Metody zmniejszenia zużycia paliwa w procesie eksploatacji statku

METODY ZMNIEJSZENIA ZUŻYCIA PALIWA

W PROCESIE EKSPLOATACJI STATKU

W opracowaniu przedstawiono metody obniżania kosztów eksploatacji statku przez redukcję zużycia paliwa przez jego główne systemy napędowe. Opisano metody zmniejszania oporów kadłuba, polepszenia pracy silnika głównego oraz optymalizację wyznaczania i realizację trasy pływania statku. W podsumowaniu omówiono zasady polityki operatorów i armatorów działających w celu minimalizacji zużycia energii na statkach.

WSTĘP

W światowych rejestrach znajduje się około 70 tysięcy statków eksploatowa-nych na morzach i oceanach całego świata. Ten specyficzny środek transportu ob-sługuje około 90 procent światowego handlu [13].

Wzrost cen paliw na rynkach światowych zmusza armatorów i operatorów statków morskich do szukania metod zmniejszenia zużycia paliwa na statkach w celu uzyskania lepszych efektów ich eksploatacji, jak również zmniejszenia za-nieczyszczenia środowiska morskiego.

0 100 200 300 400 500 600 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 [USD/tony] [lata]

Sprawę zmniejszenia zużycia paliwa na statkach morskich porusza się na forum Międzynarodowej Organizacji Morskiej w Londynie od kilku lat jako pro-blem globalnej polityki zmniejszenia zużycia energii na statkach morskich [14, 20]. Wydanie odpowiedniej dokumentacji pozwoli na planowe wykorzystanie metody zmniejszenia zużycia paliwa na statkach morskich. Zmusza do tego również ciągły wzrost cen paliwa na rynkach światowych. Analiza kosztów eksploatacyjnych stat-ków morskich w ostatniej dekadzie wskazuje na ich gwałtowny wzrost, głównie ze względu na coraz wyższą cenę paliwa. Zatem zwiększenie efektywności eksploata-cji statku związane jest z redukcją zużycia paliwa.

W tabeli 1 pokazano ostatnio notowany koszt eksploatacyjny statku z silni-kiem Diesla. Przedstawione w pozycji 1 koszty paliwa zmieniają się w zależności od rodzaju napędu, ale zawsze stanowią 60–80% kosztów eksploatacji statku.

Tabela 1

Podział kosztów eksploatacyjnych statku handlowego z silnikiem Diesla [14, 20, 24, 38]

Koszty eksploatacyjne Udział procentowy [%]

Koszt paliwa SG Płace załogi

Koszt części zamiennych Koszt smarów Urządzenia pomocnicze Różne 76 8 6 6 2 2

Oblicza się, że koszt paliwa zużytego w okresie eksploatacji statku (od wejścia do eksploatacji do jego kasacji) jest kilkanaście razy wyższy od kosztów budowy.

W pracy przedstawiono możliwości zwiększenia efektywności eksploatacji statku przez zmniejszenie zużycia paliwa, a także zmniejszenie szkodliwych emisji do atmosfery.

W praktyce stosuje się dwie metody zmniejszające zużycie paliwa w eksplo-atacji:

• eksploatacyjne,

• technologiczne (konstrukcyjne).

1. CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA EFEKTYWNOŚĆ EKSPLOATACJI STATKU

Proces eksploatacji statku analizowany jest pod kątem:

• zmian w projektowaniu konstrukcji,

• ulepszania konstrukcji systemu sterowego i pędnika,

• ulepszania konstrukcji napędu S.G.,

Pierwsze trzy punkty związane są z projektowaniem i konstrukcją całego sys-temu elementów składowych statku. Obejmują one taki zakres, jak:

• projekt statku, główne wymiary aerodynamiczne, kształty kadłuba,

• kształty gruszki dziobowej,

• konstrukcje steru i rodzaj napędu,

• rodzaj pędnika (liczba płatów śruby napędowej),

• sternik automatyczny,

• budowa i rozkład mostka i rodzaj wyposażenia,

• rodzaj systemu napędowego S.G., nowe generacje, rodzaj paliwa,

• system.

Na polepszenie warunków eksploatacji statku mają wpływ takie elementy, jak:

• kwalifikacje i wyszkolenie załogi,

• rejon pływania, przeznaczenie statku,

• długość podróży,

• poziom dostosowania prędkości do warunków (zakłóceń),

• stan konserwacji S.G., steru, kadłuba żywego, używanego pędnika,

• metody zarządzania eksploatacją przez personel lądowy,

• ulepszanie metod procesów przeładunkowych na statku w portach,

• efektywne gospodarowanie energią na statku.

W celu szczegółowej analizy możliwości realizacji optymalnej eksploatacji statku ze wskazaniem na zmniejszenie zużycia paliwa należy omówić statek jako system techniczny. Na rysunku 2 przedstawiono elementy techniczne wykorzysty-wane w procesie eksploatacji w celu praktycznej realizacji zmniejszenia zużycia paliwa na statku [9, 28]. 1 0 3a 3 2 4 5 6 7 9 8

Rys. 2. Statek jako system techniczny w procesie eksploatacji: 1 – kontrola eksploatacji

statku/dobra łączność zewnętrzna, 2 – optymalne planowanie podróży, 3 – kryterium optymalizacji minimalnego zużycia paliwa na trasie, 3a – redukcja prędkości, 4 – optymalizacja sterowania kursem statku (autopilot), 5 – konserwacja pędnika,

6 – optymalizacja pracy silnika głównego (bieżąca kontrola zużycia paliwa), 7 – konserwacja podwodnej części kadłuba (gładkość poszycia kadłuba żywego), 8 – ustalenie optymalnego przegłębienia (zanurzenia), 9 – optymalizacja balastowania

2. PODSTAWOWE ELEMENTY WPŁYWAJĄCE NA ZMNIEJSZENIE ZUŻYCIA PALIWA W PROCESIE EKSPLOATACJI STATKU

Czynniki wpływające na zmniejszenie zużycia paliwa to:

• zmniejszenie oporu kadłuba,

• polepszenie pracy napędu głównego.

Główne czynniki redukujące zużycie paliwa w ruchu

Redukcja oporów kadłuba Polepszenie pracy S.G. Optymalizacja trasy ruchu Częstotliwość czyszczenia kadłuba Konserwacja i przeglądy Optymalizacja prędkości π redukcja Dobór odpowiednich

powłok malarskich eksploatacji S.G.Optymalizacja

Wyszkolenie załogi statku Wykorzystanie systemów napowietrzających kadłub podwodny (obniżenie zużycia paliwa) (obniżenie prędkości i zużycia paliwa) (obniżenie oporów)

Rys. 3. Schemat działań załogi w procesie eksploatacji statku w celu zwiększenia efektywności zużycia energii na statku [3, 23, 28, 36]

Zmniejszenie oporów kadłuba można osiągnąć przez usuwanie porostów z pod-wodnej części kadłuba (gładkość poszycia), eksperymentalne ustalenie odpowied-niego przegłębienia statku oraz polepszenie sterowania statkiem [32, 33].

3. REDUKCJA OPORÓW KADŁUBA ŻYWEGO

Zmniejszenie oporu kadłuba można uzyskać już w fazie projektowania i bu-dowy statku, biorąc pod uwagę:

• rodzaj kadłuba – kształt, smukłość,

• wyporność,

• kształt gruszki dziobowej,

• rodzaj napędu,

Chropowatość podwodnej części kadłuba zwiększa opory statku. Tworzą ją porosty osadzające się pod linią wody. Przyczyną są procesy biologiczne i fizyczne zachodzące w wodzie (nie tylko morskiej) w zależności od strefy klimatycznej oraz od rodzaju powłok malarskich. Chropowatość powoduje wzrost oporu tarcia ka-dłuba. Proces ten nasila się z wiekiem statku oraz czasem od ostatniego dokowania.

Według badań Aerstena [1] wzrost oporu tarcia ΔR1 można określić wzorem:

1 2 1 3 ( ) (1 ) A D k y k y R k y Δ = ⋅ ₊+ D = [%] (1) gdzie: k1, k2, k3 – współczynniki z eksperymentu,

yA – wiek statku w latach,

yD – lata od ostatniego dokowania.

Współczynnik k k k1 2 3 dla tras atlantyckich: 1 3 6 2 40 3 2

k = , , k = , k

Wzrost oporów tarcia zwiększy się o 30% dla statku 5-letniego po roku od ostatniego dokowania.

Na rysunku 4 podane są przykłady wzrostu oporów kadłuba w funkcji czasu po różnych metodach konserwacji poszycia kadłuba

Efektywność systemu napędowego zależy od kilku parametrów. Jednym z najważniejszych elementów zwiększających zużycie paliwa jest stan gładkości kadłuba żywego. Z tego powodu ważnym elementem w procesie eksploatacji stat-ku jest monitorowanie stanu podwodnej części kadłuba, chropowatość poszycia zwiększa bowiem jego opory.

0 [%] 10 20 30 40 50 60 1670 1870 2070 2270 2470 2670 Częściowe czyszczenie kadłuba Całkowite czyszczenie kadłuba Dokowanie statku malowanie Czyszczenie kadłuba Czyszczenie kadłuba Zw ię ksz e n ie o p o ró w k a d łub a [dni]

Rys. 4. Zmiany przyrostów oporu kadłuba po operacjach czyszczenia zanurzonej części kadłuba [16, 21]

Chropowatość kadłuba jest funkcją czasu oraz rejonu pływania, a także wa-runków eksploatacji statku, jak np. dłuższe postoje w portach o ciepłych wodach.

Silne obrosty kadłuba mogą zwiększyć opory do 40%, redukując prędkość o 2 węzły oraz zwiększyć zużycie paliwa o 20% [21].

Do konserwacji podwodnej części kadłuba stosuje się dwie metody:

• czyszczenie i malowanie na suchym doku,

• czyszczenie podwodzia przez płetwonurków lub automatycznie za pomocą ro-botów.

3.1. Wpływ sezonu i rejonu pływania na wzrost oporów kadłuba różnych typów statków

Głównym jednak czynnikiem zwiększającym opory kadłuba w czasie eksplo-atacji jest opór falowy [18]. Przeciętne wzrosty oporów kadłuba na różnych trasach żeglugowych w zależności od pory roku pokazano w tabeli 2.

Tabela 2

Przeciętny wzrost oporów kadłuba w różnych fazach żeglugowych

Trasy w rejonie pływania Lato

[%]

Zima [%]

Północny Atlantyk (na zachodzie) 25 35 Północny Atlantyk (na wschodzie) 20 25

Europa–Australia 20 25

Europa–Azja Wschodnia 20 25

Trasy na Pacyfiku 20 30

W praktyce wzrost oporów w warunkach sztormowych zależy od takich czyn-ników, jak:

• parametry wiatru,

• parametry prądu,

• parametry fali,

• parametry statku, jego przeznaczenia i stanu załadowania oraz mocy S.G. i prędkości.

Głównymi składowymi oporów statku są [26]:

• opory tarcia (45–90%),

• falowanie (40–50%),

• powietrze (10–20%),

• prądy wirowe (5–8%).

Pierwsze dane dotyczą statków szybkich, drugie statków wolnych.

W czasie eksploatacji statku pokrywa farby zanurzonej części kadłuba zużywa się i odpada, tworząc chropowatość, ułatwiającą obrastanie kadłuba. Niewłaściwy rozkład ładunków powoduje odkształcenia poszycia. To wszystko przyczynia się do wzrostu oporów od 25 do 50%, w zależności od czasu pływania i ostatniego do-kowania.

3.2. Polepszenie pracy S.G.

W celu zwiększenia efektywności napędu silnika już w procesie projektowa-nia statków prowadzone są próby zastosowaprojektowa-nia nowych rozwiązań, takich jak:

• dobór liczby śrub (pędników),

• określenie optymalnych średnic i powierzchni śrub napędowych,

• układ, kształt i liczba płatów śrub napędowych,

• ustalenie geometrii usytuowania steru i śruby,

• stosowanie śrub przeciwbieżnych.

W procesie eksploatacji statku realizowana jest praktyka załogi i armatora zwiększania efektywności pracy systemu S.G., w celu zmniejszania zużycia paliwa (energii) przez statek.

3.3. Prędkość a przegłębienie statku

Wyporność i przegłębienie statku są czynnikami, które mają wpływ na po-ziom zużycia paliwa w podróży. Do analizy oceny prędkości oraz zapotrzebowania mocy dla różnych wyporności i przegłębień stosowany jest wzór admiralicji [15]:

1 2 2 2 3 3 3 3 1 1 2 2 P P V D V D = ⎛ _⋅ ⎞ ⎛ _⋅ ⎜ ⎟ ⎜ ⎝ ⎠ ⎝ ⎞ ⎟ ⎠ (2) gdzie:

P1 – pobór mocy dla wyporności D1(ΔT1),

P2 – pobór mocy dla wyporności D2(ΔT2),

D1ΔT1, D2(ΔT2) – przegłębienia statku dla określonej wyporności,

V1, V2 – prędkość statku dla określonej mocy S.G.

Ze wzoru (2) można określić parametry przegłębienia. W czasie rejsu wartość optymalnych przegłębień uzyskuje się drogą eksperymentalną.

4. WYBÓR OPTYMALNEJ TRASY STATKU [5, 17]

Optymalizacja drogi statku jest to wybór najbardziej korzystnych warunków do osiągnięcia wybranych rozwiązań, najbardziej efektywnych, biorąc pod uwagę działające na statek zakłócenia zewnętrzne.

W procesie nawigacyjnym droga optymalna jest zdefiniowana jako trasa, która realizowana jest pod kątem spełnienia takich kryteriów, jak: punktualność zawinięcia do portu przeznaczenia, minimum zużycia paliwa przy jednoczesnym unikaniu uszkodzeń sztormowych statku, co nie zawsze jest możliwe [20].

Wybór trasy optymalnej można określić jako szukanie drogi optymalnej na trasach oceanicznych na podstawie parametrów długoterminowych prognoz hy-drometeorologicznych, jak: wiatry, falowanie, prądy, oraz wiedzy, doświadczenia i znajomości reakcji kadłuba na zmienne, przypadkowe zakłócenia zewnętrzne [1, 2, 3, 26].

Efekty związane z wyborem optymalnej trasy to:

• zmniejszenie uszkodzeń systemów sterowych i napędu kadłuba, ładunku i sys-temów pokładowych,

• mniejsze zużycie paliwa,

• zwiększone bezpieczeństwo statku i załogi,

• zmniejszone zmęczenie załogi i pasażerów,

• bardziej punktualne zawinięcie do portu przeznaczenia (dokładniejsze ETA). Proces realizacji rejsu w rejonach oceanicznych, w warunkach sztormowych, wymaga stosowania optymalnego zużycia paliwa. Statek pływający po ortodromie może wykorzystać ruch w trzech wariantach:

(1) – pływać przy stałych obrotach (Δ),

(2) – regulować prędkość w zależności od warunków (●),

(3) – sztormować, a następnie zwiększać prędkość przed i po sztormowaniu na fali poniżej 2,5 m ( ).

Eksperyment symulacji wykonany na trasie Europa–Ameryka Południowa na trzech wybranych trasach:

• optymalnej,

• loksodromicznej,

• ortodromicznej

wykazał różne opóźnienia statku.

Na wybranej trasie ortodromicznej zasymulowano trzy różne metody pływa-nia [1–3]. Wyniki podano w tabeli 3.

Tabela 3

Opóźnienia na trasie rejsu [w godzinach], w zależności od sposobu ruchu statku w funkcji wysokiej fali [w metrach] na trasie [30]

Wysokość fali Hs [m] Stałe obroty Δ [h] Regulacja prędkości ● [h] Zwiększenie prędkości [h] 1 – – – 2 2 2 – 3 3 3 – 4 6 4 – 5 12 7 2 6 22 12 10 Δ – stałe obroty/min, – zwiększanie prędkości dla fali< od 2,5 m,● – regulacja prędkości w zależności od

wa-runków zakłóceń

Na rysunku 5 pokazano wzrost zużycia paliwa w żegludze po ortodromie w funkcji wysokości fali znaczącej Hs dla różnych prędkości. Jak widać, najmniej-szy wzrost zużycia paliwa w pływaniu po ortodromie w żegludze oceanicznej,

uzyskuje się przy stałych obrotach śruby okrętowej. Przy wysokości fali poniżej 2,5 m wszystkie metody sterowania prędkością nie zwiększają zużycia paliwa po-wyżej 5%. Największe zużycie w żegludze po ortodromie na fali popo-wyżej 6 m notuje się w pozostałych metodach sterowania prędkością.

Wykorzystanie wyspecjalizowanych ośrodków do udzielania porad kapitanom statków w wyborze optymalnych tras żeglugi dają znaczące efekty ekonomiczne, jak np. zmniejszenie opóźnień zawinięć statków do portu, zmniejszenie uszkodzeń sztormowych statku i ładunku.

0 1 2 3 4 5 6 [m] W z ros t z u ży c ia p a liw a [%] Wysokość fali 0 5 10 15 20 25 30 35

Rys. 5. Wzrost zużycia paliwa w żegludze po ortodromie w funkcji wysokości fali

dla różnych metod realizacji prędkości [30]

Z danych statystycznych przedstawionych przez wyspecjalizowane ośrodki prowadzenia statków, jak Ocean System Inc. [5], wynika, że:

• liczba spóźnień w zawinięciu do portu w wyniku sztormowej pogody zmniej-szyła się o 80%,

• liczba statków z uszkodzeniami posztormowymi zmniejszyła się o 73%,

• uszkodzenia ładunków w wyniku sztormowej pogody zmniejszyły się o 87%.

4.1. Redukcja prędkości statku [22]

Jedną z metod zmniejszenia kosztów eksploatacji statku jest redukcja prędko-ści eksploatacyjnej na trasie rejsu.

Całkowitą ilość zużycia paliwa w podróży oblicza się wzorem:

gdzie:

FT – całkowita ilość zużycia paliwa podróży [t], F0 – dobowe zużycie paliwa [t],

FT = F0 = k ·V0 3

[t] (4)

gdzie:

V0 – prędkość przed redukcją obrotów [w],

k – współczynnik z eksperymentu, zaś: T0 = 0 24 L V ⋅ [doby] (5)

gdzie: L – całkowita długość trasy pływania.

Ilość zużytego paliwa po zmniejszeniu prędkości do wartości V można obli-czyć, stosując wzór:

( )

Redukcja prędkości pozwala na znaczące oszczędności zużycia energii. W ta-beli 4 podano wartości oszczędności energii w funkcji redukcji prędkości statku.

F [t/dobę] 30 Fo 20 80 obr/min 102 obr/min P1 = 90% (moc) P2 = 80% (moc) 14 16 18 20 V V0 V [w]

Rys. 6. Przykład obniżania zużycia paliwa po redukcji obrotów S.G. [18]

Tabela 4

Oszczędność energii w funkcji redukcji prędkości [38]

Redukcja prędkości [w] Oszczędność energii [%] 0,5 1,0 2,0 3,0 7 11 17 23

Redukcja kilku obrotów śruby przy zredukowanej prędkości może dać do 5% zmniejszenia zużycia paliwa w czasie rejsu.

Redukcja prędkości jest jednym z najbardziej efektywnych sposobów na zmniejszenie zużycia paliwa, jak również szkodliwej dla środowiska emisji spalin do atmosfery. Zmniejszenie prędkości o 5% daje średnio 13% oszczędności paliwa dla masowców i tankowców, 16–19% dla kontenerowców [12].

Elektroniczne sterowanie silnikiem pozwala na większą efektywność pracy silnika, a tym samym obniża zużycie oleju, smarów i paliwa.

Sterowanie śrubą nastawną zwiększa efektywność pracy S.G. w szerokim za-kresie jej obrotów.

Do oceny pracy S.G w różnych warunkach zakłóceń wykorzystuje się algo-rytmy. Badane są związki między prędkością a mocą silnika w różnych stanach zanurzenia i przegłębienia na podstawie przeprowadzanych prób rzeczywistych oraz na basenach eksperymentalnych. Zawarte w programie badawczym charakte-rystyki silnika we współpracy z pędnikiem oraz oporami w ruchu pozwalają na pre-dykcję pracy silnika i prędkości statku w różnych stanach zakłóceń zewnętrznych.

5. ZASADY DŁUGOTERMINOWEJ POLITYKI ARMATORA W CELU UZYSKANIA MINIMUM ZUŻYCIA ENERGII NA STATKACH

5.1. Główne założenia działania załogi i armatora

1. Silniki główne eksploatować zgodnie z instrukcją producenta przy jednocze-snym zachowaniu terminów inspekcji i przeglądów.

2. Odpowiednio ustawić prędkości statku, unikając nadmiernego zużycia paliwa.

3. Redukować prędkość w czasie sztormowej pogody, w celu zmniejszenia zuży-cia paliwa i przesilenia pracy układów.

4. Ustawić na oszczędność pracę pilota automatycznego w celu zmniejszenia ką-tów myszkowania.

5. Regularnie przeglądać stan kadłuba żywego, unikając uszkodzeń farby i zarostu chropowatości dna.

6. Sprawdzić śruby okrętowe pod kątem ich ewentualnych uszkodzeń oraz chro-powatości lub obrostu.

7. Wyszkolenie i kwalifikacje oraz motywacje załogi w celu realizacji zasad efek-tywności eksploatacji statku.

5.2. Programy armatorskie oszczędności paliwa na statkach [9, 36]

Tworzone są armatorskie programy oszczędnościowe zużycia paliwa w proce-sie eksploatacji. Zbudowane programy matematyczne oparte są na dokumentacji budowy statku oraz osiągach w ruchu na próbach.

Model ruchu statku

(1) wejście (2) wyjście

Rys. 7. Statek jako „czarna skrzynka”

W uproszczonej wersji program oblicza aktualne stany oporu kadłuba na całej trasie w założonych odstępach czasu (drogi), w zależności od zużycia paliwa. Na całej trasie model określa różnicę zużycia paliwa między planem a rzeczywis-tym zużyciem, podając informacje o konieczności zmiany stanu ruchu lub trasy. W czasie podróży model analizuje aktualny stan oszczędności zużycia paliwa na określonych odcinkach trasy [9].

Dane wejściowe do modelu obejmują:

• stałe dane parametry o statku i charakterystyki silnika głównego,

• stałe dane w podróży, jak: rodzaj paliwa, zanurzenie, przegłębienie, przechył, ostatni termin dokowania itp.,

• dane o parametrach trasy (plan podróży). Dodatkowe dane o środowisku:

• parametry falowania,

• parametry wiatru,

• parametry prądów,

• głębokości z nawigacyjnej bazy danych. Dane wyjściowe modelu:

• obroty pędnika oraz moment obrotu,

• nastaw przepustnicy (listwy paliwowej),

• sumaryczne zużycie paliwa w podróży.

Bardziej rozbudowane programy obejmują symulacyjne algorytmy realizujące predykcje prędkości dla danych warunków zakłóceń w celu redukcji prędkości w aspekcie bezpieczeństwa ruchu oraz oszczędności zużycia paliwa [5, 9, 29].

PODSUMOWANIE

Omówione w opracowaniu sposoby oszczędności paliwa wpływają znacząco na obniżenie kosztów eksploatacji statków. Korzyści ekonomiczne dla armatorów oraz ochrony środowiska wynikają z [8]:

• doskonalenia sprawności pracy S.G. – 2%,

• odnowy odpadów cieplnych – 5%,

• optymalizacji pracy śrub okrętowych – 5%,

• optymalizacji przegłębień statku – 1–2%,

• zmniejszenia oporów kadłuba żywego – 2–5%,

Nowobudowane jednostki wyposażane już są w urządzenia energooszczędne, na starszych zaś wprowadza się je w ramach remontów okresowych i wymiany starych, wyeksploatowanych lub uszkodzonych. Załogi przechodzą przeszkolenie. Programy szkoleniowe na kursach zawodowych i w szkołach morskich zawierają już te wszystkie innowacje.

Przy rosnących cenach paliw oszczędzanie stało się koniecznością. Autorzy ekspertyz i opracowań oszczędnościowych dla użytku armatorów zalecają następu-jące działania [7, 27, 28]:

• dodatki do paliw,

• redukcja prędkości,

• planowanie podróży (optymalizacja),

• przegłębienia optymalne statku,

• regulacja sterników automatycznych,

• malowanie podwodnych części kadłuba,

• czyszczenie podwodnych części kadłuba,

• szlifowanie powierzchni śrub okrętowych,

• optymalizacja obciążenia S.G.,

• oszczędność zużycia energii na statku,

• optymalizacja układu śruba–ster,

• dobór liczby płatów w śrubie, ich kształtu i powierzchni,

• optymalizacja współpracy kadłub–śruba,

• obniżenie masy konstrukcji kadłuba,

• obniżanie wielkości balastów,

• minimalizacja oporów kadłuba (gładkość),

• stosowanie systemów napowietrzających bąbelkami powietrza podwodną część kadłuba.

Jeżeli chodzi o dane dotyczące obniżania zużycia paliwa na statkach nowobu-dowanych, to wielkości oszczędności paliwa są znacznie korzystniejsze.

Tabela 5

Możliwości uzyskania zmniejszenia zużycia paliwa na nowobudowanych statkach [19, 20, 37]

Rodzaj innowacji w konstrukcji statku Wielkości

[%]

Optymalizacja pracy S.G. 5–10

Optymalizacja kształtów kadłuba (małe współczynniki pełnotliwości) 3–10

Optymalizacja śrub napędowych 3–6 Konserwacja gładkości zanurzonej części kadłuba 2–5

Zwiększenie skuteczności farb pokrywających kadłub żywy 1–2

Zastosowanie płetw dennych dla 2 śrub 5–8 Optymalizacja przegłębienia dla dużych statków (duże współczynniki pełnotliwości) 1–2

Optymalizacja przegłębień dla małych współczynników pełnotliwości max. 10

Inne metody i środki obniżania zużycia paliwa 2–6

Nowe konstrukcje statków stanowią dodatkowe źródło obniżenia zużycia pa-liwa oraz zmniejszenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery.

LITERATURA

1. Aersten G., Service Performance and Trials at Sea, Report of Performance Committee 12th I TTC, Rome 1969.

2. Barrass C.B., Ship Design and Performance For Masters and Mates, ELSEVIER Butterworth – Heneman, Oxford 2004.

3. Bond P., Improving Fuel Efficiency Through the Chain and the Ship Management Plan, www.optinalfuelconsumptionships (23.10.2008).

4. Centre for Smart Control Turbulence, National Maritime Research Institute, Japan. 5. Chen H., Weather Routing: A New Approach, www.ocean-systems.com.

6. Chen H. at al, Use of Operation Support Information Technology to Increase Ship Safety and Efficiency, SNAME Transactions, 1988, vol. 106.

7. Conrad J., Fuel Conservation on and Emissions Reduction, Cruise Industry Forum, Brussels, 26 February 2008.

8. Des Verges J., Guiding greens: IMO is targeting energy efficiency, www.thetriton.com/column /rulex/2009/10.

9. Fuel Saving Concept, Intecs B.A, April 2009.

10. Gunton P., Maritime Transport and Climates Challenge, London, February 2009.

11. Harvald S. A., Resistance and Propulsion of Ships, 1983, www.fuelconsumptioninreducedspeed. 12. Hochkirch K., Bertram V., Engineering Options for More Fuel Efficiently Ships, First International

Symposium on Fishing Vessel Energy Efficiency, Vigro, Spain, May 2010.

13. International Maritime Organization, Guidance for Development of a Ship Energy Plan, MEPC 1/Circ 683, 1708, 2009.

14. International Maritime Organization, Ship Efficiency Management Plan, MEPC 58/INF 9, Lon-don, July 2008.

15. International Towing Tank Conference, Recommended Procedures and Guidelines, 2008.

16. Kane D., Fuel Conservation Throngh Managing Hull Resistance Surface Preparation and Coatings Panel, Meeting San Diego 26.02.2010.

17. Lee H., Kong G., Kim S., C and Lee I., Optimum Ships Router and its Implementation on the Web, www.Springerlink.com/content.

18. MAN BRW, Mechanical Efficiency Power Train Optimization Combine, Green Ship of the Future, Athens 22/6, 2009.

19. Martensen N.B., Ship fuel efficiency in a historical perspective, Bulletin, 2009, vol. 104. 20. Moller A.P., Maersk Group Energy Cost, Engineering and Project 01.10.2008.

21. Narewski M., Hismar – Underwater Hull Inspection and Cleaning System as tool for Ship Propulsion System Performance Increase, Journal of Polish CIMAC, 2009, vol. 4, no. 2.

22. Psaraftis H.N. et al., Speed Reduction as an Emissions Reduction Measure for Fast Ships, 10th International Conference on Fast Sea Transportation FAST 2009, Athens, October 2009.

23. Radojcic D., Innovations in Shipbuilding, The 3rd Dunube Summit, Budapest, October 2006. 24. Rekdalsbakken W., Steve A., Simulation on of Intelligent Ship Autopilots, Aalesund University

College, Norway 2007.

25. Rinsberg J., Presentation of the Division of Ship Design, Chalmers University, www.shalmers. Je/smt.

26. Susaki N., Energy Saving by Ship Hydro-Aero Dynamics, ITTC Fukuoka 2008.

27. Tubman J., Wilson S., Ship Impact – Flexural Strain Energy or Good Insurance, V Group Environmental Report, 2008.

Strony internetowe: 29. www.d.kamewa.PropulsionDynamic.com 30. www.dnv.com 31. www.duv.com/industry/maritime publications/ 32. www.germanischerLloyd&Futureship 33. www.globalsecurity.org 34. www.ieeexplore.iee.org/Xplore/login.jasp 35. www.kyma.no 36. www.marinelog.com 37. www.propulsivndynamics.net 38. www.rina.org.UK 39. www.thetriton.com

MEASURES TO REDUCE FUEL CONSUPTION DURING SHIP OPERATION

Summary

The paper deals with overview methods of reducing the ship operational costs. The main focus on fuel consumption have been made by drug reduction, propulsion improvements and optimization the ship weather routing. In all cases the speed reduction have been taken into account. Finally the operation and owners policy to improve the fuel efficacy on ships have been discussed.