Hibrīda sistēmas izstrāde kuģu izplūdes gāzu attīrīšanai ar elektrondaļiņu paātrinātāju

Mobilais daļiņu paātrinātājs no Fraunhofera institūta, 05.07.2019.
Foto: Rīgas Tehniskā universitāte 

ARIES PoC stands for Proof of Concept under the «Accelerator Research and Innovation for European Science and Society» project- ARIES PoC abreatīva atšifrējums no angļu valodas burtiskajā tulkojumā nozīmē idejas koncepta pārbaudi, kas tiek veikta lielāka mēroga projekta «Paātrinātāju izpēte un inovācijas Eiropas zinātnei un sabiedrībai» ietvaros.

Koncepta pārbaude un pierādīšana, kas šeit bija jāveic ir tieši saistīta ar kuģu dīzeļdzinēju atgāzu attīrīšanas hibrīda sistēmas izstrādi, kurā kā viens no galvenajiem elementiem tiek izmantots elektrondaļiņu paatrinātājs.

Starptautiskā Jūrniecības Organizācija (IMO) nesen pieņēma daudz stingrākus globālos noteikumus sēra oksīdu (SO_x) emisijām, kas stāsies spēkā no 2020. gada 1. janvāra, šie ierobežojumi ir pazīstami arī kā IMO Global Sulphur Cap 2020. Šeit ir arī atsevišķs regulējums slāpekļa oksīdu (NO_x) izmešiem. Iepriešējie regulējumi ir spēkā jau no 2016. gada 1. janvāra emisijas kontroles joslām un tika pagarināti līdz 2021. gada 1. janvārim.

Lai atrastu risinājumu šai būtiskajai vides problēmai projekta konsorcija locekļi iztrādāja un parbaudīja konceptuālo hibrīda tehnoloģiju kuģu dīzeļdzinēju izplūdes gāzu attīrīšanai ar daliņu paātrinātāju, lai sasniegtu jaunās vides aizsardzības normas.

Mērķi: 

• konceptuāli pierādīt elektronu stara paātrinātāja pielietojumu, lai efektīvi attīrītu kuģu dīzeļdzinēju izplūdes gāzes; 
• pierādīt tā tehnisko iespējamību imitētajā kuģa vidē; 
• parādīt, ka attiecīgā tehnoloģija spēj pietiekamā līmenī attīrīt izplūdes gāzes no  SO_x NO_x; 
• sniegt reālitātei tuvinātu finanšu aprēķinu par tehnoloģijas izmaksām kuģa īpašniekam;
• projekta laikā iesaistīt un informēt visas attiecīgi ieinteresētās puses.

Projekts ir laika un resursu ietilpīgs. Konsorcija dalībnieki jau iepriekš ir patentējuši atsevišķus svarīgākos dizaina elementus un tehnoloģijas, kurus ir paredzēts izmantot konceptuālajā izplūdes gāzu attīrīšanas sistēmā.

Projekta dati tālāk tiks analizēti Western Norway University of Applied Sciences maģistratūras studenta Aivja Ābeles maģistra darbā «Impact on the Maritime Industry from an Introduction of a Hybrid Exhaust Gas Cleaning Technology».

Diskusijas par šo ideju aizsākās jau 2017. gadā, bet pirmā projekta sākuma sanāksme notika  Varšavā INCT 2018. gada oktobrī. Tam sekoja vairākas tehniskās, koordinācijas un vadības sanāksmes Rīgā un Drēzdenē. Bet vēlāk Rīgas kuģu būvētavā 2019. gada jūnijā tika veikts eksperiments izmantojot velkoni «ORKĀNS», lai pierādītu konceptu realitātei tuvinātā vidē. Dati tika apkopoti un analizēti, lai turpinātu šīs sistēmas attīstību un padarītu to komerciāli pieejamu.

Dalībnieki:

• Rīgas Tehniskā universitāte, Augstas enerģijas daļiņu fizikas un paātrinatāju tehnoloģiju centrs – RTU (Rīga, Latvija);
• Kodolķīmijas un Tehnoloģiju Institūts – INCT (Varšava, Polija);
• Eiropas Kodolpētniecības Organizācija – CERN ( Ženēva, Šveice);
• Fraunhofera Organiskās Elektronikas, Elektronstaru un Plazmas Tehnoloģiju Institūts – FEP (Drēzdene, Vācija);
• Remontova Kuģu Būve – Remontowa (Gdaņska, Polija);
• Milgrāvja Tehnoloģiskais Parks – Rīgas Kuģu Būvētava – RKB (Rīga, Latvija);
• BIOPOLINEX Sp. z o.o. (Lublina, Polija).

Šeit jāatzīmē arī projekta konsultantu ieguldījums:

• Itālijas Krasta Apsardze – ICG (Dženova, Itālija);
• Amerikas Kuģniecības Birojs – ABS (Hjūstona, ASV)

H2020 programma: Integrēšanas aktivitāte

Īstenošanas posms: pabeigts

Projekta izpilde:

• Sanāksme CERN, Ženēvā, Šveice 2017. gada augusts;
• Sanāksme CERN, Ženēvā, Šveice, 2017. gada decembris;
• Sanāksme Dženovā, kuru organizēja Italijas Krasta Apsardze, Italija, 2018. gada marts;
• Sanāksme RTU Rīgā, Latvijā, 2018. gada maijs;
• Tehniskā sanāksme un vizīte Rīgas Kuģu Būvētavā Rīgā, Latvijā, 2018. gada septembris;
• Projekta atklāšanas sanāksme INCT Varšavā, Polijā, 2018. gada oktobris;
• Sanāksme ar Starptautiskās Klasifikāciju Sabiedrības Asociācijas pārstavjiem Briselē, Beļģijā;
• Sanāksme ar ABS parstāvjiem, Londonā, Apvienotajā Karalistē;
• Vairākas sanāksmes ar kuģniecību pārstavjiem (Grimaldi, MSC);
• Vairākas sanāksmes ar EC DG MOVE Briselē, Beļģijā;
• Vizīte Remontovas kuģubūvetavā Gdaņskā, Polijā;
• Vizīte Ebeam Technologies Flamatā, Šveicē;
• Virtuālās sanaksmes;
• Tehnoloģiskās sistēmas testi Rīgas Kuģu Būvētavā, 2019. gada jūnijā;
• Regulāri progresa ziņojumi ARIES dalībniekiem un projekta kordinatoriem;
• Gala sanāksme un ziņojums.

Vairāk informācijas par projektu:
Kopējie projekta izdevumi: 546 790 EUR

Projekta ieviešanas periods: 2018. gada oktobris–2020. gada oktobris (24 mēneši)

RTU projekta īstenošanas komanda:
Prof. Toms Torims