Feasibility and Cost-Benefit Analysis of Methanol as a Sustainable Alternative Fuel for Ships DOI Creative Commons

Pei-Chi Wu,

Cherng‐Yuan Lin

Journal of Marine Science and Engineering, Journal Year: 2025, Volume and Issue: 13(5), P. 973 - 973

Published: May 17, 2025

The amendment to MARPOL Annex VI, which limits the sulfur content in marine fuels a maximum of 0.5 wt.%, came into effect January 2020. This includes reducing oxide (SOX) emissions and establishing nitrogen (NOX) emission standards (Tiers I, II, III) based on ship’s engine type construction date. Furthermore, regulations require oil tankers control volatile organic compound (VOC) prohibit installation new equipment containing ozone-depleting substances. After four-year exploration phase, global shipping companies still lack consistent evaluation criteria for selection use alternative fuels, resulting divergence across industry. According latest data, methanol can reduce NOX, SOX, particulate matter (PM) by approximately 80%, 99%, 95%, respectively, compared traditional heavy fuel oil. green has potential near-zero greenhouse gas meet stringent Emission Control Areas. Therefore, this study adopts cost-benefit analysis method evaluate feasibility implementation benefits two promising strategies: dual very low-sulfur (VLSFO). A 6600-TEU container ship was selected as representative case, conducted replacing an older with newly built one. reductions total pollutants CO2-equivalent ship, well cost-effectiveness each specific strategy, were calculated. found that, first five years operation, incremental cost Vessel A, uses 100% VLSFO, will be significantly lower than that B, blend 30% e-methanol + 70% VLSFO fuel. scenario without any improvement strategies, Vessels B increase 69.90% 178.15%, over years. effectively reduced equivalent (CO2e) CO2, CH4, N2O 24.72% years, while CO2e amount 12.18%. ratio (CBR) pollutant reduction is higher within operation. However, terms reduction, CBR becomes after 4.7 A’s strategy should considered short-term option whereas more suitable long-term solution

Language: Английский

Method for Maintaining Technical Condition of Marine Diesel Engine Bearings DOI Creative Commons
Сергій Вікторович Сагін, Arsenii Sagin, Yurii Zablotskyi

et al.

Lubricants, Journal Year: 2025, Volume and Issue: 13(4), P. 146 - 146

Published: March 25, 2025

The aim of the research was to determine impact antifriction coatings on technical condition marine diesel engine bearings. Various epilams were used as coatings, with a thin layer applied surfaces bearings engines 12V32/40 MAN-Diesel&Turbo. thickness epilam coating adsorbed metal surface controlled by ellipsometry. It found that could reach 11.2 nm 17.0 nm. adsorption time required does not exceed 10 min. shown nanolayer led an increase in structural characteristics oil boundary (thickness: from 12.3 µm 15.2–18.3 µm; contact angles: 10.2 deg 15.8–17.4 deg). experimentally confirmed bearing significantly reduced their wear. For MAN-Diesel&Turbo engine, case epilaminating, wear shell 6.1–27.6%, greatest reduction occurring for stern (most loaded) This helped maintain engines.

Language: Английский

Citations

3
ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ОРГАНІЧНИХ НАНОПОКРИТЬ НА ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРОЦЕСІВ МАЩЕННЯ ПІДШИПНИКОВИХ ВУЗЛІВ СУДНОВИХ ДИЗЕЛІВ DOI Open Access
Arsenii Sagin,

Ю.В. Заблоцький,

Сергій Вікторович Сагін

et al.

Vodnij transport, Journal Year: 2025, Volume and Issue: 2(43), P. 177 - 195

Published: March 27, 2025

Надані результати досліджень, щодо визначення впливу органічних нанопокрить на забезпечення процесів мащення підшипникових вузлів суднових дизелів. Експериментальні дослідження складались зі трьох етапів. На першому та другому, які проводились в науково-дослідницької лабораторії, визначались товщина адсорбованого шару різних епіламів металевої поверхні, а також крайові кути змочування граничного мастила, що утворюється поверхні за таких умов. Товщина епіламу, характеристики структурованого гранічного мастила допомогою еліпсометричної установки. При цьому було встановлено, тривалістю процесу епіламування до 10хвилин адсорбований шар епіламу завтовшки 10,9...17,7нм. Це (для епіламів) сприяє збільшенню товщини значень 12,0...12,7мкм 14,8... 18,0 мкм підвищенню крайового кута 9,7...10,7град 15,4... 17,8 град, свідчить про збільшення структурної впорядкованості біля поверхні. Третій етап досліджень виконувався двох однотипних дизелях 12V32/40 MAN-Diesel&Turbo, входили складу енергетичної установки судна класуContainer Ship призначенного для перевезення 3780TEU контейнерів. V-подібна конструкція дизеля12V32/40 MAN-Diesel&Turbo дозволяла нанести покриття вкладиші шості підшипникі водного ряду циліндрів. Вкладиші підшипників іншого циліндрів залишити без нанесення епіламу. Наявність судні дизелів одночасно використовувати під час два За таки обирались епілами, (за результатами етапів 1 2) забезпечували утворення більш структурованих граничних шарів мастила. Експерименти виконувались протязі 3200годин. У цей дизелі 12V32/40MAN-Diesel&Turbo працювали широкому діапазоні навантажень – 35...85% від номінальної потужності. Експериментально підтверджено, вкладишів зниженню зносу 6,1...27,6% покращує їх технічний стан. Ключові слова: вкладиш підшипника, граничний експлуатація дизелів, крайовий кут змочування, морський транспорт, моторне мастило, органічні покриття, процес мащення, система судновий дизель, стан

Citations

0
ОСОБЛИВОСТІ РЕГУЛЮВАННЯ ЧАСТОТИ ОБЕРТАННЯ СУДНОВОГО ДИЗЕЛЯПІД ЧАС ВИКОРИСТАННЯ СИСТЕМИ ВИБІРКОВОГО КАТАЛІТИЧНОГО ВІДНОВЛЕННЯ DOI Open Access
Yurii Zablotskyi,

О.Ю. Поповський,

Сергій Вікторович Сагін

et al.

Vodnij transport, Journal Year: 2025, Volume and Issue: 2(43), P. 161 - 176

Published: March 27, 2025

Наведені результати досліджень щодо визначення особливостей регулювання частоти обертання суднового дизеля під час використання системи вибіркового каталітичного відновлення. Зазначено, що одним з варіантів забезпечення вимог Міжнародної конвенції МАРПОЛ емісії оксидів азоту випускними газами є систем селективного очищення. Переведення експлуатаційного режиму, яким не передбачалось очищення, на режим, в якому випускні гази піддаються очищення за допомогою цієї системи, призводить до зміни зовнішнього навантаження дизель, причиною зменшення його обертання. Нехтування раптовим та стрибкоподібним збуренням, виникає через введення експлуатацію відновлення може призвести критичного відповідного крутного моменту дизеля. На деяких експлуатаційних режимах це бути зупинки виникнення аварійної навігаційної ситуації. Моделювання динамічних режимів роботи виконувалось для малообертового 5X72DF фірми WinGD ізодромного астатичного регулятора. Математичне моделювання було виконано програмному середовищі пакету комп’ютерної математики Matlab / Simulink. Як параметри налаштування регулятора були обрані коефіцієнт підсилення пропорційною складовою інтегрування інтегруючої компоненти. критерії оптимізації процесу прийняти відносний динамічний закид Шляхом математичного встановлені оптимальні параметрі регулятора: –4,5 компоненти – 0,125 с. При цьому забезпечуються найменші всіх перехідних процесів 1,78 с 12,2 %. Це забезпечує оптимальний процес виходу головного двигуна новий сталий режим переведення експлуатаційний використанням Ключові слова: автоматичне обертання, збурення, оптимізації, математична модель, морський транспорт, навантаження, регулятора, перехідний процес, регулювання, система відновлення, судновий чисельне моделювання, швидкісний

Citations

0
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ШВИДКІСНИХ РЕЖИМІВ РОБОТИ СУДНОВИХ ДИЗЕЛІВ, ЩОВИКОРИСТОВУЮТЬ СИСТЕМУ РЕЦИРКУЛЯЦІЇ ВИПУСКНИХ ГАЗІВ DOI Open Access
Yurii Zablotskyi,

О.Ю. Поповський,

Сергій Вікторович Сагін

et al.

Vodnij transport, Journal Year: 2025, Volume and Issue: 2(43), P. 200 - 214

Published: March 27, 2025

Наведені результати досліджень щодо забезпечення швидкісних режимів роботи суднових дизелів, які використовують систему рециркуляції випускних газів. Зазначено, що систем газів низького та високого тиску відносяться до способів, сприяють виконанню вимог Міжнародної конвенції МАРПОЛ відносно забруднення атмосфери оксидами азоту. у системах і кількість газів, повертають циліндра дизеля, може досягати 15...20 % від їх загального обсягу. Це призводить погіршення процесу згоряння зниження пікових температур в циліндрі дизеля. При цьому з одного боку зменшують оксидів азоту, утворюється під час палива, іншого – уповільнюють процес розширення викликає зменшення крутного моменту ефективної потужності дизеля необхідності збільшення циклової подачі палива. Таким чином, кількості кисню, потрапляє циліндру дизелю складі газоповітряної суміші, стає причиною додаткового зовнішнього збурення на автоматичного регулювання його частоти обертання. Через це ціллю статті було визначення оптимальних системи обертання суднового стрибкоподібних експлуатаційних навантажень системі Дослідження виконувались шляхом моделювання відповідних процесів колінчатого валу для малообертового 8G60ME фірми MAN Diesel, обладнаного системою тиску. До були включені дизель регулятор, забезпечує пропорційно-інтегральний закон регулювання. Моделювання виконувалось трьох різних відносних 1,0; 0,75; 0,5, відповідало 20 %, 15 10 ступеню Зміна параметрів налаштування регулятора обрилась діапазоні: коефіцієнт підсилення за пропорційною складовою (0,5…2,5) кроком зміни інтегрування (0,2…1,0) с 0,4 с. дозволили визначити оптимальні режимі, якими спостерігається перебіг перехідних найменшим часом закидом Ключові слова: випускні гази, емісія збурення, критерії оптимізації, математична модель, морський транспорт, навантаження, параметрі регулятора, перехідний процес, регулювання, система обертання, судновий дизель, чисельне моделювання, швидкісний режим

Citations

0
Green Future Ideas and Scalable Technologies Essential for Innovators, Scientists, Researchers, and Engineers DOI
Cristina Raluca Gh. Popescu, Rahul Verma

IGI Global eBooks, Journal Year: 2025, Volume and Issue: unknown, P. 63 - 88

Published: April 4, 2025

Reducing greenhouse gas emissions and adapting to impacts of climate change are pivotal in developing solutions secure a greener fairer future. Building scaling ideas support tech crucially help society adapt change. Funding cutting-edge initiatives, while engineering commercially-viable solutions, fosters tailored creating sustainable crisis. This research tackles sustainability crisis, addresses studies' outcomes that more people ought become engineers provide sheds new light on general believe constant supply electricity without burning fossil fuels is must for present future generations. A major accent placed circular economy principles, with powerful targets: recycling reusing metals plastics as well recovering using energy from industrial processes would otherwise be sadly wasted. Harnessing creativity, innovation, paramount an inclusive society.

Language: Английский

Citations

0
Hydrogen-powered vessels in green maritime decarbonization: policy drivers, technological frontiers and challenges DOI Creative Commons

Zhibing Zhou,

Tao Jin

Frontiers in Marine Science, Journal Year: 2025, Volume and Issue: 12

Published: May 13, 2025

The global shipping industry is transitioning toward decarbonization, with hydrogen-powered vessels emerging as a key solution to meet international emission reduction targets, particularly the IMO’s goal of reducing emissions by 50% 2050. As zero-emission fuel, hydrogen aligns regulations such greenhouse gas strategy, MARPOL Convention, and regional policies like EU’s Emissions Trading System. Despite regulatory support advancements in fuel cell technology, challenges remain storage, integration, operational safety. Currently, high-pressure gaseous storage most viable option, but its spatial safety limitations must be addressed. Alternative methods, including cryogenic liquid hydrogen, organic carriers, metal hydride hold potential for application still face technical integration barriers. Overcoming these requires continued innovation vessel design, systems, supported comprehensive standards regulations. successful commercialization will instrumental decarbonizing achieving climate goals.

Language: Английский

Citations

0
Feasibility and Cost-Benefit Analysis of Methanol as a Sustainable Alternative Fuel for Ships DOI Creative Commons

Pei-Chi Wu,

Cherng‐Yuan Lin

Journal of Marine Science and Engineering, Journal Year: 2025, Volume and Issue: 13(5), P. 973 - 973

Published: May 17, 2025

The amendment to MARPOL Annex VI, which limits the sulfur content in marine fuels a maximum of 0.5 wt.%, came into effect January 2020. This includes reducing oxide (SOX) emissions and establishing nitrogen (NOX) emission standards (Tiers I, II, III) based on ship’s engine type construction date. Furthermore, regulations require oil tankers control volatile organic compound (VOC) prohibit installation new equipment containing ozone-depleting substances. After four-year exploration phase, global shipping companies still lack consistent evaluation criteria for selection use alternative fuels, resulting divergence across industry. According latest data, methanol can reduce NOX, SOX, particulate matter (PM) by approximately 80%, 99%, 95%, respectively, compared traditional heavy fuel oil. green has potential near-zero greenhouse gas meet stringent Emission Control Areas. Therefore, this study adopts cost-benefit analysis method evaluate feasibility implementation benefits two promising strategies: dual very low-sulfur (VLSFO). A 6600-TEU container ship was selected as representative case, conducted replacing an older with newly built one. reductions total pollutants CO2-equivalent ship, well cost-effectiveness each specific strategy, were calculated. found that, first five years operation, incremental cost Vessel A, uses 100% VLSFO, will be significantly lower than that B, blend 30% e-methanol + 70% VLSFO fuel. scenario without any improvement strategies, Vessels B increase 69.90% 178.15%, over years. effectively reduced equivalent (CO2e) CO2, CH4, N2O 24.72% years, while CO2e amount 12.18%. ratio (CBR) pollutant reduction is higher within operation. However, terms reduction, CBR becomes after 4.7 A’s strategy should considered short-term option whereas more suitable long-term solution

Language: Английский

Citations

0