Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica

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1 University of Trieste Mechanical Engineering and Naval Architecture Department Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica Rodolfo Taccani Università degli Studi di Trieste NG ShiP is a project co-financed by the POR FESR Friuli Venezia Giulia region, Axis 1, Activity 1.1b.

2 Questions /Contents How big can be the market? Statistical analysis of maritime traffic Which is the type of ship that from LNG application? Statistical analysis of maritime traffic can benefit most When using LNG is there any (additional) way to reduce emissions and operating costs? Analysis of energy flows in the complex system «ship» 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica 2

3 Statistical analysis of maritime traffic Over 270,000 trips BORDEAUX Three months of Lloyd s Register traffic data: May 2008 May 2009 May 2010 From To 178 ports 178 ports 178 ports AberdeenAcajutla Adelaide Yangon 1 Aberdeen 12,190 12,317 12,026 2 Acajutla 12,201 8,277 10,822 3 Adelaide 12,325 8,276 4, , Yangon 12,033 10,830 4,560 12, Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica. R. Taccani 3

4 Statistical analysis of maritime traffic Identified ship types that spend most of their time in ECA zone Tanker Bulk Carrier RoRo Container Passenger 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica. R. Taccani 4

5 Statistical analysis of maritime traffic Analysis of the world's maritime traffic in the month of May 2008, 2009 and ,000 45,000 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5, , , , , ,000 50,000 0 Bulk Carriers Number of trips May 2008 May 2009 May 2010 Ro-Ro Tankers Cruise Days at sea May 2008 May 2009 May 2010 Bulk Carriers Ro-Ro Tankers Cruise 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica. R. Taccani 5

6 Economic analysis Total costs for different plant solutions CO 2 emissions Total Costs [M ] LNG MDO HFO CO2 emissions [thousand of ton] LNG MDO HFO Years Years Payback periods of about three years -30% CO 2 emissions 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica. R. Taccani 6

7 Energy analysis Developed simulation model to analyse and predict energy flows Developed specific models for new components to asses pros/cons of new technologies 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica. R. Taccani 7

8 Energy analysis Round Trip Efficiency DWT tanker (Hamburg - Dubai) Total Efficiency Mechanical Efficiency Efficiency [%] No Recovery Heat Recovery ORC + Engine HR ORC + Engine & Condenser HR 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica 8

9 Energy analysis Analysis of the Energy Efficiency Design Index (EEDI) highlighting limits and loopholes Developed a software tool for the evaluation of EEDI index Highlighted the advantages on EEDI value (- 30%) when LNG is used as fuel Analyzed the influence on EEDI value of energy recovery systems and renewable energy 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica. R. Taccani 9

10 New technologies: lithium battery for energy storage 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica 10

11 New technologies: lithium battery for energy storage $/kwh cost trend in Japan. Small rechargeable cells 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica 11

12 Benefits: New technologies: lithium battery for energy storage Instant load response: The battery pack supplies power immediately upon request Optimal engine loads: Large and frequent variations in load are avoided and engines can run on optimal load levels Improved economics: Optimal loads means less fuel consumption Improved environmental performance: Less fuel consumption means less emissions Reduced opex: Optimal engine load levels means less wear and therefore less maintenance 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica. R. Taccani 12

13 New technologies: lithium battery for energy storage Lithium Batteries for Peak Shaving: 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica. R. Taccani 13

14 New technologies: fuel cells Typical example of commercial FC system for stationary applications High durability: 10 years continuous operation Can use BOG Reduced CO 2 emissions Increased overall efficiency from half to full load Low NO x ZERO SO X and PM 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica. R. Taccani 14

15 Conclusions from NGShiP: great opportunity to work together with industry leaders and participate to one of the most challenging technological innovation in ship world; 7 new job positions (short term!) for young graduated opened exposure to team work with colleagues and professional with competence in different sectors. to NGShiP: statistical analysis of maritime traffic and identification of the potential market; analysis energy flows in ships and develpoment of simulation models to predict fuel consumption and assess new technologies. 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica 15

16 Thank you for your kind attention! 11 Settembre 2012 Utilizzo del GNL per la propulsione navale: effetti sull ambiente ed analisi tecnica. R. Taccani 16

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2 GAS 2 GAS 2 GAS 2-1/2 GAS 2-1/2 GAS 85 (1P) 150 (1P) 150 (1P) 190 (1P) 250 (1P) RACA PLUS ENERGY Le unità RACA PLUS ENERGY sono studiate per soddisfare in modo completo qualunque esigenza ed applicativa grazie ad una gamma completa di modelli e configurazioni. Sono disponibili con

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