কীভাবে জাহাজগুলি শূন্য-নির্গমন প্রপালশন সিস্টেমে স্থানান্তর করতে পারে?

শর্ট রুটের জন্য ব্যাটারি-ইলেকট্রিক এবং গভীর সমুদ্রে শিপিংয়ের জন্য সবুজ হাইড্রোজেন ফুয়েল সেলের মাধ্যমে জিরো-ইমিশন শিপ প্রপালশন আজ অর্জনযোগ্য

রূপান্তরটি একক প্রযুক্তির অদলবদল নয় বরং একটি পদ্ধতিগত পুনঃপ্রকৌশল। 200 নটিক্যাল মাইলের নিচের জাহাজের জন্য, ব্যাটারি-ইলেকট্রিক সিস্টেমের সাথে শোর-সাইড চার্জিং অফার 92-96% ভাল-থেকে-জাগানোর দক্ষতা . সমুদ্রগামী জাহাজের জন্য, তরল হাইড্রোজেন (LH2) প্রোটন-এক্সচেঞ্জ মেমব্রেন ফুয়েল সেল (PEMFC) এর সাথে মিলিত একমাত্র পরিমাপযোগ্য শূন্য-কার্বন সমাধান প্রদান করে, অর্জন করা শূন্য CO2, SOx, বা PM নির্গমন . যাইহোক, একই শক্তি সামগ্রীর জন্য LH2-এর জন্য সামুদ্রিক গ্যাস তেলের (MGO) তুলনায় 3.7 গুণ বেশি ট্যাঙ্কের পরিমাণ প্রয়োজন, যা জ্বালানি সঞ্চয়স্থান এবং হ্যান্ডলিং সিস্টেমের সম্পূর্ণ পুনঃডিজাইন করতে বাধ্য করে।

কোনো একক "ড্রপ-ইন" শূন্য-নিঃসরণ জ্বালানি বিদ্যমান নেই। ব্যবহারিক পথ একত্রিত হয় সবুজ মিথেনল (ইতিমধ্যেই Maersk এর 16,200 টিইইউ জাহাজে ব্যবহার করা হয়েছে) এবং অ্যামোনিয়া হাইড্রোজেন বাহক হিসাবে (ফোর্টেস্কু দ্বারা 2026 এর জন্য লক্ষ্য করা হয়েছে), তবে এগুলি এখনও টেলপাইপ NOx বা N2O উত্পাদন করে যদি না নির্বাচনী অনুঘটক হ্রাসের সাথে যুক্ত হয়। নিকটবর্তী উপকূলীয় জাহাজগুলির জন্য সর্বাধিক পরিপক্ক শূন্য-নিঃসরণ চালনা সম্পূর্ণরূপে বৈদ্যুতিক থাকে, যার সাথে নরওয়ের ইয়ারা বার্কল্যান্ড 6.5 নট এ চার্জ প্রতি 120 নটিক্যাল মাইল প্রদর্শন করছে।

আনুষঙ্গিক সরঞ্জাম এবং সামুদ্রিক জ্বালানী হিসাবে তরল হাইড্রোজেন (LH2) এর জন্য প্রয়োজনীয় প্রযুক্তি

LH2 ব্যবহার করে জ্বালানী কোষের বাইরে একটি সম্পূর্ণ বাঙ্কার-টু-প্রপালশন ইকোসিস্টেম প্রয়োজন। নিরাপদ এবং দক্ষ অপারেশনের জন্য ছয়টি গুরুত্বপূর্ণ সাবসিস্টেম বাধ্যতামূলক:

• ভ্যাকুয়াম-জ্যাকেটযুক্ত ক্রায়োজেনিক ট্যাঙ্ক - -253 ডিগ্রি সেলসিয়াসে LH2 বজায় রাখুন। ফোঁড়া বন্ধের হার প্রতিদিন 0.2% এর নিচে হতে হবে; বর্তমান আইএমও টাইপ সি ট্যাঙ্কগুলি 0.1-0.15% অর্জন করে।
• ঠান্ডা শক্তি পুনরুদ্ধার সিস্টেম - এয়ার কন্ডিশনার বা প্রি-কুলিং কার্গোর জন্য LH2 এর ক্রায়োজেনিক এক্সারজি (প্রায় 1.2 kWh প্রতি কেজি) ব্যবহার করে, মোট সিস্টেমের কার্যকারিতা 12-18% উন্নত করে।
• দ্বি-প্রাচীরযুক্ত, গ্যাস-আঁট বায়ুচলাচল মাস্ট - ফুটো সনাক্তকরণ এবং বিচ্ছুরণ নকশা; হাইড্রোজেনের শিখার গতি (2.7 m/s) এর জন্য IECEx/ATEX জোন 1 রেটযুক্ত বিস্ফোরণ-প্রমাণ অঞ্চল প্রয়োজন।
• উচ্চ চাপ ক্রায়োজেনিক পাম্প (700 বার পর্যন্ত) - LH2 ভ্যাপোরাইজারদের কাছে সরবরাহ করুন; 500-2000 কেজি/ঘন্টা প্রবাহের হার 10 মেগাওয়াট প্রপালশনের জন্য সাধারণ।
• নিরাপত্তা ইন্টারলক এবং হাইড্রোজেন শিখা ডিটেক্টর - 3 সেকেন্ডের নিচে প্রতিক্রিয়া সময়; IEC 60079-29 এর জন্য অতিবেগুনী/ইনফ্রারেড (UV/IR) সেন্সর প্রয়োজন।
• বয়েল-অফ গ্যাস (বিওজি) ব্যবস্থাপনা - হয় ত্যাগ (শক্তি জরিমানা 8-10%) অথবা অক্জিলিয়ারী ফুয়েল কোষে সরাসরি খাওয়ানো। দীর্ঘ সমুদ্রযাত্রার জন্য, BOG অবশ্যই প্রতি 48-72 ঘন্টায় পুড়িয়ে ফেলতে হবে বা পুনরায় সংকুচিত করতে হবে .

পরিবেশগত মান পূরণের জন্য বিদ্যমান ডিজেল-চালিত সরঞ্জামগুলিকে আপগ্রেড করা: ব্যবহারিক রেট্রোফিট পথ

বিদ্যমান ডিজেল ইঞ্জিন বন্ধ করা হয় না। তিনটি রেট্রোফিট স্তরগুলি প্রতিস্থাপন খরচের 30-60% এ IMO Tier III এবং EPA 2027 মানগুলির সাথে সম্মতির অনুমতি দেয়। NOx কমানোর জন্য, সিলেক্টিভ ক্যাটালিটিক রিডাকশন (SCR) সিস্টেম 85-95% হ্রাস অর্জন, 2000-যুগের ইঞ্জিনগুলিকে 14 g/kWh থেকে কমিয়ে < 2 g/kWh-এ নিয়ে আসা। SOx এর জন্য, বন্ধ লুপ স্ক্রাবার SO2 এর 98% মুছে ফেলুন, কিন্তু কস্টিক সোডা এবং স্লাজ পরিচালনার প্রয়োজন - 2025 সাল পর্যন্ত বিশ্বব্যাপী 80টি পোর্টে ওপেন-লুপ স্ক্রাবার নিষিদ্ধ করা হয়েছে।

পার্টিকুলেট ম্যাটারের জন্য (PM), ডিজেল পার্টিকুলেট ফিল্টার (DPFs) শুধুমাত্র <0.5% সালফার জ্বালানী সহ ইঞ্জিনগুলিতে সক্রিয় পুনর্জন্মের কাজ করে; অন্যথায়, জ্বালানী-বাহিত অনুঘটক (FBCs) ওয়াটার-ইন-ফুয়েল ইমালশনের সাথে মিলিত হলে PM 50-60% কমে যায়। একটি কংক্রিট উদাহরণ: স্টেনা লাইনের 12টি RoPax জাহাজের রেট্রোফিট SCR DPF এর সাথে NOx 12.4 থেকে 1.8 g/kWh এবং PM 92% কমিয়েছে, প্রতি ইঞ্জিনের খরচে €850,000 – একটি নতুন ডুয়াল-ফুয়েল ইঞ্জিন ইনস্টলেশনের 38% .

• ইঞ্জিন নিয়ন্ত্রণ সিস্টেম রিফ্ল্যাশ - NOx গঠন কমাতে ইনজেকশনের সময় সামঞ্জস্য করুন (সাধারণত 2-4° ক্র্যাঙ্ক কোণ দ্বারা পিছিয়ে)।
• পরিবর্তনশীল ভালভ টাইমিং (VVT) রেট্রোফিট - দহন সর্বোচ্চ তাপমাত্রা হ্রাস করে, চিকিত্সা ছাড়াই NOx 15-20% কমিয়ে দেয়।
• উচ্চ চাপ সাধারণ রেল আপগ্রেড – একাধিক পাইলট ইনজেকশন সক্ষম করে, 5-7% জ্বালানী খরচ কমিয়ে 30% কমানোর শব্দ এবং NOx।

যাইহোক, 25 বছরের বেশি পুরানো ইঞ্জিনগুলি হ্রাসকারী রিটার্নের সম্মুখীন হয়। SCR রেট্রোফিটের পরে একটি 1995 মাঝারি-গতির ইঞ্জিন এখনও 2020 বেসলাইনের তুলনায় 8% বেশি জ্বালানী খরচ দেখায়, তাই অত্যধিক ইউরিয়া খরচ ছাড়াই নির্গমন সীমা পূরণের জন্য অপারেশনাল সীমা (যেমন, সর্বোচ্চ 60% লোড) আরোপ করা যেতে পারে।

জ্বালানী খরচ কমাতে জাহাজ চালনা সিস্টেম অপ্টিমাইজ করা: প্রমাণিত হস্তক্ষেপ

জ্বালানী খরচ হ্রাস হল হল, প্রপেলার, ইঞ্জিন এবং অপারেশন পরিমাপের একটি পোর্টফোলিও। একক সবচেয়ে কার্যকর ক্রিয়া হল গতি হ্রাস: গতি কমিয়ে 24 নট থেকে 18 নট করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি 58% কমে যায় (যেহেতু শক্তি ∝ speed³)। একটি 14,000 টিইইউ কন্টেইনার জাহাজের জন্য, এটি সংরক্ষণ করে প্রতিদিন 80-100 টন জ্বালানি - মূল্য $64,000 দৈনিক $800/টন VLSFO.

গতির বাইরে, পাঁচটি রেট্রোফিট 3 বছরের নিচে পেব্যাক পিরিয়ড অফার করে:

1. প্রপেলার বস ক্যাপ ফিনস (PBCF) - 2-4% জ্বালানী সাশ্রয় দ্বারা হাব ঘূর্ণি ক্ষতি হ্রাস; প্রপেলার প্রতি ~$20,000 খরচ।
2. প্রি-সোয়ার্ল স্টেটর বা ওয়েক-ইকুয়ালাইজিং ডাক্ট - প্রোপেলারে জলের প্রবাহ উন্নত করুন; সাধারণ সঞ্চয় 4-7% (যেমন, মিতসুবিশির মেউইস নালী)।
3. এয়ার লুব্রিকেশন সিস্টেম (ALS) - হুলের নীচে বায়ু বুদবুদ ইনজেক্ট করুন; ডিজাইনের গতিতে 5-12% সংরক্ষণ করে . সিলভারস্ট্রিম টেকনোলজিস 25টি জাহাজে গড়ে 8.5% রিপোর্ট করে।
4. ফাউল-রিলিজ সিলিকন সঙ্গে হুল আবরণ পুনর্নবীকরণ - 150 µm থেকে 30 µm পর্যন্ত রুক্ষতা হ্রাস করে; 6-10% জ্বালানী সাশ্রয় করে। প্রতি 60 মাসে প্রয়োগ করুন।
5. ট্রিম অপ্টিমাইজেশান সফটওয়্যার - রিয়েল-টাইম ডাইনামিক ট্রিম প্রতিরোধ ক্ষমতা 2-5% হ্রাস করে; প্রায়ই <6 মাস পেব্যাক।

ইঞ্জিন-সাইড অপ্টিমাইজেশান অন্তর্ভুক্ত বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার (WHR) জৈব র‍্যাঙ্কাইন চক্র (ORC) ব্যবহার করে – 8-12% নিষ্কাশন শক্তি পুনরুদ্ধার করে – এবং derating (বৈদ্যুতিনভাবে সর্বাধিক শক্তি সীমিত) ইঞ্জিনগুলিকে তাদের সবচেয়ে দক্ষ লোডে (সাধারণত নামমাত্র 75-85%) পরিচালনা করতে। 50 টি বাল্ক ক্যারিয়ারের একটি 2023 সমীক্ষায় দেখা গেছে যে ALS, PBCF, ট্রিম অপ্টিমাইজেশান এবং 15% ডেরেটিংয়ের সমন্বয় করা হয়েছে মূল ইঞ্জিন পরিবর্তন না করেই মোট জ্বালানি সাশ্রয় 24-31% .

পোর্ট কার্গো-হ্যান্ডলিং সরঞ্জামের নির্গমন মানগুলি কীভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়

পোর্ট কার্গো-হ্যান্ডলিং ইকুইপমেন্ট (CHE) - ইয়ার্ড ট্রাক্টর, রিচ স্ট্যাকার, রাবার-টায়ার্ড গ্যান্ট্রি (RTGs), এবং ফর্কলিফ্ট - এর আওতায় পড়ে নন-রোড মোবাইল মেশিনারি (NRMM) প্রবিধান, সামুদ্রিক IMO নিয়ম নয়। ইইউতে, পর্যায় V (নিয়ন্ত্রণ (ইইউ) 2016/1628) 2019 সাল থেকে প্রযোজ্য, ইঞ্জিনের জন্য 0.015 g/kWh-এ PM ক্যাপিং এবং 0.67 g/kWh এ NOx> 56 kW. মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, EPA টায়ার 4 ফাইনাল (40 CFR পার্ট 1039) ইঞ্জিন ≥56 kW এর জন্য PM ≤0.02 g/kWh এবং NOx ≤0.67 g/kWh বাধ্যতামূলক করে, যা 2015 থেকে সম্পূর্ণরূপে কার্যকর হবে৷

তবে বন্দরগুলো ক্রমশই গ্রহণ করছে স্থানীয় "গ্রিন পোর্ট" অধ্যাদেশ যা জাতীয় মানদণ্ডের বাইরে যায়। যেমন, লস অ্যাঞ্জেলেসের বন্দর ক্লিন এয়ার অ্যাকশন প্ল্যান (CAAP) 2030 সালের মধ্যে 100% শূন্য-নিঃসরণ CHE প্রয়োজন - অপারেটরদের ব্যাটারি-ইলেকট্রিক বা হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল ইউনিটে স্যুইচ করতে বাধ্য করে৷ 2025 সালের হিসাবে, POLA-এর 42% RTG বৈদ্যুতিক, প্যান্টোগ্রাফ বা ক্যাবল-রিল সিস্টেম সহ। ক্যালিফোর্নিয়া এয়ার রিসোর্সেস বোর্ড (CARB) এর মাধ্যমে এগুলি প্রয়োগ করে৷ মাসিক অপারেটিং রিপোর্ট এবং অন-বোর্ড টেলিমেটিক্স , প্রতি নন-কমপ্লায়েন্ট ইউনিট প্রতি প্রতিদিন $10,000 পর্যন্ত জরিমানা সহ।

বিদ্যমান ডিজেল CHE-এর জন্য, সম্মতির পথগুলির মধ্যে রয়েছে: ইঞ্জিন প্রতিস্থাপন স্টেজ V/Tier 4 সার্টিফাইড ইউনিট সহ (মূল্য $30,000-$80,000), DOC DPF দিয়ে রেট্রোফিট (ডিজেল জারণ অনুঘটক পার্টিকুলেট ফিল্টার) 90% PM হ্রাস অর্জন, অথবা লিথিয়াম-আয়ন বৈদ্যুতিককে পুনরায় শক্তি প্রদান করে - যার একটি উচ্চতর অগ্রিম খরচ (একটি পৌঁছানোর স্ট্যাকার রূপান্তরের জন্য $150,000) কিন্তু বিদ্যুতের বিপরীতে ডিজেলের কারণে অপারেটিং খরচ 70% কম করে৷ বন্দর কর্তৃপক্ষ সাধারণত অফার করে কম নির্গমন সরঞ্জাম ইনসেনটিভ : উদাহরণস্বরূপ, পোর্ট অফ রটারডামের A-সাব স্কিম শূন্য-নির্গমন CHE রেট্রোফিটের জন্য 40% সহ-অর্থায়ন প্রদান করে৷