TPL_GK_LANG_MOBILE_MENU
A+ A A-

1200px LNG carrier.Galea.wmt

Silne związki polskich stoczni z państwami skandynawskimi lobbującymi rozwiązania przyjazne środowisku naturalnemu pozwoliły rodzimym stoczniom na wypracowanie pozycji europejskiego lidera w zakresie realizacji jednostek wyposażonych w silniki spalające paliwo LNG. Polskie biura projektowe opracowują również unikalne rozwiązania możliwe do zastosowania w transporcie śródlądowym. 

Trudne początki

Prace nad wykorzystaniem skroplonego gazu w charakterze paliwa zasilającego układy napędowe jednostek morskich na dużą skalę rozpoczęły się z chwilą zaimplementowania nowych regulacji IMO dotyczących limitów emisji siarczanów i azotanów zawartych w spalinach będących efektem ubocznym pracy konwencjonalnych silników jednostek morskich. W 2015r. weszły w życie zarządzenia IMO dotyczące obszaru Morza Północnego i Bałtyku. Producenci silników okrętowych oraz pracownicy biur projektowych rozpoczęli pracę nad udoskonalaniem technologii. Prekursorami zastosowania skroplonego gazu w charakterze paliwa okrętowego były przedsiębiorstwa skandynawskie. Skandynawscy armatorzy korzystający z hojnych rządowych subwencji zaczęli inwestować w rozwiązania przyjazne środowisku naturalnemu. Jako, że Polska jest jednym z czołowych producentów częściowo wyposażonych kadłubów, a także częściowo wyposażonych jednostek na rynek skandynawski, rodzime firmy bardzo szybko zaczęły uczestniczyć w rozwoju technologii  silników okrętowych, opartych na zastosowaniu skroplonego gazu. Gaz LNG jest gazem naturalnym. Substancję przewozi się w zbiornikach w skrajnie ujemnych temperaturach. Ładunek paruje podczas rejsu. Proces parowania ochładza jednocześnie gaz utrzymując go w stanie ciekłym. Faza ciekła umożliwia załadowanie znacznie większej ilości gazu (kilkunastokrotny zysk na objętości w stosunku do gazowego stanu skupienia). Na początku gazowce przewożące ładunki gazu wyposażano w instalacje do przechwytu tego surowca. Gdy pojawiła się zapowiedź wprowadzenia  dyrektyw siarkowych producenci silników LNG skorzystali z wcześniejszych doświadczeń wypracowanych na gazowcach.

- O powierzaniu polskim stoczniom takich kontraktów zadecydowała konkurencyjność (korzystny dla zagranicznych partnerów przelicznik ceny usług polskich przedsiębiorstw w porównaniu z jakością wykonywanej pracy), a także zacieśniana od wielu lat współpraca handlowa między przedsiębiorstwami fińskimi i norweskimi a naszymi stoczniami. Producenci zbiorników, silników okrętowych i instalacji gazowych opracowywali innowacyjne technologie, które następnie były implementowane przez polskie firmy- mówi Adam Ślipy, prezes biura projektowego Seatech Engineering. 

Polskie stocznie na drodze do specjalizacji

Pierwsze zlecenia polegały na konwersji jednostek wyposażonych w tradycyjne napędy na statki spalające paliwo LNG. Jednostkę wyposażano w silnik dual fuel oraz instalację gazową. Rola Politechniki Gdańskiej polegała na wykonaniu testów materiałowych. Wszystkie elementy silników napędzanych LNG pracują w bardzo niskich temperaturach. Stal w standardowych temperaturach jest bardzo plastyczna, natomiast po przekroczeniu określonej ujemnej temperatury staje się krucha jak szkło. Jej wytrzymałość w stanie kruchym jest trzykrotnie niższa niż w stanie plastycznym. Dla standardowej stali temperatura przejścia w stan kruchy wynosi - 60°C. W zbiornikach LNG mamy do czynienia ze znacznie niższą temperaturą. Konstrukcje LNG wymagają więc stosowania materiałów, które wytrzymają styczność ze skroplonym gazem. 

 O ile w okolicach 2013r. większość zleceń dotyczyła takich prostych kwestii, jak instalacja układu napędowego, o tyle obecnie polskie stocznie realizują już całościowe projekty pod klucz. Szereg rodzimych przedsiębiorstw produkuje również zbiorniki LNG (Remontowa LNG System oraz Remontowa Holding). Największe polskie stocznie szybko stały się ważnymi ogniwami w łańcuchu produkcyjnym. 

- Polska jest aktualnie europejskim liderem w dziedzinie produkcji i podwykonawstwa statków z napędem LNG. Poza krajami skandynawskimi przepisy dotyczące redukcji emisji związków siarki i azotu wchodzą w życie dopiero w roku 2020. Stocznie w tych krajach mają więc w stosunku do polskich przedsiębiorstw kilka lat opóźnienia w wdrażaniu technologii LNG. Stocznie wielu zachodnioeuropejskich krajów nigdy nie realizowały tego typu zleceń. Po wejściu w życie odpowiedniego prawodawstwa pierwsze zlecenia powinny więc napływały wartkim strumieniem do polskich przedsiębiorstw. Generalne wykonawstwo być może przypadnie dużym stoczniom zachodnioeuropejskim, ale polskie stocznie wykonywałyby większą część prac związanych z wyposażaniem nowoczesnych jednostek zasilanych paliwem LNG- przewiduje Adam Ślipy.

 Jednostki z napędem LNG na szlakach rzecznych Europy

 Biuro projektowe Seatech Engineering  jest zaangażowane w projektowanie jednostek LNG od 2011r. Główny obszar zainteresowania gdańskich projektantów jest nietypowy nawet jak na standardy branży utożsamianej z pionierskimi realizacjami. Projekty Seatech Engineering  udowadniają, że w silniki LNG mogą być wyposażane nie tylko jednostki morskie, ale również barki śródlądowe. 

- Nawiązaliśmy w tym zakresie współpracę z takimi firmami, jak CFTP (francuskie przedsiębiorstwo będące jednym z najważniejszych armatorów śródlądowych na naszym kontynencie) a także GTT (jedno z głównych przedsiębiorstw obsługujących transport gazu). Główny problem, z jakim zmagają się projektanci wdrażający technologię LNG w transporcie rzecznym jest brak infrastruktury niezbędnej do bunkrowania paliwa gazowego. Z tego względu większość realizacji jest jeszcze na etapie projektów wstępnych lub projektów technicznych- relacjonuje prezes Seatech Engineering.

Większość armatorów Zachodniej Europy wciąż jeszcze nie zdecydowała się na zastosowanie nowej technologii. 

Rejony przybrzeżne mórz są objęte regulacjami o limitacji tlenków siarki i tlenków azotu. Od 2020r. ta sama legislatywa musi siłą rzeczy objąć również drogi śródlądowe, które są jeszcze większym źródłem lokalnego zanieczyszczenia powietrza w wyniku zastosowania tradycyjnego paliwa niż szlaki morskie. Tymczasem technologia LNG jest jak na razie niemożliwa do zastosowania nawet na największych szlakach wodnych przecinających nasz kontynent- Renie, Dunaju i Sekwanie. 

-By rozwiązać problem braku infrastruktury podjęliśmy współpracę z GTT(Compagnie Fluviale de Transport, francuską firmą produkującą membrany do przewozu skroplonego gazu dla dużych jednostek transportujących paliwo gazowe. Francuzi są również zainteresowani ekspansją na rynek stacji bunkrowania dla jednostek rzecznych. Seatech Engineering zajmuje się promowaniem swoich rozwiązań na rynku francuskim- deklaruje Adam Ślipy.

Po wodach Renu pływają już pierwsze jednostki zasilane skroplonym gazem. Stwarza to potencjał do realizacji śmiałych projektów opracowanych w naszym kraju. 

Dla statków pełnomorskich stosowanie paliwa LNG jest najczęściej rozwiązaniem dodatkowym. Statki pracują na silnikach duel fuel, które umożliwiają zastosowanie standardowego paliwa dieselowskiego. W regionach przybrzeżnych jednostka może być napędzana skroplonym gazem.  Dla armatorów rzecznych polska firma opracowuje i propaguje rozwiązanie w 100% bazujące na LNG, bez zastosowania napędu dual fuel.  

- Z punktu widzenia firm projektujących rozwiązania, głównym ograniczeniem są gabaryty silników. Producenci wciąż koncentrują na znacznie większych silnikach przeznaczonych na rynek morski a nie śródlądowy. Nasze rozwiązania nie są więc możliwe do zastosowania na takich rzekach jak Odra czy Wisła. Póki co na rynku nie są dostępne tak małe silniki zasilane LNG- ocenia prezes Seatech Engineering.

Mimo wdrożenia wielu przełomowych projektów rozwiązania bazujące na LNG są wciąż wyraźnie droższe od standardowych. Instalacje i zbiorniki są drogim wyposażeniem. Dodatkowo zbiorniki LNG zajmują wciąż znacznie więcej miejsca niż standardowe zbiorniki paliwowe w podwójnym dnie kadłuba jednostki. Obecnie rozwiązania LNG są od kilkunastu do 30% droższe od standardowych silników. Po wejściu w życie nowych regulacji w 2020r. w całej Europie producenci liczą na dofinansowania ze strony lokalnych krajów UE pozwalające na pokrywanie różnic kosztów.  Jak na razie producenci koncentrują się na najlepiej sprzedających się produktach, czyli silnikach, w które wyposażone są duże statki morskie zasilane LNG, które stają się stopniowo coraz popularniejsze. 

- Widzimy jednak tendencje do stopniowego zmniejszania rozmiarów silników. Gdy rozpoczęliśmy w 2011r. pracę nad pierwszym projektem do naszej dyspozycji były wyłącznie bardzo duże silniki okrętowe zasilane LNG. Kolejne edycje targów branżowych utwierdzają nas w przekonaniu, że producenci ograniczają moce silników LNG. Wciąż nie można tego jednak porównać z pełną paletą możliwości, z których korzystają nabywcy silników tradycyjnych. Istotna modyfikacja oferty pojawi się z pewnością w okolicach roku 2018-2019, kiedy to rynek będzie musiał przygotować się na wejście w życie nowych, restrykcyjnych przepisów dotyczących ochrony środowiska. Aktualnie producenci oferują silniki  LNG o mocy powyżej 1000 KW. Potrzebujemy mniejszych mocy- informuje Adam Ślipy. 

rzeczny LNG

Technologia napotyka bariery

Obecnie wszyscy czołowi producenci silników okrętowych rozszerzyli katalogi swoich produktów o silniki dual fuel. To wymagająca technologia z uwagi na konieczność spawania stali o bardzo niestandardowych właściwościach, a także techniczny odbiór instalacji. Dlatego realizacji związanych z LNG mogą się podjąć tylko największe stocznie mogące sobie pozwolić na zaangażowanie najwyższej klasy fachowców. 

Problem projektantów pełnomorskich jednostek wyposażonych w systemy LNG również sprowadza się do opłacalności budowania stacji bunkrujących to paliwo oraz zorganizowania systemu przeładunku gazu w bezpieczny sposób. Po sukcesie funkcjonującego w Świnoujściu gazo portu powstał pomysł rozszerzenia oferty o dostawy gazu na potrzeby jednostek pływających w akwenie Morza Bałtyckiego. Zorganizowanie stacji do bunkrowania wymaga wyspy bunkrującej- stacjonarnej stacji tankowania oraz dodatkowo pływających stacji umożliwiających dużym jednostkom uzupełnianie zapasu paliwa gazowego. Projekt nie wyszedł poza fazę koncepcyjną. Ekonomiczna opłacalność budowy tak rozbudowanej infrastruktury jak na razie stoi pod znakiem zapytania. Na ogół duże jednostki wyposaża się w układy napędowe, zużywające paliwo konwencjonalne oraz gazowe. Klasyczne paliwo jest spalane po przekroczeniu przez jednostkę obszaru morskiego,  objętego limitami emisji związków siarki i azotu. Aktualnie istniejąca infrastruktura wystarcza jednostkom o napędzie dual fuel, jednak jest zbyt skromna  w stosunku do potrzeb jednostek zasilanych wyłącznie paliwem gazowym. 

Zdaniem projektantów i pracowników instytutów naukowych dalszy rozwój technologii LNG będzie zależał od skuteczności działań lobbingowych. LNG nie należy do łatwych w obsłudze technologii. Przechowywanie gazu w temperaturze -163°C stanowi wieczny problem konstrukcyjny i techniczny. Na małych jednostkach paliwo gazowe najczęściej przechowuje się w dwuwarstwowych, ciśnieniowych zbiornikach typu C. Zbiorniki przybierają kształt cylindrów, przez co mogą pomieścić mniejszą ilość przewożonej substancji niż zbiorniki sześcienne). 

LNG paliwem przyszłości?

- Jedyną istotną zaletą przemawiającą za rozwojem takiej technologii jest jej ekologiczność. Efektem ubocznym spalania paliwa LNG jest wyłącznie woda i dwutlenek węgla. Coraz więcej czynników wskazuje na to, że przewoźnicy będą decydowali się na stosowanie elektrycznych napędów hybrydowych. Za upowszechnieniem takich rozwiązań przemawiają coraz lepsze baterie - mówi zarządzający gdańskim biurem projektowym. 

Baterie elektryczne jako źródło zasilania układu napędowego jednostki są rozwiązaniem doskonale sprawdzającym się na szlakach biegnących wzdłuż skandynawskich fiordów. Baterie można doładować w ciągu kilku minut, zaś pobrana energia z powodzeniem wystarcza na przepłynięcie na drugą stronę fiordu.

Na takich trasach podobne rozwiązania sprawdzają się lepiej niż paliwa tradycyjne lub nawet paliwa LNG. Stocznia Crist zrealizowała zamówienie na budowę ponad 90 osobowego promu wyposażonego w elektryczny układ napędowy. 

Zdaniem dr hab. Janusza Kozaka z Wydziału Okrętownictwa Politechniki Gdańskiej jeśli nie pojawią się nowe, bardziej drakońskie regulacje prawne, technologia LNG nie będzie się rozwijać. Konwersja jednostek klasycznych na napęd LNG nie jest drogą operacją, ale LNG mimo swoich niewątpliwych zalet jest wyczerpywalnym zasobem. Wg pesymistycznych założeń światowe zasoby gazu wyczerpią się już za kilkadziesiąt lat. Natomiast energię elektryczną można z powodzeniem wytwarzać już ze źródeł odnawialnych. W Polsce szlaki związane ze stosowaniem alternatywnych źródeł energii przeciera m.in. stocznia Crist. 

 

Opracował  Maciej Ostrowski