Σενάρια για δίκτυο προσφοράς και ζήτησης πράσινης αμμωνίας

FleetMon υποστηρίζει φοιτητές και ερευνητικούς εταίρους όσον αφορά την παροχή δεδομένων AIS για ακαδημαϊκούς σκοπούς. Το 2020, ένας διδακτορικός φοιτητής από το Τμήμα Μηχανικής Επιστήμης του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης επικοινώνησε μαζί μας για να λάβει ορισμένα δεδομένα AIS για ένα έργο σχετικά με την απανθρακοποίηση κρίσιμων ναυτιλιακών οδών.

Διαβάστε ένα άρθρο που παρέχεται από τον καθηγητή René Bañares-Alcántara, Αναγνώστη στο Τμήμα Μηχανικής Επιστήμης του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης.

Προσφορά και ζήτηση πράσινης αμμωνίας ως ναυτιλιακό καύσιμο

Οι φιλοδοξίες του ΔΝΟ να μειώσει τα επίπεδα εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου το 2008 στο μισό έως το 2050 μπορούν να επιτευχθούν μόνο με τη μετάβαση σε μη ορυκτά καύσιμα.  Η πράσινη αμμωνία - που παράγεται από τον αέρα, το νερό και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, θεωρείται όλο και περισσότερο ως το πιο κατάλληλο ναυτιλιακό καύσιμο μηδενικού άνθρακα για θαλάσσιες μεταφορές μεγάλων αποστάσεων, καθώς προσφέρει μια ευνοϊκή ισορροπία μεταξύ θερμογόνου ικανότητας, ογκομετρικής ενεργειακής πυκνότητας και θερμοκρασίας και πίεσης αποθήκευσης.  Με τις μεγάλης κλίμακας εγκαταστάσεις παραγωγής πράσινης αμμωνίας να κατασκευάζονται και να σχεδιάζουν να ξεκινήσουν την παραγωγή στα μέσα της δεκαετίας του 2020, διερευνήθηκε η δυναμική των μελλοντικών δικτύων προσφοράς και ζήτησης (παραγωγή, αποθήκευση και διανομή) με ένα μοντέλο για την επιλογή των λιμένων τροφοδοσίας που θα πρέπει αρχικά να μετατραπούν σε πράσινη αμμωνία, ώστε να ελαχιστοποιηθεί το κόστος καυσίμων για έναν στόλο πλοίων που λειτουργούν κατά μήκος μιας υπηρεσίας εμπορευματοκιβωτίων.  Στο [Forbes, 2020] διερευνήθηκαν αρκετές μελέτες περιπτώσεων γύρω από τη ζήτηση του ναυτιλιακού κύκλου 36 εξαιρετικά μεγάλων πλοίων μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων (ULCV) που λειτουργούν κατά μήκος της υπηρεσίας Ocean Alliance FA3 που συνδέεται με τα λιμάνια της Σαγκάης και του Ρότερνταμ, μερικά από τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο [Nayak-Luke et al., 2021].  Η πράσινη αμμωνία μπορεί να μεταφερθεί στο δίκτυο χρησιμοποιώντας πέντε μεθόδους: εσωτερική μέσω αγωγών, σιδηροδρόμων ή/και βαρέων οχημάτων· και υπεράκτια από MGC και LGCs (βλέπε γράφημα).

Χρήση δεδομένων AIS

Τα δεδομένα θέσης AIS ελήφθησαν από FleetMon για εννέα κινήσεις σκαφών κατά τη διάρκεια 6 μηνών (Ιούνιος-Δεκέμβριος 2019) με ανάλυση 1 ώρας.  Χρησιμοποιώντας αυτά τα ιστορικά δεδομένα AIS πλοίων και ελλιμενισμού, ένα μοντέλο υπολογίζει την αμμωνία που καταναλώνεται από ένα ULCV μεταξύ λιμένων.  Πρώτον, η ταχύτητα διέλευσης από το νερό (STW) των σκαφών προσδιορίστηκε με τον υπολογισμό της ταχύτητας του ULCV σε σχέση με την ταχύτητα του ωκεανού (από τα μετεωρολογικά δεδομένα) στο γεωγραφικό μήκος και πλάτος του σκάφους.  Το πλοίο AIS Port προσεγγίζει δεδομένα για καθένα από τα εννέα πλοία που κατέγραψαν τους λιμένες στους οποίους εισήλθαν τα πλοία, με τις ώρες άφιξης και αναχώρησής τους.  Το πλήρες σύνολο δεδομένων επαληθεύτηκε με τη χάραξη της διαδρομής που ακολουθήθηκε και την επικάλυψη του διανύσματος STW σε κάθε δείγμα θέσης.  Η στιγμιαία ισχύς του δοχείου θεωρείται σταθερή κατά τη διάρκεια ενός δείγματος, επειδή δεν καταγράφονται δεδομένα σχετικά με την επιτάχυνση χρησιμοποιώντας το σύστημα AIS.  Η ισχύς στη συνέχεια μετατρέπεται σε ενέργεια πολλαπλασιάζοντάς την με το αντίστοιχο χρονικό διάστημα.

Αποτελέσματα

Τα αποτελέσματα καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η Σιγκαπούρη, η Αμβέρσα και η Μάλτα (από τα δώδεκα λιμάνια που εξετάστηκαν) θα ήταν τα βέλτιστα λιμάνια για να μετατραπούν αρχικά σε πράσινη αμμωνία.  Τα λιμάνια αυτά μπορούν να τροφοδοτηθούν χρησιμοποιώντας τέσσερις από τις εννέα εγκαταστάσεις παραγωγής του δικτύου: Cape Grim (Αυστραλία), Sonnblick (Αυστρία), List (Δανία) και Malin Head (Ιρλανδία).  Στη βέλτιστη λύση, η συνολική ζήτηση πράσινης αμμωνίας είναι κατά μέσο όρο 7.000 τόνοι την ημέρα και θα εξοικονομούσε συνολικά 795.780 τόνους εκπομπών CO₂ για έναν κύκλο που ολοκληρώνεται από τον στόλο 36 σκαφών, δηλαδή μείωση CO₂ κατά 22.105 τόνους ανά κύκλο ULCV.

Αναφορές

• [Φορμπς, 2020] Κ. Φορμπς.  «Πλοία μηδενικών εκπομπών για τη ναυτιλία: Βελτιστοποίηση ενός δικτύου παραγωγής, διανομής και ανεφοδιασμού πράσινης αμμωνίας», έκθεση MEng in Engineering Science, Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, Ιούλιος 2020.
• [Nayak-Luke et al., 2021] Ρ.Μ. Νάγιακ-Λουκ, Κ. Φορμπς, Ζ. Τσέζαρο, Ρ. Μπανάρες-Αλκαντάρα και Κ.Χ.Ρ. Ρούβενχορστ «Κεφάλαιο 8.  Τεχνοοικονομικές πτυχές της παραγωγής, αποθήκευσης και διανομής αμμωνίας» στο Valera-Medina A. και R. Banares-Alcantara, «Τεχνοοικονομικές προκλήσεις της πράσινης αμμωνίας ως ενεργειακού φορέα», Elsevier, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820560-0.00008-4, 2021.

Συμμετέχετε σε ένα ακαδημαϊκό ερευνητικό έργο αναζητώντας δεδομένα AIS; Επισκεφθείτε το νέο μας κατάστημα δεδομένων AIS ή υποβάλετε το ατομικό σας αίτημα δεδομένων για να αποκτήσετε πρόσβαση στο μεγάλο αρχείο δεδομένων AIS.