بدء، هذا هو فقدان المساحة المفيدة على سطح المنتزه (على متن السفينة M/V "Uchebny-2"

وتم تركيب 32 أسطوانة غاز مضغوط حجم كل منها 50 لتراً) للسفن العاملة بالغاز المضغوط، مما يدل على ميزة الغاز المسال. العيب القادمهو عدم وجود متطلبات قواعد تسجيل النهر الروسي للسفن التي لديها منشآت من النوع المذكور أعلاه، وبالطبع العامل المحدد الرئيسي هو عدم وجود شبكة من محطات تعبئة الغاز. وإذا ل النقل على الطرقوهذه الشبكة تتطور، أما بالنسبة للنقل المائي الذي يتميز بوجود سعات كبيرة وطول خطوط النقل، فإن هذا الموضوع يظل قائماً.

ما ورد أعلاه، بطبيعة الحال، سوف يتطلب استثمارا رأسماليا، ولكن سيكون من الممكن تحقيق:

1. تحسين الوضع البيئي في المناطق المائية من خلال تقليل الانبعاثات السامة وعتامة غازات العادم الصادرة عن محركات الديزل البحرية بنسبة 50%.

2. تخفيض تكاليف الوقود بنسبة 20-30%.

وفي هذا الصدد، فإن تحويل السفن إلى الغاز لا يتيح فوائد اقتصادية فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى تحسين الوضع البيئي (المجال الجوي النظيف).

على سفن النقل، الأكثر جدوى هو استخدام الغاز المسال، وهو ما تمليه الطاقة العالية لمحطات الطاقة وطول الخطوط (يتطلب الأمر كميات كبيرة من احتياطيات الغاز مع الحد الأدنى من فقدان المساحة المفيدة في الطوابق العليا ). وفي هذا الصدد، ستكون هناك حاجة إلى ناقلات الغاز للمناطق النائية. لذلك، يجب أن تكون الفكرة الرئيسية هي إنشاء أنواع من الأوعية تتناسب مع الخصائص الخطرة للمنتجات، حيث أن كل منتج قد يكون له خاصية خطرة واحدة أو أكثر، بما في ذلك القابلية للاشتعال والسمية والتآكل والتفاعلية. عند نقل الغازات المسالة (المنتج مبرد أو تحت الضغط)، قد تنشأ مخاطر إضافية.

قد تؤدي الاصطدامات الخطيرة أو عمليات التأريض إلى تلف خزان الحمولة، مما يؤدي إلى إطلاق المنتج بشكل لا يمكن التحكم فيه. قد يؤدي مثل هذا التسرب إلى تبخر المنتج وتشتته، وفي بعض الحالات، حدوث كسر هش في هيكل ناقلة الغاز. ولذلك فإن مثل هذا الخطر، بقدر ما هو ممكن عمليا، على أساس المعرفة الحديثة و التقدم العلمي والتكنولوجييجب تخفيضها إلى الحد الأدنى. يجب أن تنعكس هذه القضايا أولاً وقبل كل شيء في قواعد السجل النهري الروسي. في الوقت نفسه، يجب أن تستند متطلبات ناقلات الغاز، وربما ناقلات المواد الكيميائية إلى مبادئ موثوقة لبناء السفن وهندسة السفن وعلى فهم حديث للخصائص الخطرة لمختلف المنتجات، لأن تكنولوجيا تصميم ناقلات الغاز ليست فقط معقدة، ولكنها أيضًا تتطور بسرعة، وفي هذا الصدد، لا يمكن أن تظل المتطلبات دون تغيير.

فيما يتعلق بما سبق، اليوم مسألة الخلق الإطار التنظيميبالنسبة للسفن العاملة بالوقود الغازي والسفن الناقلة له.

بناءً على ما سبق، يمكننا أن نستنتج أنه مع زيادة أخرى في العالم، ونتيجة لذلك، أسعار وقود الديزل الروسية، يضطر أصحاب السفن إلى البحث عن طرق بديلة لحل المشكلة، أحدها هو استخدام الغاز. ومع ذلك، لا يُنصح باستخدام الوقود الغازي (الغاز الطبيعي المضغوط أو المسال) على السفن النهرية إلا في حالة وجود شبكة متطورة من محطات الوقود.

في الظروف الحديثةبناء محطات تعبئة الغاز الصناعي هو هدر الأموال العامةومن المستحيل إيجاد مصادر تمويل أخرى لمثل هذه الأشياء. ولذلك فإن البناء داخل المدينة وعدد كبير المستوطناتمحطات تعبئة الغاز، والتي سيتم استخدامها ليس فقط لتزويد السفن بالوقود، ولكن أيضًا لتزويد المركبات بالوقود. لتمكين السفن من التزود بالوقود في المناطق النائية، من الممكن استخدام ناقلات الغاز، والتي ينصح بالبناء في المؤسسات الصناعية. في هذه الحالة، إمكانية بناء مثل هذه المرافق بالإضافة إلى وكالات الحكومةقد تكون منظمات مثل غازبروم وصندوق البيئة وحكومة موسكو وعدد من الشركات الأخرى مهتمة.

تنتج الصناعة (على سبيل المثال، ENERGOGAZTECHNOLOGY LLC، وما إلى ذلك) محركات غاز مكبسية مع اشتعال شرارة ومنتجات تعتمد عليها: الوحدات الكهربائية ومحطات الطاقة ومولدات المحركات (مولدات الغاز) وما إلى ذلك. جميع محركات الغاز ذات تكوين الخليط الخارجي.

رسم تخطيطي ومعدات لتشغيل محطة توليد كهرباء السفن باستخدام وقود الغاز.

يتم تحضير غاز الوقود للاحتراق في خط الغاز (الشكل 1). بعد ذلك، يدخل غاز الوقود بضغط يساوي الضغط الجوي إلى الخلاط (الشكل 2)، حيث يتم خلطه مع الهواء بالنسب المطلوبة. يتم تنفيذ جرعة خليط الهواء والغاز الداخل إلى المحرك بواسطة صمام خانق (الشكل 3) بمحرك كهربائي.

يتم التحكم في سرعة الدوران وتوليد الشرارة عن طريق نظام التحكم في محرك الغاز. هذا النظاميقوم بوظائف نظام التحذير في حالات الطوارئ لمحرك الغاز، ويفتح ويغلق صمام الوقود الكهرومغناطيسي في الوقت المناسب عند بدء تشغيل المحرك وإيقافه.

https://pandia.ru/text/78/182/images/image004_123.jpg" alt="C:\Documents and Settings\Tatarenkov AK\Desktop\energogaz\mixer.jpg" width="514" height="468">!}

أرز. 2 خلاط

الشكل 3 صمام الخانق

أكملت شركة SPC "Rechport" عددًا من الدراسات الأولية لإعادة تجهيز م/ف "Moskva" pr.51 من حيث موقع أسطوانات الغاز (أبعاد الأسطوانة الواحدة: الطول - 2000 ملم، Ø 401 ملم). ، المجلد 250 لترًا)، وترد أدناه تحويلات مؤشرات الأداء المقارنة في الجدول 1، وتظهر المخططات التخطيطية (الخيارات) في الشكل 4.

تتطلب عملية إعادة التجهيز هذه تعزيزًا إضافيًا من حيث ضمان قوة هيكل الخيمة. يظهر التصميم الأولي للتعزيز في الشكل. 5.

الجدول 1

الأبعاد الرئيسية للبدن، م: الطول – 36; العرض – 5.3; الارتفاع الجانبي - 1.7	المسلسل م/ف "موسكفا" بمحرك ديزل		م/ف "موسكفا" مزودة بنظام محرك احتراق داخلي يعمل بالغاز	م/ف "موسكفا" مزودة بنظام محرك احتراق داخلي يعمل بالغاز
موقع خزانات الوقود
	المظلة + المؤخرة
استقلالية الملاحة، أيام
مدة الرحلة ساعة
عدد الركاب، الناس
تصميم
فِعلي

https://pandia.ru/text/78/182/images/image007_80.jpg" width = "370" height = "190 src = ">

ب) تغذية (12 اسطوانة)

https://pandia.ru/text/78/182/images/image009_67.jpg" width = "527" height = "681 src = ">

أرز. 5 التصميم الأولي لتعزيز المظلة.

قائمة المصادر المستخدمة

1. تقرير بحث حول الموضوع 6/810. M.، MGAVT، 1997. إعادة تجهيز محطة توليد الكهرباء للسفن النهرية ذات الخطوط الحضرية في منطقة موسكو (على سبيل المثال السفينة البخارية لمشروع R-51 "موسكو") للعمل على الغاز الطبيعي المضغوط.

المبادرات الدولية للحد من ثاني أكسيد الكربون (CO2) والانبعاثات الضارة الأخرى الصادرة عن السفن هي التي تقود البحث عن مصادر بديلة للطاقة.

على وجه الخصوص، يدرس تقرير صادر عن جمعية التصنيف DNV GL استخدام خلايا الوقود وتوربينات الغاز والبخار جنبًا إلى جنب مع أنظمة الدفع الكهربائية، والتي لا يمكن أن تكون فعالة إلا بالاشتراك مع المزيد نظرة صديقة للبيئةوقود.

يجري حاليًا تطوير استخدام خلايا الوقود في السفن، ولكن سيستغرق الأمر وقتًا طويلاً قبل أن تتمكن من استبدال المحركات الرئيسية. المفاهيم في هذا الاتجاه موجودة بالفعل، على سبيل المثال، العبارة من VINCI Energies. يبلغ طول هذه السفينة 35 مترًا وستكون قادرة على الاحتفاظ بشحنة من الطاقة يتم الحصول عليها من مصادر متجددة لمدة 4 ساعات. ويقول موقع الشركة على الإنترنت إن مثل هذه السفينة ستعمل بين جزيرة ويسان الفرنسية والقارة ابتداء من عام 2020.

كما تقنيات مبتكرةويجري النظر في استخدام البطاريات وطاقة الرياح.

سفينة تعمل بالرياح، The Vindskip

تُستخدم أنظمة البطاريات بالفعل في الشحن، لكن استخدام التكنولوجيا للسفن البحرية محدود بسبب انخفاض كفاءتها.

وأخيرا، فإن استخدام طاقة الرياح، رغم أنه ليس جديدا، لم يثبت بعد جاذبيته الاقتصادية في بناء السفن الحديثة.

نذكركم أنه اعتبارًا من 1 يناير 2020، يجب ألا يحتوي محتوى الكبريت (SOx) في الوقود على أكثر من 0.5%، كما يجب خفض انبعاثات الغازات الدفيئة بنسبة 50% بحلول عام 2050، وفقًا للقرار الأخير للمنظمة البحرية الدولية ( المنظمة البحرية الدولية).

الوقود البديل

تشمل أنواع الوقود البديلة التي يتم النظر فيها حاليًا الغاز الطبيعي المسال وغاز البترول المسال والميثانول والوقود الحيوي والهيدروجين.

تقوم المنظمة البحرية الدولية حاليًا بتطوير كود السلامة (IGF Code) للسفن التي تستخدم الغاز أو أنواع الوقود الأخرى الصديقة للبيئة. ويستمر العمل على استخدام الميثانول والوقود منخفض نقطة الوميض.

ولم يتم بعد تطوير مدونة IGF لأنواع الوقود الأخرى، والتي يجب على مالكي السفن أخذها في الاعتبار.

تأثير بيئي

وفقًا لـ DNV GL، ينبعث الغاز الطبيعي المسال أقل كمية من الغازات الدفيئة (الغازات الدفيئة الرئيسية هي بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان والأوزون). ومع ذلك، فإن غاز الميثان غير المحترق، وهو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي المسال، يخلق انبعاثات غازات دفيئة أقوى 20 مرة من ثاني أكسيد الكربون (CO2 - ثاني أكسيد الكربون).

ومع ذلك، وفقا لمصنعي محركات الوقود المزدوج، فإن حجم غاز الميثان غير المحترق في المعدات الحديثة ليس كبيرا جدا، واستخدامها يقلل من غازات الدفيئة في الشحن بنسبة 10-20٪.

إن البصمة الكربونية (كمية الغازات الدفيئة الناجمة عن الأنشطة التنظيمية وأنشطة نقل البضائع) الناتجة عن استخدام الميثانول أو الهيدروجين أكبر بكثير من تلك الناتجة عن استخدام زيت الوقود الثقيل (HFO) وزيت الغاز البحري (MGO).

عند استخدام الطاقة المتجددة والوقود الحيوي، تكون البصمة الكربونية أصغر.

الوقود الأكثر صداقة للبيئة هو الهيدروجين، ويتم إنتاجه من الطاقة المتجددة. يمكن استخدام الهيدروجين السائل في المستقبل. ومع ذلك، فهي تتمتع بكثافة طاقة حجمية منخفضة إلى حد ما، مما يؤدي إلى الحاجة إلى إنشاء مساحات تخزين كبيرة.

فيما يتعلق بانبعاثات النيتروجين، فإن محركات الاحتراق الداخلي لدورة Otto التي تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط أو الهيدروجين لا تحتاج إلى معدات معالجة غاز العادم للتوافق مع معايير المستوى III. في معظم الحالات، لا تكون المحركات ثنائية الوقود التي تعمل على دورة الديزل مناسبة للوفاء بالمعايير.

انبعاثات النيتروجين أثناء الاستخدام أنواع مختلفةوقود.

إن آفاق الوقود البديل كبيرة لدرجة أن شركات صناعة السيارات في العالم تتحدث اليوم عن طرح حوالي 50 طرازًا مختلفًا تعمل بأنواع الوقود البديلة بحلول عام 2010. وفي أوروبا، تنشط شركات مرسيدس بنز، وبي إم دبليو، وشركة مان بشكل خاص في هذا المجال. وبحلول عام 2020، وبحسب قرار الأمم المتحدة الذي وجه الدول الأوروبية بتبديل السيارات إلى أنواع بديلة من وقود السيارات، من المتوقع أن ترتفع نسبة المركبات التي تعمل بالوقود البديل إلى 23% من إجمالي أسطول المركبات، منها 10% (حوالي 23.5%). مليون وحدة) على الغاز الطبيعي.

مركبات الوقود الحيوي

الوقود الحيوي - استخدام الوقود الحيوي مثل الإيثانول ( الكحول الإيثيلي) أو وقود الديزل (الديزل الحيوي)، الذي يتم الحصول عليه من نباتات مزروعة خصيصًا، يُنظر إليه عمومًا على أنه خطوة مهمة نحو تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي. بالطبع، عند حرق الوقود الحيوي، يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي بنفس الطريقة تمامًا كما هو الحال عند حرق الوقود الأحفوري (النفط والفحم والغاز). الفرق هو أن تكوين الكتلة النباتية التي تم الحصول على الوقود الحيوي منها كان بسبب عملية التمثيل الضوئي، أي عملية مرتبطة باستهلاك ثاني أكسيد الكربون. وبناء على ذلك، يعتبر استخدام الوقود الحيوي "تقنية محايدة للكربون": أولا، يتم تثبيت الكربون الجوي (على شكل ثاني أكسيد الكربون) بواسطة النباتات، ثم يتم إطلاقه عند حرق المواد المشتقة من هذه النباتات. ومع ذلك، فإن التوسع السريع في إنتاج الوقود الحيوي في العديد من الأماكن (وخاصة في المناطق الاستوائية) يؤدي إلى تدمير النظم البيئية الطبيعية وفقدان التنوع البيولوجي.

تستخدم محركات الوقود الحيوي الطاقة الشمسية التي تخزنها النباتات. طاقة الوقود الأحفوري هي الطاقة المقيدة لأشعة الشمس، وثاني أكسيد الكربون المنطلق عند حرق الوقود الأحفوري تمت إزالته من الغلاف الجوي بواسطة النباتات والبكتيريا الزرقاء. الوقود الحيوي لا يختلف عن الوقود الأحفوري التقليدي. ولكن هناك فرق، ويتحدد بالتأخر الزمني بين ارتباط ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التمثيل الضوئي وإطلاقه أثناء احتراق المواد المحتوية على الكربون. بالإضافة إلى ذلك، إذا حدث تثبيت ثاني أكسيد الكربون لفترة طويلة جدًا، فإن الإطلاق يحدث بسرعة كبيرة. في حالة استخدام الوقود الحيوي، يكون الفارق الزمني صغيرًا جدًا: أشهر، سنوات، بالنسبة للنباتات الخشبية - عقود.

على الرغم من كل مزايا استخدام الوقود الحيوي، فإن الزيادة السريعة في إنتاجه محفوفة بمخاطر جسيمة على الحفاظ عليه. الحياة البرية، وخاصة في المناطق الاستوائية. ظهرت مقالة مراجعة حول الآثار الضارة لاستخدام الوقود الحيوي في العدد الأخير من مجلة Conservation Biology. قدم مؤلفوها، (مارثا أ. جروم)، الذين يعملون ضمن البرنامج متعدد التخصصات للفنون والعلوم في جامعة واشنطن في بوثيل (الولايات المتحدة الأمريكية)، وزملائها إليزابيث جراي وباتريشيا تاونسند، بعد تحليل مجموعة كبيرة من الأدبيات، عددًا من المؤلفات. توصيات بشأن كيفية الجمع بين إنتاج الوقود الحيوي وتقليل التأثير السلبي عليه بيئةمع الحفاظ على التنوع البيولوجي للنظم البيئية الطبيعية المحيطة.

وبالتالي، ووفقاً لجروم وزملائها، فإن ممارسة استخدام الذرة كمادة خام لإنتاج الإيثانول، المعتمدة في العديد من البلدان، وفي المقام الأول في الولايات المتحدة، لا تستحق الموافقة. تتطلب زراعة الذرة نفسها كمية كبيرةالمياه والأسمدة والمبيدات الحشرية. ونتيجة لذلك، إذا أخذت في الاعتبار جميع تكاليف زراعة الذرة وإنتاج الإيثانول منها، يتبين أن إجمالي كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة أثناء إنتاج واستخدام هذا الوقود الحيوي هي نفسها تقريبًا عند استخدام الوقود الأحفوري التقليدي. بالنسبة للإيثانول المستخرج من الذرة، فإن معامل تقدير إطلاق غازات الدفيئة لكل إنتاج طاقة محدد هو 81-85. للمقارنة، الرقم المقابل للبنزين (الوقود الأحفوري) هو 94، ووقود الديزل العادي -83. عند استخدام قصب السكر، تكون النتيجة أفضل بكثير بالفعل - 4-12 كجم من ثاني أكسيد الكربون/ميجا جول.

يأتي التحسن الحقيقي من التحول إلى الأعشاب المعمرة، مثل نوع من الدخن البري يسمى عشب التبديل، وهو نبات شائع في مرج الأعشاب الطويلة في أمريكا الشمالية. ونظرًا لأن جزءًا كبيرًا من الكربون الثابت يتم تخزينه بواسطة الأعشاب المعمرة في أعضائها الموجودة تحت الأرض ويتراكم أيضًا في المواد العضوية في التربة، فإن المناطق التي تشغلها هذه الأعشاب الطويلة تعمل كمواقع لعزل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي. يتميز مؤشر انبعاثات الغازات الدفيئة عند إنتاج الوقود الحيوي من الدخن بقيمة سلبية:

24 كجم من ثاني أكسيد الكربون/ميجا جول (أي أن ثاني أكسيد الكربون يصبح أقل في الغلاف الجوي).

غطاء نباتات البراري متعدد الأنواع يحمل الكربون بشكل أفضل. مؤشر انبعاث الغازات الدفيئة في هذه الحالة سلبي أيضًا:

88 كجم ثاني أكسيد الكربون/ميجا جول. صحيح أن إنتاجية هذه الأعشاب المعمرة منخفضة نسبيًا. ولذلك فإن كمية الوقود التي يمكن الحصول عليها من البراري الطبيعية لا تتجاوز حوالي 940 لتراً/هكتار. بالنسبة للدخن، تصل هذه القيمة بالفعل إلى 2750-5000، للذرة - 1135-1900، وقصب السكر - 5300-6500 لتر / هكتار.

ومن الواضح أنه من خلال استبدال الوقود الأحفوري وبالتالي الحد من الزيادة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، يمكن للوقود الحيوي أن يهدد في الواقع العديد من النظم البيئية الطبيعية، وخاصة النظم البيئية الاستوائية. والنقطة هنا، بطبيعة الحال، لا تتعلق بالوقود الحيوي في حد ذاته، بل بالسياسة غير المعقولة لإنتاجه. في تدمير النظم البيئية الطبيعية الغنية بالأنواع واستبدالها بنظم بيئية زراعية مبسطة للغاية. يعلق المطورون آمالًا كبيرة على استخدام كتل من الطحالب العوالق المجهرية، والتي يمكن زراعتها في مفاعلات حيوية خاصة، كمواد خام للوقود الحيوي. إن إنتاجية المنتجات المفيدة لكل وحدة مساحة أعلى بكثير مما هي عليه في حالة النباتات الأرضية.

وعلى أية حال، فمن الضروري تقييم المخاطر التي تنشأ على النظم البيئية الطبيعية عند زراعة النباتات المستخدمة كمواد خام للوقود الحيوي.