Implementation of methanol fuel to expedition cruise ship
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Author
Date
2022-08-22
Department
Major/Subject
Marine Technology
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
66
Series
Abstract
The maritime industry is going through a phase where new technologies and solutions are investigated, aiming for better energy efficiency and reduction of emissions; this is due to set targets driving for more sustainable and cleaner transport. To comply with these targets, measurements regarding energy efficiency are introduced. One solution for the reduction of emissions is implementing alternative fuels, whereas hydrogen, ammonia, and methanol are currently investigated in the industry. The choice of alternative fuel is driven by technical, environmental, and economic objectives. The feasibility of implementing methanol in expedition cruise ships is evaluated by studying the required systems, changes in general arrangement, effects on emissions, and energy efficiency measures (EEDI and CII) based on the ship's operational profile and investigating expected costs. The main change regarding systems is the increase in tank capacity due to the energy density of methanol. The increase in tank capacity will mean an increase in the ship's weight. Thus, changes are needed, the amount of fuel or tanks could be optimized, design draught could be changed with further stability evaluation or removal of steel structures affecting the number of cabins. Some reductions in emissions, especially SOx, NOx, and PM, are expected. The change in CO2 emissions will vary depending on the fuel's production pathway and used feedstocks. Thus, renewable fuels should be used for a significant reduction. Future scenarios were MDO, and methanol could be blended with corresponding renewable fuel were evaluated, showing that already a part of renewable fuel would reduce the carbon content to the necessary level. Several engine and system manufacturers are currently developing products suitable for use with methanol. An increase in price can be expected when methanol systems are implemented. The fuel costs of bio- and e-methanol are expected to be more affordable over time.Maritima industrin går för tillfället genom en fas där nya teknologier och lösningar är undersökta för att möjliggöra bättre energieffektivitet och därmed minskning av utsläpp. Detta eftersom mål för en mer hållbar och miljövänligare sektor har blivit uppsatta, för att uppnå dessa mål har planeringsindex för energieffektivitet blivit tillförda. En lösning för att minska utsläpp är användningen av alternativa bränslen, varav väte, ammoniak och metanol är för tillfället under fokus. Faktorer som påverkar och driver valet av alternativt bränsle är tekniska, miljömässiga och ekonomiska. Genomförbarheten för implementering av metanol till expeditions kryssningsfartyg är utvärderad genom att studera behövda system, analysera förekommande förändringar till fartygets generalarrangemang, förändringar i mängden utsläpp, och påverkningen på planeringsindexen EEDI och CII baserat på fartygets operativa profil, samt en inblick på förväntade kostnader. Största förändringen i fartygets generalarrangemang är ökningen av tankkapaciteten på grund av metanolens lägre energidensitet. Ökningen i tankkapacitet betyder en ökning i fartygets vikt. För att klara av förändringarna kan fartygets design djupgående justeras, mängden av bränsle och tankkapacitet optimeras, och även minskning av strukturer vilket i sin tur påverkar mängden hytter. Minskningar för utsläpp är förväntade framför allt för SOx, NOx och PM. Skillnaden i CO2 utsläpp kommer att variera beroende på bränslets produktionssätt och använda råvaror. För att uppnå en signifikant förändring i CO2 utsläpp borde förnybar metanol användas. En uppskattning för framtida scenarier där MDO och metanol baserat på fossila råvaror är blandat med förnybara alternativ är gjord, vilket visar att redan en mindre del av förnybart bränsle skulle minska bränslet kolhalt till en nödvändig nivå. Flera tillverkare för motorer och system, utvecklar för tillfället produkter och teknologier passande för metanol. En ökning i investeringen för implementering av system passande för metanol är förväntad. Bränslekostnaderna för bio- och e-metanol förväntas bli mer förmånliga med tiden.Description
Supervisor
Hirdaris, SpyrosThesis advisor
Korpela, VilleKeywords
methanol, alternative fuels, energy efficiency, expedition cruise ship
