Hukkalämmön talteenotto ja hyötykäyttö

Abstract

Nykyajan vaatimukset energiatehokkuudesta ovat johtaneet siihen, että hukkalämpöä on ruvettu käyttämään laivoilla sähköntuotantoon. WHR-järjestelmillä eli hukkaläm-mön talteenottolaitteilla (engl. Waste Heat Recovery) kyetään korvaamaan ajon aikana dieselgeneraattoreilla tuotettua sähköä ja näin alentamaan aluksen polttoaineenkulutusta. Tässä opinnäytetyössä perehdyttiin hukkalämmön käyttöön sähköntuotannossa. Työssä käsitellään nykyään käytössä olevia WHR-laitteita sekä perehdytään uusiin vaihtoehtoihin, joilla järjestelmiä voidaan toteuttaa. Työn tarkoituksena on myös tarjota suomenkielistä tietoa järjestelmistä. WHR-järjestelmillä voidaan kokoonpanosta riippuen tuottaa sähköä 3 - 11 % aluksen pääkoneen tehosta. Järjestelmät myös alentavat meriajossa aluksen tuottamia kasvi-huonepäästöjä, kun perinteisesti dieselgeneraattorilla tuotettu sähkö korvataan WHRS:n tuottamalla sähköllä. Järjestelmillä on saavutettavissa kilpailuetua verratessa aluksiin, joilla järjestelmää ei ole. Optimitilanteissa voidaan laitteistolla alentaa aluksen käyttökuluja yli 2 miljoonalla dollarilla vuodessa. WHR-järjestelmiä käytetään jo laajalti voimalaitoksissa sekä muissa teollisuuden laitoksissa. Lähitulevaisuudessa on odotettavissa järjestelmien käytön laajenevan laivoilla, johtuen vallalla olevasta kustannustehokkuusajattelusta sekä tarpeesta vähentää alusten tuottamia päästöjä.

This thesis examines different alternatives to utilize waste heat for the production of electricity. Shipping industry as a whole is searching for methods of lowering emissions produced from ships. As the laws of thermodynamics dictates, combustion engines will always produce waste heat as a by-product. The main objective for this thesis was to produce compact information package for seafarers in Finnish. The Secondary objective was to examine new alternatives for commonly used steam cycles. Attempts to request information and interviews directly from manufacturers were made but there was little interest from their behalf. As a result, the waste heat recovery systems were found to be viable options to reduce emissions and at the same time produce electricity for ships. As the demand for more fuel efficient operating for ships rises, it is safe to predict that these systems will be-come more popular. Especially, if the price for bunker oil significantly rises in the fu-ture. However in the future there will be viable alternatives for steam cycles, one be-ing Organic Rankine Cycle that uses silicon based oils as a medium.