Temporary zero emission operation on cruise ships

Cruiseskip-industrien møter for tiden økende krav når det kommer til utslipp, spesielt på lokal bane. Et eksempel på dette er at de norske myndighetene har bestemt at alle verdensarvfjorder, inkludert Geirangerfjorden, skal være nullutslippssoner innen 2026. Det er derfor interessant å studere muligheten for tradisjonelle cruise skip (les diesel-drevet) å tidvis operere med nullutslipp. Denne oppgaven vil i hovedsak fokusere på å oppnå dette når skipet ligger til havn, men løsningene som vil bli diskutert er like gyldige for å oppnå dette også for korte tider på havet. Det er da naturligvis nødvendig å kombinere løsningene med et elektrisk batteri. Et stort hinder som står i veien for at tradisjonelle cruiseskip kan operere med nul- lutslipp er å møte varmebehovet til skipet, ettersom dette under vanlig drift dekkes av restvarme fra dieselmotorene. Denne oppgaven vil ta for seg løsninger hvor man bruker termiske energilagre, i tillegg til varmepumper/elektriske varmtvannsberedere, til å møte skipets varmebehov. For å studere disse løsningene ble det laget en dynamisk modell av det termiske energisystemet på tradisjonelle cruiseskip i Dymola/Modelica. Simuleringene har vist svært gode resultater for å møte varmtvannsbehovene til skipet, spesielt når det termiske energilageret var basert på faseendringsmaterialer. Det var da mulig å møte alle varmtvannsbehovene i havn med et volum på kun 265 m3, gitt at varmeveklingsdesignet var basert på plater av typen ”pillow-plate”. En vanntank trengte et volum på 850 m3 for å møte disse behovene. Simuleringene ga derimot ikke spesielt bra resultater for vanndamp. Skipet som ble studert i simuleringene hadde for lite restvarme, i form av vanndamp, under cruising til å dekke behovene i havn med et energilager. Det ble derfor kjørt en simulering for å studere potensialet bak å bruke elektrisk varmtvannsbereder, som viste at varmtvannsberederen måtte levere en gjennomsnittlig effekt på omtrent 3.4 MW. Men, utfordringene knyttet til det å simulere vanndampen har skapt stor usikkerhet rundt disse resultatene