Le prospettive del metano liquido per service vessels, traghetti a corto raggio e marineria minore

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1 Le prospettive del metano liquido per service vessels, traghetti a corto raggio e marineria minore Relatore: Roberto Roasio Alternative Fuels Product Manager ECOMOTIVE SOLUTINS S.r.l.

2 Progetto Progetto di filiera Made in Italy per il settore marino che ha come obiettivo quello di rispondere alle crescenti richieste di tecnologie avanzate rivolte al contenimento delle emissioni inquinanti e dei costi operativi.

3 Nasce dalla pluriennale tradizione tecnologica di due aziende Italiane che condividono la volontà e la passione nell applicare tecnologie innovative per realizzare sistemi all avanguardia che siano risposte concrete alle sfide del mercato globale.

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5 since 1991 Quartier Generale Serralunga di Crea (AL)

6 Ecomotive Solutions fa parte del Gruppo HOLDIM, una realtà che da oltre vent anni sviluppa soluzioni elettroniche avanzate per il controllo di motori endotermici. Con approccio innovativo ci proponiamo di creare prodotti tecnologici finalizzati al mercato ed immediatamente fruibili, per un domani che è già presente

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8 Starlight Italia sviluppa innovative tecnologie di visione notturna ed antifouling ad ultrasuoni per il grande diporto, gli HSC, la marina militare e mercantile. Un gruppo di professionisti nel campo ingegneristico navale, offre sistemi e servizi per ottimizzare lavoro, sicurezza ed efficienza delle imbarcazioni di qualsiasi classe. Con salde radici d una eredità familiari pluridecennale nello shipping technology e shipping nrepair, investe costantemente alla ricerca di soluzioni competitive che riducano costi in termini di sicurezza ed impatto ambientale

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10 Diesel Dual Fuel Retroifit Marino Prima sfida del progetto ITALICA è quella di proporre una tecnologia di Conversione Dual Fuel per propulsori navali. Il concetto di partenza è quello di focalizzare l attenzione sulle possibilità di RETROFIT di imbarcazioni già operanti. Intervenendo con avanzate tecnologie sui motori Diesel originali li si può predisporre per l impiego di carburanti alternativi ecologicamente ed economicamente più vantaggiosi.

11 Diesel Dual Fuel Retroifit Marino Questo progetto è reso possibile dalla collaborazione e dal supporto del RINA Registro navale Italiano. Il sistema di Retrofit Dual Fuel proposto dai partner di ITALICA è attualmente in fase avanzata di certificazione.

12 Diesel Dual Fuel Retroifit Marino Il combustibile alternativo scelto per sostituire una parte significativa del carburante Diesel è il Gas Naturale Liquefatto o GNL che offre un vantaggioso compromesso fra densità energetica e volume occupato a bordo. E inoltre il carburante gassoso con il minore impatto ambientale in termini di emissioni di CO 2

13 Perché Scegliamo il Gas Naturale Fuel Emissions kgco 2 /kwh Wood 0.39 Peat 0.38 Lignite 0.36 Hard coal 0.34 Fuel oil 0.28 Diesel 0.27 Crude oil 0.26 Kerosene 0.26 Gasoline 0.25 Refinery gas 0.24 LPG 0.23 Natural gas 0.20

14 Gas Naturale Liquefatto, una definizione Il Gas Naturale Liquefatto GNL o LNG all'inglese, si ottiene sottoponendo il Gas Naturale (Metano), dopo opportuni trattamenti di depurazione e disidratazione, a successive fasi di raffreddamento e condensazione. Il prodotto che ne deriva si presenta come un liquido inodore e trasparente costituito da una miscela composta prevalentemente da metano e quantità minori di etano, propano, butano ed azoto, avente una temperatura di ebollizione di circa -160 C a pressione atmosferica. La tecnologia della liquefazione permette di ridurre il volume specifico del gas di 600 volte consentendone così lo stoccaggio ed il trasporto in notevoli quantità. Molta energia in spazi considerevolmente ridotti.

15 Gas Naturale (Metano) DIESEL Controller Elettronico Dual Fuel ECU Motore Diesel Diesel Dual Fuel (DDF) E il termine che si riferisce ad un motore Diesel che utilizza come combustibile, oltre al Gasolio (olio), una miscela controllata di aria e Gas Naturale (Metano).

16 Intake Complete Four Stoke Diesel Cycle Dual Fuel Iniezione Fasata Il nostro approccio standard Il gas naturale viene iniettato in prossimità delle valvole di aspirazione, in fase con il ciclo motore. La miscela Aria + Gas Naturale entra nella camera di combustione durante la fase di aspirazione (Intake Stroke). L iniezione di gas termina prima della chiusura delle valvole di aspirazione. NG Injectors Natural Gas Air La quantità di Gas Natural iniettato è controllata dalla DFF ECU Turbo Charger Inlet Manifold Exhaust Manifold

17 Intake Compression Ignition Complete Four Stoke Diesel Cycle Dual Fuel Iniezione Fasata Il nostro approccio standard Durante la fase di compressione la miscela Aria/Gas si surriscalda senza innescare la combustione. Durante la fase di iniezione, il quantitativo di gasolio viene controllato attivamente dal sistema d-gid. L iniezione Diesel viene utilizzata quale innesco della miscela Aria/Gas. NG Injectors Natural Gas La quantità di Diesel iniettato è controllata dalla DFF ECU Air Turbo Charger Inlet Manifold Exhaust Manifold

18 Intake Compression Ignition Power Exhaust Overlap Complete Four Stoke Diesel Cycle Dual Fuel Iniezione Fasata Il nostro approccio standard Dopo iniezione e combustione il ciclo procede verso la fase di scarico. A questo punto avviene il così detto incrocio valvole o Overlap dove le valvole di aspirazione e scarico sono aperte contemporaneamente per il lavaggio della camera di combustione che grazie all approccio d-gid avviene con sola Aria. NG Injectors Natural Gas Turbo Charger Air Exhaust gases cleaner thanks to NG Phased Injection Air from the intake manifold Inlet Manifold Exhaust Manifold Exhaust gases Very Nice Nice

19 Vantaggi del Retrofit Dual Fuel Il motore non subisce trasformazioni invasive o irreversibili e continua a funzionare come un normale ciclo Diesel. Il motore può lavorare indifferentemente con il mix Gasolio/Gas o 100% Gasolio tramite la semplice commutazione di un pulsante. Il sistema riporta automaticamente il motore al suo funzionamento 100% gasolio in caso di esaurimento della scorta di Metano o al verificarsi qualsiasi anomalia. Il motore mantiene inalterate le sue performance garantisce stessa operatività e potenza anche con il mix Gasolio/Gas. La forte riduzione di gasolio e l utilizzo di metano migliorano notevolmente le emissioni vengono ridotti i principali inquinanti. L utilizzo di Metano migliora l impronta di carbonio del veicolo contribuendo combattere l effetto serra. I residue carboniosi sono ridotti di oltre il 50% con miglioramento di durate e qualità dell olio motore. La rumorosità complessiva si abbassa grazie all effetto della combustione del Metano. La riduzione gasolio e la sostituzione con Metano riducono i costi operativi legati al combustibile

20 Sistema Retrofit Diesel Dual Fuel LNG Strorage Diesel Storage

21 Vantaggi del Retrofit Dual Fuel GNL Consumo Diesel: 400 litri/h per ore anno litri di Diesel/anno Circa 1820 ton/anno CO 2 Dopo la conversione in Dual Fuel GNL Consumo Diesel: 120 litri/h + CH4: 215 kg/h per ore anno Con un risparmio di 420 ton/anno di CO 2 Equivalente a crescere un bosto di oltre 1000 alberi per ogni conversione

22 Partners

23 Diesel Dual Fuel Retroifit Marino Collaborazioni del progetto ITALICA Retrofit flotte di imbarcazioni da pesca

24 HVM e leader Europeo nella costruzione, manutenzione e collaudo dei serbatoi criogenici trasportabili. Grazie alla propria esperienza ventennale nel settore HVM si propone sul mercato come punto di riferimento per la progettazione e costruzione di serbatoi criogenici per uso industriale, scientifico e medicale. SERBATOI GNL/LNG PER VEICOLI ED IMBARCAZIOI Un dei principali settori di riferimento su cui HVM ha investito notevoli risorse è quello dello stoccaggio del metano liquido. L azienda progetta e costruisce serbatoi criogenici, destinati ad essere utilizzati come serbatoi carburante per uso marino ed autotrazione, specificatamente costruiti per contenere e distribuire GNL/LNG.

25 THE LNG SUPPLY CHAIN LOADING STATION at the LNG/LBG RECEIVING TERMINAL The LNG/LBG is loaded by the road trailer at the receiving terminal by means of the so-called LOADING STATION. The road trailers transport and deliver the LNG to the refuelling station.

26 THE MULTI-PURPOSE LNG/L-CNG REFUELING STATION Liquid to Compressed & Liquid PUBLIC or PRIVATE LNG / CNG REFUELING LNG/LBG REFUELING

27 Non solo offshore

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29 Reach Stacker KALMAR DRF 450

30 Cummins QSM Engine Model: Engine Type: Displacement: Rated Speed: Rated Power: Max. Torque/Speed: Aspiration Method: Emission Standard: QSM Cylinders, in Line 10.8 L 2100 rpm 250 kw(335 HP) 1674 T-charged & Intercooled Tier III

31 Activities Developed on the Engine Dynamometer A preliminary activity was to dismantle the original Cummins engine from Kalmar Reach Stacker and transfer it on an engine dynamometer. Developed Activities on Dyno - d-gid Dual Fuel system platform development on Cummins QSM11 engine. - Engine dedicated Dual Fuel d-gid ECU firmware development. - Engine safety parameters acquisitions for engine reliability purpose (temperatures, pressures, etc.) - Engine operative loads Dyno simulation. - Dual Fuel mapping with target on keeping original torque/power point to point referring to operative engine specifications.

32 Activities Developed in Field A preliminary activity was to mount back the Cummins engine on Kalmar Reach Stacker. Developed Activities in Field -DRF450 on board installation of d-gid dual fuel system. - QSM11 Engine work validation after reassembling on vehicle. (static phase) - DRF450 Reach Stacker validation test in field. (active work phase) - Original Diesel Test - Dual Fuel LNG Test - Data acquisition and comparison.

33 First Italian Diesel Dual Fuel LNG Retrofit DAF FX 460 EURO5 Equipped with d-gid LNG Diesel Dual Fuel System

34 Emission test made by European Jount Research Centre JRC in Ispra ITALY Tested Vehicle: DAF XF 460 EURO5

35 Progetto GRAZIE