Meer LNG en nabehandeling bij invoering IMO Tier III
Paul Steenhoff | maandag 25 januari 2016
Zeevaart, Scheepsbouw, LNG
Op 1 januari 2016 is de IMO Tier III-regelgeving ingegaan voor alle NECA-gebieden. Dat betekent dat alle koopvaardijschepen waarvan de kiel wordt gelegd na deze datum aan strenge regelgeving moeten voldoen wat betreft de uitstoot van stikstofoxiden. Wat betekent dit voor de motoren, nabehandeling van rookgassen of het ombouwen van bestaande schepen?
De IMO Tier III-regelgeving geldt vanaf 1 januari 2016 voor alle bestaande NECA- en ECA-gebieden. Nieuwe NECA-gebieden kunnen zelf bepalen wanneer de norm in werking treedt. Voor schepen die buiten deze gebieden varen, geldt de IMO Tier II-regelgeving óf de voorgaande afspraken, afhankelijk van de datum van kiellegging. Het grote verschil is dat schepen die moeten voldoen aan de eisen van IMO Tier III, gemiddeld 74 procent minder stikstofoxiden (NOx) mogen uitstoten dan de schepen die onder de regelgeving van IMO Tier II vallen. De IMO Tier III-regelgeving geldt voor alle schepen langer dan 24 meter waarvan de kiel na 1 januari 2016 is gelegd, het motorvermogen meer dan 130 kW (177 pk) bedraagt en het totale volume van het schip groter is dan 500 Gross Tonnage (GT). De nieuwe regelgeving geldt óók als er bij refit een motor wordt geplaatst groter dan 130 kW.
Schadelijk
De nieuwste emissievoorschriften beperken het gehalte stikstofoxiden in de uitlaatgassen die worden uitgestoten. Tijdens de verbranding verbinden de in de verbrandingslucht aanwezige stikstof (N2) en zuurstof (O2) zich met elkaar, waardoor stikstofoxiden (NOx) ontstaan. Deze stikstofoxiden zijn zeer schadelijk voor het milieu, zeker als ze zich binden met water. Dan ontstaat namelijk salpeterzuur (HNO3). Verder zijn stikstofoxiden schadelijk voor de luchtwegen van mens en dier en tasten de gassen de ozonlaag in de stratosfeer aan.
Om het gehalte stikstofoxiden in de uitlaatgassen te verminderen, moet er nabehandeling van de uitlaatgassen plaatsvinden aangezien er op dit moment nog geen dieselmotoren zijn die zo getuned kunnen worden om aan de in IMO Tier III gestelde emissie-eisen te voldoen, daar waar dat met IMO Tier II nog wel lukte. De gasmotor lijkt daarom dé oplossing bij nieuwbouw. Een gasmotor op bijvoorbeeld LNG stoot namelijk geen zwaveldioxide uit, blaast 85 procent minder stikstofoxiden de lucht in en twintig procent minder koolstofdioxide. Vandaar dat LNG snel oprukt als motorbrandstof. Exhaust Gas Recirculation (EGR) is ook een middel waarbij je met koeling door het terugvoeren van uitlaatgassen naar de motor, de hoeveelheid stikstofoxiden probeert terug te dringen. Hoe hoger de verbrandingstemperatuur, des te meer stikstofoxiden er namelijk ontstaan. Tot nu toe levert EGR nog niet voldoende resultaat om te voldoen aan Tier III.
Rookgassen
Om met een MDO gestookte motor te voldoen aan de NOx-eisen in IMO Tier III, moeten de rookgassen worden nabehandeld met SCR (Selective Catalytic Reduction), een nabehandeling van rookgassen met behulp van een katalysator die op dit moment het meest wordt toegepast. Deze selectieve katalytische reductie van uitlaatgassen zet stikstofoxide (NOx) om in het onschadelijke stikstof (N) en water. De reductie wordt uitgevoerd door NOx in het uitlaatgas te laten reageren met ureum of ammoniak, dat aan het rookgas wordt toegevoegd door het in het uitlaatsysteem met een nozzle te injecteren onder lage druk van 1 tot 5 bar. Een veelgebruikte toevoeging is AdBlue, een oplossing van 32,5 massaprocent ureum in gedemineraliseerd water waarbij ureum de bron is van ammoniak. Op het totale brandstofverbruik wordt tussen de 5 en 8 procent AdBlue verbruikt. De nieuwbouwkosten en de TCO zullen door invoering van deze wetgeving daarom verder toenemen.
Een korte animatie over het chemische proces waarbij stikstofoxide wordt omgezet in onschadelijke elementen door middel van SCR:
Een filmpje over NOx en SCR:
