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Slides presentate a Roma il 25 febbraio 2014 in occasione del Workshop "Il GNL è per tutti. Le prospettive di utilizzo del metano liquido per i service vessels, i traghetti a corto raggio e le marinerie minori" promosso da @ConferenzaGNL, un progetto a cura di Symposia e WEC Italia - TWITTER #GNL
Citation preview
Le prospettive del metano liquido per service vessels, traghetti a corto raggio e marineria minore
Relatore:Roberto Roasio Alternative Fuels Product ManagerECOMOTIVE SOLUTINS S.r.l.
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.
Progetto
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.
since 1991
Quartier Generale
Serralunga di Crea (AL)
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”
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 costiin termini di sicurezza ed impatto ambientale”
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.
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.
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 CO2
Diesel Dual Fuel Retroifit Marino
FuelEmissions
kgCO2/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
Perché Scegliamo il Gas Naturale
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.
Gas Naturale(Metano)
MotoreDiesel
Controller Elettronico Dual Fuel ECU
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).
Complete Four Stoke Diesel Cycle
Inta
ke
ExhaustManifold
NG Injectors
Turbo Charger
Natural Gas
InletManifold
Air
Dual Fuel Iniezione FasataIl 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.
La quantità di GasNatural iniettato è controllata dalla DFF ECU
Complete Four Stoke Diesel Cycle
Inta
ke
Co
mp
ressio
n
Ign
itio
n
InletManifold
ExhaustManifold
Natural Gas
NG Injectors
Turbo Charger
Air
Dual Fuel Iniezione FasataIl 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.
La quantità di Diesel iniettato è controllata dalla DFF ECU
Complete Four Stoke Diesel Cycle
Inta
ke
Co
mp
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Ign
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n
Po
we
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Exh
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Ove
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InletManifold
ExhaustManifold
Natural Gas
NG Injectors
Turbo Charger
ExhaustManifold
Exhaust gasescleaner thanks to
NG Phased Injection
Air from the intake manifold
Air
Exhaust gases
Very Nice
Nice
Dual Fuel Iniezione FasataIl 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.
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
Diesel Storage
LNGStrorage
Sistema Retrofit Diesel Dual Fuel
Consumo Diesel: 400 litri/hper 4000-5000 ore anno1.800.000 litri di Diesel/annoCirca 1820 ton/anno CO2
Consumo Diesel: 120 litri/h + CH4: 215 kg/h
per 4000-5000 ore anno
Con un risparmio di 420 ton/anno di CO2
Vantaggi del Retrofit Dual Fuel GNL
Dopo la conversione in Dual Fuel GNL
Equivalente a crescere un bosto
di oltre 1000 alberi per ogni conversione
Partners
Collaborazioni del progetto ITALICA
Diesel Dual Fuel Retroifit Marino
Retrofit flotte di imbarcazioni da pesca
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.
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.
SERBATOI GNL/LNG PER VEICOLI ED IMBARCAZIOI
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 deliverthe LNG to the refuelling station.
THE LNG SUPPLY CHAIN
PUBLIC orPRIVATE
THE MULTI-PURPOSE LNG/L-CNG REFUELING STATIONLiquid to Compressed & Liquid
LNG /
CNG REFUELING
LNG/LBG REFUELING
Non solo offshore
Reach Stacker KALMAR DRF 450
Cummins QSM11 355
Engine Model: QSM11-335
Engine Type: 6 Cylinders, in Line
Displacement: 10.8 L
Rated Speed: 2100 rpm
Rated Power: 250 kW(335 HP)
Max.
Torque/Speed:1674 N.m @1400rpm
Aspiration
Method:T-charged & Intercooled
Emission
Standard:Tier III
- 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.
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
-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.
Activities Developed in Field
A preliminary activity was to mount back the Cummins engine on Kalmar Reach Stacker.
Developed Activities in Field
DAF FX 460 EURO5Equipped with d-gid LNGDiesel Dual Fuel System
First Italian Diesel Dual Fuel LNG Retrofit
Emission test made by European Jount Research Centre
JRC in Ispra ITALY
Tested Vehicle:
DAF XF 460 EURO5
GRAZIE
Progetto