Το παράρτημα VI της MARPOL καθορίζει τα όρια των παραγώγων καύσης θείου από ναυτιλιακά καύσιμα που χρησιμοποιούνται στις περιοχές SECA (Sox Emission Control Area), όπως Βαλτική, Βόρεια Θάλασσα, κανάλι Αγγλίας, σε 0,1 % από τον Ιανουάριο του 2015 και επιβάλλει στο πιο απαιτητικό επίπεδο ΙΙΙ της συνθήκης ποσοστό 80% στη μείωση προϊόντων καύσης αζώτου NOx για πλοία που κατασκευάζονται μετά το 2016 και σχεδιάζεται να επιχειρούν στις παραπάνω περιοχές
Η παγκόσμια οικονομική κρίση επέφερε δραματική μείωση των ημερήσιων ναύλων των εμπορικών πλοίων, αλλά και μείωση της συνολικής μεταφερόμενης χωρητικότητας σε όλα τα είδη φορτίων. Η αντίδραση ήταν άμεση εφαρμογή τεχνικών στα υπάρχοντα πλοία Slow Steaming, energy conservation κ.ά. Παράλληλα, η οικονομική κρίση έφερε νέες τεχνολογίες ή συνδυασμό νέων τεχνολογιών με υπάρχουσες, με κοινό στόχο: μείωση κατανάλωσης καυσίμων και μεταφορικού κόστους. Η ναυτιλιακή κοινότητα έχει αναγνωρίσει ως λύση που πληροί τις προϋποθέσεις κόστους αποτελέσματος τη χρήση LNG ως ναυτιλιακό καύσιμο. Το πρόγραμμα LNG-CONV με εταίρους από διάφορους τομείς της ναυτιλίας έχει μετατρέψει την κύρια μηχανή σε υφιστάμενο πλοίο από συμβατικό καύσιμο σε LNG με σκοπό τη διευκόλυνση της προσαρμογής στα νέα δεδομένα χρήσης του LNG ως ναυτιλιακού καυσίμου
Η θερμική απόδοση των μηχανών σε σχέση με την παραγόμενη ισχύ σε MW είναι ένα από τα βασικά κριτήρια επιλογής μηχανών στα πλοία. Έχει αποδειχθεί ότι οι μεσόστροφες καθώς και οι αργόστροφες μηχανές εσωτερικής καύσης υπερτερούν ως προς την παρεχόμενη ισχύ σε σχέση με τη θερμική τους απόδοση. Επίσης διακρίνεται η χαμηλή απόδοση των ατμοστροβίλων σε σχέση με τα παρεχόμενα ποσά ενέργειας που απαιτούνται.
Προκειμένου να υπάρξει εξοικονόμηση καυσίμων αλλά και μείωση των εκπομπών καυσαερίων στην κίνηση των πλοίων, αναπτύχθηκαν και εφαρμόστηκαν δύο διαφορετικοί τύποι μηχανών εσωτερικής καύσης.
Ο πρώτος αφορά την έκχυση πετρελαίου με ηλεκτρονικό ψεκασμό σε αργόστροφες 2χρονες πετρελαιομηχανές.
Ο δεύτερος αφορά το συνδυασμό ηλεκτρονικής εκχύσεως πετρελαίου – φυσικού αερίου (Dual Fuel).
Τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει ο ηλεκτρονικός ψεκασμός σε αργόστροφες μηχανές είναι:
- Χαμηλή ειδική κατανάλωση πετρελαίου σε οποιαδήποτε κλίμακα φορτίου.
- Εξασφάλιση κατάλληλης πίεσης ψεκασμού σε οποιαδήποτε κλίμακα φορτίου.
- Αποδεδειγμένα χαρακτηριστικά χαμηλών εκπομπών καυσαερίων, καθώς και λειτουργία χωρίς καυσαέρια (smokeless operation).
Από την άλλη, η λειτουργία των μηχανών εναλλακτικού καυσίμου αναφέρεται αποκλειστικά σε μηχανές που διαθέτουν ηλεκτρονικό ψεκασμό. Η λειτουργία των μηχανών εναλλακτικού καυσίμου χρησιμοποιεί ως καύσιμο εκκίνησης το πετρέλαιο, ενώ ακολουθεί εναλλαγή καυσίμου σύμφωνα με την επιθυμητή λειτουργία. Ο περιορισμός αυτός έγκειται κυρίως στην επιθυμητή θερμοκρασία που πρέπει να προϋπάρχει στο χώρο καύσης κάθε κυλίνδρου, προκειμένου η καύση του αερίου να είναι τέλεια.
Τα πλεονεκτήματα που παρέχει η καύση αερίου σε μηχανές εσωτερικής καύσης είναι πολλαπλά ξεκινώντας από την ελαχιστοποίηση των εσωτερικών φθορών λόγω της τέλειας καύσης, πράγμα που συνεπάγεται μικρότερα διαστήματα συντήρησης και μικρότερο κόστος ανταλλακτικών.
Οι μηχανές εναλλακτικού καυσίμου τυγχάνουν ιδιαίτερης εφαρμογής σε συνδυασμό με συστήματα ηλεκτροπρόωσης. Τα πλοία μεταφοράς υγροποιημένου αερίου LNG ενδείκνυνται για τέτοιες εφαρμογές (συνδυασμός Dual Fuel – ηλεκτροπρόωσης) μια και εξασφαλίζουν την τροφοδοσία των μηχανών με αέριο από τις δεξαμενές φορτίου χωρίς με αυτό τον τρόπο να απαιτούνται επιπλέον εγκαταστάσεις ή τροποποιήσεις. Αυτό ακριβώς που θεωρείται δεδομένο στα πλοία μεταφοράς υγροποιημένου αερίου, η αποθήκευση του καυσίμου, αποτελεί το πρόβλημα για την εφαρμογή μηχανών εναλλακτικού καυσίμου σε άλλους τύπους πλοίων. Παρ’ όλα αυτά, έχουν αναπτυχθεί τεχνικές υγροποίησης και ασφαλής μεταφοράς του υγροποιημένου αερίου, που μπορούν να αναλυθούν σε ένα ξεχωριστό άρθρο.
Η εφαρμογή μηχανών εναλλακτικού καυσίμου με συνδυασμό ηλεκτροπρόωσης έχει πολύ επιτυχημένα εφαρμοστεί σε πλοία 150.000 dwt μεταφοράς LNG. Η εξοικονόμηση καυσίμου που έχει επιτευχθεί αγγίζει το 80% της κατανάλωσης ελαχιστοποιώντας με αυτό τον τρόπο το μεταφορικό κόστος, ενώ κάνει τα συγκεκριμένα πλοία ιδιαίτερα ανταγωνιστικά στις διεθνείς ναυλαγορές.
Eπιμελημένο κείμενο του Νικήτα Νικητάκου, καθ. Πανεπιστημίου Αιγαίου και Παναγιώτη Σ. Βασιλάκη, υπ. διδ. Πανεπιστημίου Αιγαίου, με τίτλο «Υγροποιημένο φυσικό αέριο και ηλεκτρονικός ψεκασμός. Η επανάσταση στην παγκόσμια εμπορική ναυτιλία», Ναυτικά Χρονικά (Ιούνιος-Ιούλιος 2013)
