Ship Energy Governance. PORT & SHIPPING TECH Genova 10 Novembre 2011

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1 Ship Energy Governance PORT & SHIPPING TECH Genova 10 Novembre 2011

2 SHIP ENERGY GOVERNANCE: visione e obiettivi strategici Criticità: recuperare efficienza su utilizzo dell energia a bordo (esempio RO- PAX consuma circa 10 Million/Euro Anno - 90% Propulsione, 10% altri sistemi; Cruise Ship: consuma circa 20 Million/Euro Anno circa 50% Propulsione, 50% altri sistemi) Risposta: dare una risposta organica (ciclo completo) e sistemica che vada a incidere, in modo continuativo, su tutte le variabili che impattano sul ciclo energetico con una riduzione attesa sino al 5-10% dei consumi e relative emissioni

3 State-of-the-art Il corpo normativo internazionale IMO ha stabilito un piano per ridurre drasticamente le emissioni di CO2, SOx, NOx da parte delle navi in base ai seguenti passi: 1. Limite obbligatorio sullo Energy Efficiency Design Index (EEDI) per tutte le nuove costruzioni in funzione della tipologia di nave (navi passeggeri e Diesel-elettriche sono per il momento escluse) 2. Documentazione obbligatoria o volontaria dello EEDI per nuove navi 3. Documentazione obbligatoria o volontaria dello Energy Efficiency Operational Indicator (EEOI) per navi in servizio 4. Implementazione obbligatoria o volontaria di un Ship Energy Efficiency Management Plan (SEEMP) 5. Limite obbligatorio sul valore di EEOI value, associato con una penalizzazione economica in caso di non conformità 6. Maritime Emissions Trading Scheme (METS) 7. International Compensation Fund (ICF), finanziato tramite un opportuna tassa sul bunker ( bunker levy )

4 SHIP GOVERNANCE Naval Systems know-how Maintenance Systems know-how INTEGRATION Marine Automation Systems know-how Condition Monitoring Hull Stress Monitoring Active Guidance Systems Energy Governance Decision Support Systems

5 SHIP ENERGY GOVERNANCE SHIP MINIMUM INSTRUMENT. PE+TO Propulsion Efficiency Trim Optimisation SHIP PLANT AUTOMATION NAVIGATION SYSTEM NMEA 0183 Standards VDR SOA WS Meteo Conditions INSTRUMENT/ AUTOMATION (SCADA) INTERFACE 1 Control Level PE+TO Propulsion Efficiency Trim Optimisation Electronic Log Book Deck.. Planning and Reporting Voyage & Fuel Management System OIL RECORD Book Part 1 Book Part 2 Energy Prod. & Cons. Saving SHIP SHORE 2 Technical Control Level SHORE DATA WAREHOUSE KPI Benchmarking Voyage/Fuel Propulsion Efficiency Trim Optimisation Hull/Propeller Energy Cycle Propulsion Engine Power Generation DSS - Decision Support System for Objective Performances Improvement

6 SHIP GOVERNANCE: cosa significa? More value with collaborative management through software system Share Best Practice & DSS Collaboration Decisions / Actions Insight Operating support tool Communication Structuring V A L U E Knowledge Information Collection Data MANUAL INPUT or DATA AUTOMATION

7 SHIP GOVERNANCE Management based on: Tools supports: Action Decision Focused feedback, shared Best Practices, aligned actions, alerts Insight Collaboration Focused feedback, shared Best Practices, risk identification Knowledge Communication Strategy maps, process maps, briefing booklets, personalized information Information Structuring Measures, documentation, detailed process maps Data Collection Distributed data gathering, integration

8 SHIP : Propulsion Efficiency & Voyage Planning Actual vs Target Speed Propulsion efficiency Actual vs Target Trim La velocità di riferimento è confrontata con quella attuale. Il trim dinamico è misurato tramite un sistema di inclinometri ad alta precisione Il trim di riferimento è confrontato con il trim medio corrente

9 SHIP : Propulsion Efficiency & Voyage Planning Ottimizzazione PC del in ECR Trim Vessel Performance Monitoring System Navigation System Propulsion data are automatically collected / processed / stored Automation System Propulsion Data Base Trend Analysis Weather Conditions Dynamic Trim System Advisory System in WH

10 SHIP : Propulsion Efficiency & Voyage Planning Ottimizzazione del Trim Longitudinal hi-prec Longitudinal hi-prec inclinometers and pressure gauges in three points

11 SHIP : Propulsion Efficiency & Voyage Planning Ottimizzazione del Trim Il sistema deve essere addestrato in base alle performance misurate; può essere pre-addestrato se sono disponibili prove in vasca a diversi assetti I dati di performance devono provenire da misure in servizio raccolte continuativamente dal sistema di monitoraggio Un approccio di addestramento guidato e da preferire all autoaddestramento così da accelerare il processo di apprendimento omettendo disturbi / dati non rilevanti La misura accurata del trim dinamico è effettuata mediante l uso La misura accurata del trim dinamico è effettuata mediante l uso di inclinometri ad altra precisione opportunamente filtrati e processati

12 SHIP : Propulsion Efficiency & Voyage Planning Voyage Simulator 45 N Cagliari Taranto G. Tauro Algeciras Malta Limassol Port Said Damietta Prevede potenza totale / consumi / emissioni su una tratta per condizioni meteo / operative assunte 30 N

13 SHIP : Energy Management of a ship in operation Cock-pit panel DG setting Electric Power Consumption DG fuel oil consumption Waste Heat Recovery

14 FUEL & VOYAGE MANAGEMENT, ELECTRONIC LOG BOOKS VOYAGE planning e voyage reporting (core del Deck Log Book) FUEL cycle management: dall approvvigionamento, al carico, al consumo analitico (OIL REC Part I, analisi Campioni, SFOC / Emissioni in aria, ) parte in Deck e parte in Engine Logbooks Voyage Reporting Daily noon log Weathers report Speed and Distance report.. Operational reporting (crane operation, entry & dep safety zone, cargo handling,..) Radio Logbook (SOLAS Chap. IV Reg. 17) Fuel Reporting Oil Record Part I (MARPOL Annex I): Ballast, dipsosal, discharge, Tank cleaning, Lub oil Reporting Air emission Report Garbage reporting Hazardous material reporting Fuel champions Analysis ELB completamente sostitutivo delle versioni Paper nella globalità Digital Signature, «Marca digitale» delle transazioni Compliant a CAD 2010 (Codice Amministrazione Digitale)

15 Step del progetto di Energy Efficiency AS-IS Consumi di Fuel (MGO, HFO,..) per tipo uso AS-IS strumentazione esistente, Automation system e misure presenti in generale COST BENEFIT ASSESSMENT: savings, ROI (Ritorni Investimento) Piano di implementazione del progetto di Energy Piano di implementazione del progetto di Energy Efficiency

16 KPI Key Performance Indicators: Misure e Dimensioni Cosa è una dimensione? cosa è una misura? e quando una misura è anche performance? che cosa è un trend? Anno Mese GG Classe Ship Ship Distanza Tempi Porto Tempi Navigazione Tempi Manovra Velocità media SFOC/FOC Porto SFOC/FOC Navigazione SFOC/FOC Manovra FW Fresh Water : Produzione, bunker, consumo LO Lub. Oil: Consumo, Bunker Numero Pax Numero Crew Condimeteo Trim.. POWER Production POWER Consumption Running Hours AUX Running Hours ME Master / Chief Engineer Tratta Viaggio ME Group ME Single AUX Group AUX Single. AC Common Space Light

17 TCI: Technical Condition Index Misure e/o Performance di I livello VOYAGE PROPULSION POWER GENERATION POWER CONSUMPTION FOC & WHR Tempi Potenza generata Profilo consumi Consumi Fuel (Navigazione/Manovra/Porto) (nave - motori un (nave caldaie motore) una caldaia) Condizioni meteo marine (vento, onda,..ecc.) Condizioni carico (immersione, disposizione carico ) Condizioni viaggio (rotta, miglia percorse, velocità ) Condizioni propulsione (potenza erogata, giri elica ) Consumi Fuel + potenza (nave - motori su asse - un motore) Emissione in aria Condizioni funzioni analitiche ( ) Pax number / car number Consumi Fuel (nave - motori un motore) Emissione in aria Condizioni funzioni analitiche (..) (dipende da settorializzazione impianto elettrico ) Hotel / Accomodation AC Common Areas Cabins Kitchens.. Engine Services Bow thruster Deck Services Produzione acqua / vapore Recupero calore Emissioni in aria Interrelazione tra tutte le variabili (misure e performances)

18 Performance di II livello (calcolate): KPI EE Index = Air Pollution (emitted CO2) Transport work

19 Performance di II livello (calcolate): KPI The EEOI (former operational CO2-Index) represents the actual transportefficiency of a ship in service Fuel consumed Carbon factor EEOI = Cargo transported Distance sailed The collected data will be averaged over a number of voyages. The CO2 - Index may be based on different cargo-units depending on ship type: [gco2/t nm], [gco2/teu nm], [gco2/m³ nm], [gco2/lane m nm], [gco2/pax nm],... Le performance di II livello come EEOI se riferite a valori economici (i.e. costo del bunker) diventano BCI (economic) Business Condition Index.

20 Performance di II livello (calcolate): KPI The Propulsion Efficiency of a ship in service may be evaluated in terms the socalled Power Factor (PF): PF = Volume displaced Propulsion power Speed attained For cargo / ro-ro / ro-pax ships where propulsion power is largely dominant there is a direct relationship between EEOI and PF

21 Da Analisi a Miglioramento Continuo VPMS (Vessel Performance Monitoring System) & DSS & CHANGE MANAGEMENT Measures Performances Self learning Targets Continous monitoring & Alarming Rules Corrective actions evaluation Problems Analysis Alarms/Alerts CBA Cost Benefit Assessment Problem Develop resolution Resolutions training plant upgade/revamping Diagnosis Effectivness analysis Maintenance new Best Practice Hull refitting Causes (failure, bad behaviour,..)

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