Roberto Roasio - ConferenzaGNL

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.
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.
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 costi
in termini di sicurezza ed impatto ambientale”
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.
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
Perché Scegliamo il Gas Naturale
Fuel
Emissions
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
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)
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).
Complete Four Stoke Diesel Cycle
Dual Fuel Iniezione Fasata
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.
Intake
Il nostro approccio standard
NG Injectors
La quantità di Gas
Natural iniettato è
controllata dalla DFF
ECU
Natural Gas
Air
Turbo Charger
Inlet
Manifold
Exhaust
Manifold
Complete Four Stoke Diesel Cycle
Dual Fuel Iniezione Fasata
NG Injectors
Ignition
Compression
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.
Intake
Il nostro approccio standard
La quantità di Diesel
iniettato è controllata
dalla DFF ECU
Natural Gas
Air
Turbo Charger
Inlet
Manifold
Exhaust
Manifold
Complete Four Stoke Diesel Cycle
Dual Fuel Iniezione Fasata
Overlap
Exhaust
Power
Ignition
Compression
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
Intake
Il nostro approccio standard
Natural Gas
Exhaust gases
cleaner thanks to
NG Phased Injection
Air
Air from the
intake manifold
Turbo Charger
Inlet
Manifold
Exhaust
Manifold
Exhaust gases
Very Nice
Nice
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
Sistema Retrofit Diesel Dual Fuel
LNG
Strorage
Diesel
Storage
Vantaggi del Retrofit Dual Fuel GNL
Consumo Diesel: 400 litri/h
per 4000-5000 ore anno
1.800.000 litri di Diesel/anno
Circa 1820 ton/anno CO2
Dopo la conversione in Dual Fuel GNL
Consumo Diesel: 120 litri/h + CH4: 215 kg/h
per 4000-5000 ore anno
Con un risparmio di 420 ton/anno di CO2
Equivalente a crescere un bosto
di oltre 1000 alberi per ogni conversione
Partners
Diesel Dual Fuel Retroifit Marino
Collaborazioni del progetto ITALICA
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.
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.
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.
THE MULTI-PURPOSE LNG/L-CNG REFUELING STATION
Liquid to Compressed & Liquid
PUBLIC or
PRIVATE
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.
1674 N.m @1400rpm
Torque/Speed:
Aspiration
T-charged & Intercooled
Method:
Emission
Tier III
Standard:
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.
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.
First Italian Diesel Dual Fuel LNG Retrofit
DAF FX 460 EURO5
Equipped with d-gid LNG
Diesel Dual Fuel System
Emission test made by European
Jount Research Centre
JRC in Ispra ITALY
Tested Vehicle:
DAF XF 460 EURO5
Progetto
GRAZIE

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