Olet tässä:

Ship Power ja kestävä kehitys

Käytön joustavuudelle, energiatehokkuudelle ja päästöjen vähentämiselle asetetut vaatimukset tekevät laivaratkaisuista yhä monimutkaisempia. Se tarkoittaa, että vaatimukset kasvavat laitteiston elinkaaren jokaisessa vaiheessa. Wärtsilä Ship Power -liiketoiminnan strategiana on olla asiakkaansa arvokkain liikekumppani kaikissa elinkaarivaiheissa.

Käytön joustavuus

Joustavia laitteistojärjestelyjä on käytetty jo vuosikymmeniä alustyypeissä, joita on pystyttävä käyttämään usealla eri tavalla. Alusten nopeutta käytetään yhä useammin keinona sopeuttaa kaluston kapasiteetti muuttuviin vaatimuksiin, ja periaate on syrjäyttämässä vakionopeudella ajon, mikä puolestaan tarkoittaa, että joustaville järjestelyille on tarvetta yhä useammissa alustyypeissä.

Koneratkaisujen lähtökohtana on perinteisesti ollut pyrkimys saavuttaa paras suorituskyky tietyssä käyttöpisteessä. Joustavuuden lisääminen edellyttää laitteistolta kuitenkin hyvää suorituskykyä paljon laajemmalla käyttöalueella. Sähkö- ja hybridiratkaisut tekevät aluksen hyötysuhdekäyrästä tasaisemman monimutkaisempien ratkaisujen kustannuksella. Kukin laiva rakennetaan tiettyä tarkoitusta varten, joten se on ainutlaatuinen ja sellaisena itsensä prototyyppi. Pitääkseen riskit mahdollisimman pieninä telakat ja varustamot ovat yleensä erittäin varovaisia uusien konseptien käyttöönotossa. Wärtsilä tarttuu tilaisuuteen tarjoamalla kokonaisratkaisuja, joille voidaan antaa suorituskykytakuu, mikä alentaa telakoiden ja varustamojen kynnystä ottaa käyttöön kestävämpiä ratkaisuja.

Elektronisesti ohjattavat RT-flex -moottorit antavat maksimaalista joustavuutta mekaanisilla propulsioratkaisuilla varustetuille kauppalaivoille. RT-flex -moottorin käyntinopeus voidaan laskea 10 prosenttiin nimellisnopeudesta, ja elektronisen ohjauksen avulla moottorin hyötysuhdekäyrä voidaan helposti mukauttaa käyttövaatimuksiin.

Jatkuvasti kasvava energiankulutus nostaa polttoaineiden hintoja. Ennen kuin ensimmäiset laivojen päästöjä koskevat määräykset tulivat voimaan, merikuljetuksissa käytettiin yleensä raakaöljyn tislauksesta jäävää pohjaöljyä. Polttoaineen koostumuksella on suora vaikutus joihinkin päästöihin, ja monet päästöjenalennusteknologiat asettavat polttoaineelle omat vaatimuksensa. Nestemäisiin polttoaineisiin kohdistuvien vaatimusten lisääntyminen kasvattaa kuitenkin polttoainekustannuksia, ja perinteisten polttoaineiden kallistuessa hintaero niiden ja vaihtoehtoisten energianlähteiden välillä on kaventunut. Jo nyt maakaasu voi alentaa kokonaiskäyttökustannuksia noudatettavista päästörajoista riippuen. Biopolttoaineista ja korkeaviskoosisista polttoaineista voi tulla myös taloudellisesti varteenotettavia ratkaisuja.

Energiatehokkuus

Monet Wärtsilän tuotteet tarjoavat markkinoiden parhaan hyötysuhteen. Mitattaessa täysimittaisesti Wärtsilän sähköisen voimansiirtolinjan häviöitä on saatu arvoja, jotka ylittävät jopa omat odotuksemme. Sähköisen voimansiirtolinjan häviöiden minimoimiseksi suurissa laitoksissa Wärtsilä skaalaa parhaillaan Low Loss -konseptiaan myös keskisuurelle jännitealueelle. Ratkaisun tehoalue kattaa suurimpien risteilyalusten vaatimukset.

Toinen esimerkki markkinoiden johtavista komponenteista on Wärtsilä Energopac, peräsinratkaisu, joka minimoi peräsimen vastuksen virtaviivaistamalla vesivirtauksen potkurista peräsimeen. Myös tämän projektin täyden mittakaavan mittaukset ovat ylittäneet odotukset.

Wärtsilä Energopac

Parantaminen ei pelkästään riitä. Komponenttien välisten varmuusmarginaalien minimointi ja voimansiirtolinjan eri komponenttien suorituskykyominaisuuksien yhteensovittaminen edellyttävät kokonaisvaltaista tarkastelutapaa. Kaiken lähtökohtana on kuitenkin laivan suunnitteluvaiheessa määriteltävä propulsiotehon tarve. Tässäkin kohtaa Wärtsilän osallistuminen laivasuunnitteluun mahdollistaa todella optimoitujen ratkaisujen synnyn.

Oikein suunniteltu laitteisto ei kuitenkaan takaa aluksen mahdollisimman hyvää käyttötehokkuutta. Laitteistojen monimutkaisuus on lisännyt suorituskykyyn vaikuttavien muuttujien määrää, jolloin aluksen käyttöominaisuuksien kokonaisoptimointi on yhä vaikeampaa. Siksi Wärtsilä on tuonut markkinoille Wärtsilä Econometerin, joka mittaa todellista suorituskykyä ja antaa miehistölle reaaliaikaisia ohjeita koneiston tehokkaampaan käyttöön. Samansuuntaista kehitystä edustaa myös kehitteillä oleva säätö- ja ohjauskeskus Wärtsilä 3C.

Wärtsilä haluaa tehdä kestävästä merenkulusta helpommin saavutettavan tavoitteen ja esittelee jatkuvasti innovatiivisia konsepteja, jotka antavat varustamoille ja laivayhtiöille vision siitä, millaisia spesifikaatioita tulevaisuuden tehokkaampi alus voisi täyttää. Monet näistä ehdotuksista on koottu yhteen ja julkaistu Wärtsilän energiatehokkuutta parantavien toimenpiteiden luettelossa.

Innovatiivinen konsepti, jossa yhdistyvät useat eri hyötysuhteen optimoijat

Päästöjen vähentäminen

Merikuljetukset kilpailevat maantie-, rautatie- ja lentokuljetusten kanssa. Koska merikuljetukset ovat selvästi tehokkain kuljetusmuoto, maailmanlaajuisesti käytössä olevien laivojen määrällä on merkittävä vaikutus globaaleihin päästöihin.

Kansainvälisen merenkulkujärjestön typpioksidien (NOx) päästöjä koskevat määräykset tiukentuvat vuoden 2011 alussa, kun uudet IMO TIER II -määräykset tulevat voimaan. Vuonna 2016 voimaan tulevat Tier III -määräykset edellyttävät NOx-päästöjen 80 prosentin leikkauksia nykytasosta. TIER I- ja II -määräyksistä poiketen TIER III -määräysten NOx-päästörajoja sovelletaan ainoastaan erityisillä typenoksidipäästöjen kontrollialueilla (NECA).

Wärtsilän kaikki moottorit täyttävät IMO Tier II -määräykset ja ovat kilpailukykyisiä polttoaineen kulutukseltaan. Koska erityisten kontrollialueiden ja muiden alueiden välillä tulee olemaan voimassa eri Tier III -päästörajoitukset ja koska NOx-päästöjen leikkaaminen heikentää polttoainetehokkuutta, on/off-kytkettävä ratkaisu on ensisijainen vaihtoehto. Näin alukset voivat täyttää päästömääräykset tehokkaimmalla mahdollisella tavalla sen mukaan, missä ne kulloinkin liikennöivät. Tällaisia joustavia konsepteja on jo kehitetty useita, ja niistä paras voidaan valita projektikohtaisesti sen mukaan, miten pitkän aikaa alus liikennöi erityisalueiden sisällä ja niiden ulkopuolella, sekä kulloinkin saatavilla olevan polttoainetyypin mukaan. Erilaisten liikennöintiprofiilien pohjalta kehitettyjen ratkaisuvaihtoehtojen vertailemiseen on saatavilla matemaattisia malleja.

Rikkioksidien (SOx) päästöjä koskevat määräykset voidaan täyttää käyttämällä joko primäärisiä tai sekundäärisiä menetelmiä. Wärtsilän moottorit on suunniteltu toimimaan millä tahansa polttoaineen rikkipitoisuudella. Pakokaasujen puhdistus on vaihtoehtoinen ratkaisu SOx-päästöjen vähentämiseksi. Wärtsilän rikkipesuri on ensimmäinen laatuaan, jolle luokituslaitokset Det Norske Veritas ja Germanisher Lloyd ovat myöntäneet sertifikaatin SECA-alueiden (Sulphur Emissions Control Area) rikkipäästöjä koskevien määräysten noudattamisesta.  

Kaikkein tiukimmat typenoksidipäästörajat täyttävää sekundääristä typen oksidien vähentämisteknologiaa (NOR) on käytetty menestyksellisesti jo yli vuosikymmenen ajan. Wärtsilä on lisännyt NOR-teknologian omaan valikoimaansa varmistaakseen moottorin ja NOR-yksikön optimaalisen integroinnin. Moottorin ja NOR-teknologian tarkka virittäminen parantaa suorituskykyä ja alentaa kustannuksia minimoiden samalla lisämittausten tarpeen ja parantaen dynaamisuutta. Koska moottori ja katalysaattori ovat viritetty toiminaan integroituna järjestelmänä sen sijaan että ne olisivat erillisiä sarjana asennettuja komponentteja ja koska ohjausjärjestelmä perustuu samaan teknologiaan, moottorin ja NOR-yksikön välinen kommunikointi toimii moitteettomasti.

 

Nykyisten NOx- ja SOx-päästöjä koskevien määräysten lisäksi IMO MEPC kehittää parhaillaan laivojen kasvihuonepäästöjä sääntelevää lainsäädäntöä. Suurimmat sallitut päästötasot määritellään aluksen kuljetuskyvyn (kapasiteetti * nopeus) mukaan. Wärtsilän lean burn -kaasumoottoreiden kasvihuonekaasupäästöt ovat 20-30 prosenttia pienemmät kuin dieselmoottoreiden, joten ne antavat alusten suunnittelulle uusia mahdollisuuksia verrattuna dieselmoottoreihin.

Wärtsilä on kehittänyt useita konsepteja, jotka parantavat laivojen kokonaishyötysuhdetta ja mahdollistavat maakaasun käytön laivojen voimanlähteenä. Tavoitteemme on johtava asema kaikissa ympäristönsuojelua ja kestävää kehitystä edistävissä aloitteissa. Tärkeimpiä uusien Wärtsilä-ratkaisujen kehittämiseen kannustavia tekijöitä ovat tulevat päästömääräykset, polttoaineiden saatavuus ja hintavaihtelut sekä asiakkaiden lisääntyvä tarve kattavammille ratkaisuille yksittäisten tuotteiden sijasta. Kehitystyössämme painottuukin hyötysuhteen parantaminen monin eri keinoin hyödyntämällä monipolttoaineratkaisuja ja järjestelmäintegrointia. Kaiken tuotekehityksen itsestään selvä lähtökohta on viranomaisvaatimusten täyttäminen.

Wärtsilän tiivistejärjestelmät tarjoavat ympäristömyötäisen tavan estää öljypäästöt laivan tiivistejärjestelmästä ja siten vähentää veteen joutuvia päästöjä. Lisäksi tarjoamme tehokkaita lietteen ja pilssiveden käsittelyjärjestelmiä.

Wärtsilän painolastiveden käsittelyjärjestelmä perustuu ultraviolettivaloon. Näin vältetään kemikaalien käyttö ja niiden joutuminen mereen. Älykkään järjestelmän etuja ovat erittäin pieni tehontarve ja alhainen painehäviö, mikä minimoi painolastivesipumppujen lisäenergiankulutuksen.