Das ABB Electric Tow Boat winkt Binnenschiffern

Joshua Sebastian, Technischer Leiter bei The Shearer Group, Inc. (TSGI)

Joseph Keefe, Redakteur, MarineNews-Magazin

Datei-Bild: CREDIT ABB

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Schon lange ein Grundnahrungsmittel für Offshore-Dienstleister, ist jetzt eine kompaktere und sorgfältig gestaltete Version der dieselelektrischen Option für Inland-Schubboote verfügbar. Für preisbewusste Betreiber (und wer nicht, in dieser Umgebung?), Können die Sterne schließlich ausgerichtet werden.

Seit vielen Jahren hat sich der elektrische Antrieb als praktikable Antriebslösung für viele verschiedene Schiffstypen erwiesen. Am vertrautesten mit Interessengruppen von Arbeitsbooten wäre das Aufkommen der dieselelektrischen Offshore-Serve-Anbieter (OSV), die während der Offshore-Boom-Ära an der Tagesordnung waren. Diese Schiffe operierten in einem anderen regulatorischen Umfeld, wobei der Schwerpunkt eher auf betriebliche Effizienz und Kraftstoffeffizienz gelegt wurde. Diese Benchmarks sind natürlich nach wie vor wichtig, aber die schnell ansteigenden Tier-Standards der heutigen EPA für Schiffsmotoren bringen neuen Druck und viele Variablen in den Mix.

Diese Offshore-Systeme waren im Großen und Ganzen zu groß, um in ein herkömmliches Schubboot im Binnenland zu passen. Daher hatte das Konzept nie eine Grundlage für den Binnenhandel. Bis jetzt. Die elektrischen Antriebssysteme von ABB stehen nun zur Verfügung, um den langjährigen Eigentümern von Schleppbooten, die hauptsächlich auf den Binnenwasserstraßen der USA tätig sind, zu helfen, einige sehr moderne Herausforderungen zu lösen. Kurz gesagt bietet der dieselelektrische Antrieb den Besitzern die Möglichkeit, konforme Schiffe zu bauen, die leichter mit Tier-3-Hauptmotoren arbeiten. Das bedeutet nicht, dass dies keine effizienten und umweltfreundlichen Systeme sein werden. Sie werden.

Es ist nie bekannt geworden, dass die Waterfront im Frühstadium der am weitesten verbreiteten Technologien ist, aber die Erfahrung zeigt, dass sich einheimische Inlandseigentümer neuen Technologien zuwenden, wenn dies wirtschaftlich sinnvoll ist. Manchmal können neue Vorschriften diesen Prozess beschleunigen. In der Tat haben die neuen Vorschriften erhebliche Auswirkungen auf die Kosten für Eigner, die neue Schiffe bauen wollen, und zwar im Einklang mit der Realität einer alternden Flussflotte in Zeiten ungünstiger Frachtraten.

Edward Schwarz, ABB Vice President des New Build Sales, hat seine eigenen Ansichten zu dem, was sich heute abspielt. "Die Binnenschiffer der USA waren als Vorreiter auf der ganzen Welt bekannt, um den konsequenten Einsatz von Dampfschiffen einzuführen und damit die erste industrielle Revolution einzuleiten", sagt er und fragt dann: "Warum besteht die Wahrnehmung, dass die Die Binnenschifffahrt in den USA ist eine Anti-Technologie-Gruppe [?]; vielleicht, weil sie Technologie nicht nur aus technologischen Gründen schätzen. Vor jeder größeren Einführung von Technologie auf dem US-Binnenschifffahrtsmarkt gibt es eine perfekte Abstimmung von Möglichkeiten und Lösungen. Wir sind heute an einem dieser Punkte und ABB ist bereit, dem US-Binnenmarkt zu helfen, die Vorteile der vierten industriellen Revolution zu nutzen, die auf Elektrifizierung, Digitalisierung und Vernetzung basiert. "

Die "konventionelle" Option beinhaltet die Installation von zwei großen EPA-Tier-4-Hauptmotoren, die durch ein Nachbehandlungssystem ergänzt werden - entweder die Abgasrückführung (AGR) oder die selektive Katalysatorreduktion (SCR). Die letztere Wahl kann zusätzliche Rohrleitungen, einen Nachfüll- und Harnstofflagertank hinzufügen und eine separate Wartung erfordern, und dies alles innerhalb der Grenzen eines bereits beengten Maschinenraums. Ohne die Garantie, dass solche Ausgaben und Absprachen höhere Raten für ihre Unterstützung bringen können, ist es durchaus möglich, dass die elektrische Lösung einen zweiten Eindruck bekommt.

Dieselelektrische Systeme verwenden mehrere Generatoren, um die Antriebsanlage über Elektromotoren mit Strom zu versorgen. Wenn ein dieselelektrischer Antrieb gewählt wird, können die EPA-Tier-4-Emissionsanforderungen jedoch mit einer Lösung erfüllt werden, die mehrere EPA-Tier-3-Generatorsätze umfasst, wobei keine Aussicht auf teure Upgrades besteht.

• Baseline

Auf dem kleinsten gemeinsamen Nenner ist die elektrische Antriebslösung von ABB ein "Tierschläger". Das heißt nicht, dass dies nicht der richtige Weg für den verantwortungsvollen und verantwortungsbewussten Betreiber von heute ist. Es ist. Und es ist ein gutes Design. Zu diesem Zweck hat sich Diesel Electric auf den Offshore-Märkten die Zähne gebrochen, eine Branche, in der es großen Erfolg hatte. Aber in den Kinderschuhen war es zu groß für die Welt der Schlepper. Und es war auch teuer. Die heutige ABB-Version ist jetzt kleiner, preisgünstiger und für das Binnenschleppboot ausgelegt. Und weil es nicht "positionsabhängig" auf die Wellen ankommt, ist die Logistik, es in den begrenzten verfügbaren Maschinenraum zu bringen, etwas einfacher.

Bei Verwendung der neuesten Iteration dieses Konzepts mit einem kleineren Generator mit ABB-Gehäuse könnte ein Towboat-Betreiber zeitweise in der Lage sein, anstelle von zwei eine Hauptmaschine zusammen mit dem Generator zu verwenden. Dies hat zur Folge, dass die Hauptmotoren weniger Laufzeit haben und bei idealen Drehzahlen arbeiten, was insgesamt zu weniger Verschleiß an den Motoren und natürlich zu längeren Intervallen zwischen den erforderlichen Wartungsarbeiten führt. Die automatisierte Art des Systems kann sogar alle Motorserviceintervalle zeitlich aufeinander abstimmen, was zu weniger Ausfallzeiten und mehr verfügbarer Laufzeit für das Towboat führt, um das zu erreichen, was es tun soll: Geld verdienen.

Das System verbraucht einfach Strom, wenn es produziert wird, verbraucht weniger Kraftstoff und erzeugt dadurch eine kleinere Umweltsignatur. Das System - gesteuert von der Automatisierungstechnik von ABB - entscheidet darüber, wie viel Strom benötigt wird. Daher und für größere Betreiber kann die Wahrscheinlichkeit, dass der eine oder andere Kapitän als "Flottengas" bezeichnet wird, eliminiert werden. Dies liegt daran, dass die ETB-Konfiguration abhängig von den Charakteristiken der Motorbelastung auch schneller von niedriger Last auf volle Last wechseln kann, was zu einer Leistungssteigerung führt, die für den Kapitän erkennbar ist. ABB wiederum fordert eine Kraftstoffeinsparung von bis zu 30 Prozent.

• Schrauben und Muttern

Günstiger zu bauen als ein Tier-4-System und billiger zu betreiben (OpEx) als ein Tier-3-Inlands-Towboat-System, das erst vor zwei Jahren gebaut wurde, ist das Elektrokraftwagen-Paket von ABB größtenteils OEM-agnostisch. ABB fungiert als Systemintegrator und erleichtert und ermöglicht eine reibungslose Schnittstelle mit allen Schiffsmotoren, Getrieben und Getrieben. Wenn Sie einen Favoriten haben - CAT, Cummins, Scania, Twin Disc, Schottel, ZF oder Steerprop (Sie nennen es) - kann ein elektrisches Antriebssystem entworfen werden, um diese Komponenten zu kombinieren.

Das Electric Tow Boat (ETB) von ABB begegnet neuen Vorschriften, erhöht die CAPEX-Kosten für Neubauten, die Notwendigkeit niedrigerer OPEX-Kosten und die Forderung nach größerer Zuverlässigkeit der Schiffe. Als kundenspezifisches System für jedes Towboat geliefert, stellt das Aufkommen des ETB im Binnenland möglicherweise die nächste Generation von Schleppern für das US-Binnenschifffahrtsnetz dar.

In einer kürzlich veröffentlichten Analyse erklärte Clarkson Research: "Durch die Optimierung der Motorlast können dieselelektrische Systeme den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen senken." Aber Eigner von Kreuzfahrtschiffen, Tankern, Tankern, Containerschiffen, Offshore-Schiffen und Schlepper, von denen viele unter den härtesten Bedingungen der Welt unterwegs sind, haben sich wegen ihrer höheren Effizienz, Flexibilität und Zuverlässigkeit für den dieselelektrischen Antrieb entschieden.

Joshua Sebastian, Technischer Leiter bei der Shearer Group, Inc. (TSGI), war mehr auf den Punkt und sagte MarineNews: "Wir glauben, dass die Technologie hinter dem dieselelektrischen Antrieb endlich so weit fortgeschritten ist, dass sie jetzt eine wettbewerbsfähige Option ist der Inlandsmarkt. Wir sind der Meinung, dass es für die erfolgreiche Implementierung dieser Technologie von entscheidender Bedeutung ist, Partnerschaften mit Unternehmen wie ABB einzugehen, die nachweislich mit Dieselelektrik kombiniert mit häuslicher Dienstleistung in Verbindung mit inländischen Unterstützungseinrichtungen arbeiten. "

ABB hat bereits über 1.300 Schiffe mit dieselelektrischem Antrieb geliefert. Bis zu 4.000 Towboats, die entlang der Flüsse der Vereinigten Staaten operieren, jährlich 25.000 Lastkähne transportieren und 630 Millionen Tonnen Fracht auf 25.000 Meilen Wasserweg transportieren, erwarten dieselben Vorteile.

In einfachen Worten, dieselelektrische Systeme nutzen Frequenzumrichter, um ihren Wirkungsgrad während des gesamten Betriebszyklus des Motors über ein breiteres Betriebsprofil zu liefern. Dies bringt messbare Vorteile für die Betreiber im Inland mit sich, die bereit sind, die Umstellung auf eine sauberere Umweltsignatur und einen effizienteren Betrieb voranzutreiben:

• Kraftstoffeinsparung : Oft zahlt der Charterer Kraftstoff. Ein kraftstoffsparendes Boot ist ein attraktiveres Boot.
• Redundanz : Die dieselelektrische Lösung ermöglicht die Verteilung der Leistung auf jeden Antriebsmotor, wodurch der Einfluss eines Versagens der Antriebsmaschine minimiert wird.
• Flexibilität : Das Schiff kann sowohl als Z-Drive als auch als konventionelles Propellerschiff ausgeführt werden.
• Sicherheit : Im ABB ETB-Design kann das System so konfiguriert werden, dass ein Ausfall eines einzelnen Motors zu einer Reduzierung der verfügbaren Leistung um nur 25% führt, wobei dieser Verlust keinen Einfluss auf die Lenkung oder den vollständigen Verlust des Vortriebs hat.
• Crew-Komfort : Halten Sie Ihre Crew mit geringeren Geräuschen und Vibrationen durch den Einsatz kleinerer Motoren zufrieden.
• Betriebsprofile : Das ABB ETB-Towboat-System nutzt Frequenzumrichter zur Optimierung des Energieverbrauchs über eine große Spanne von Betriebsabläufen: im Standby-Betrieb oder zum Beispiel beim Transport leerer Frachtkähne.
• Forschung : ABB hat seine dieselelektrische Technologie für die Anwendung bei einem Towboat-Design verfeinert und seine Arbeit auf eine Studie von realen Flusseinsätzen über einen Zeitraum von 365 Tagen mit 500 Schubbooten gestützt.
  
• Wartung / Verfügbarkeit der Schiffe : Standardisierte und bewährte Produkte, die von lokalen ABB-Serviceteams in Houston unterstützt werden, stellen sicher, dass sich die Mitarbeiter an Bord reibungslos an dieselelektrische Operationen anpassen können.
• Schulung : Die Marine Academy von ABB schult Betreiber dazu, proaktiver zu werden, Anlagen zu betreiben und zu warten, um die Verfügbarkeit zu maximieren und Ausfallzeiten zu minimieren.
• Autonomie : Das moderne Schleppboot arbeitet nicht mit einem Elektriker an Bord, daher ist die Ausrüstung robust und erfordert nur wenig Interaktion an Bord.
• Konnektivität : ABB verfügt über fast 1.000 Schiffe, deren Ausrüstung mit Collaborative Operations Centers verbunden ist, die rund um die Uhr von Zentren aus überwacht werden, eines davon direkt in den USA.
• Predictive Maintenance : Die Energie- und Steuerungssysteme von ABB unterstützen das Ferndiagnosesystem und die zustandsbasierte Überwachung, wodurch die Einhaltung von SubM erleichtert wird und die Wartungsanforderungen / Kosten für den Motor gesenkt werden.
• In den Werften : Der Standardlieferumfang von ABB umfasst alle Generatoren, Stromverteiler, Automationssteuerungen und elektrischen Stromverbraucher - damit ist nur ein Anbieter für elektrische Hauptsysteme gewährleistet.
• Garantie : ABB bietet einige der umfassendsten und umfassendsten Standardgarantien in der Schiffsindustrie.
• Flexibilität : Kann sowohl für Thruster (L-Antriebe) als auch für konventionell gestaltete Gefäße verwendet werden
• Geringere Betriebskosten und niedrigerer Investitionsaufwand : Günstiger zu bauen, wirtschaftlicher zu betreiben, kostengünstiger zu warten.

• Nicht kommen: Bereits hier

Hauptsächlich bekannt für seine Effizienz in der Offshore-Energiewelt, wo DP-Operationen eine präzise und konstante Positionshaltung erforderten, unterbrochen durch kurze Intervalle von intensivem Kundendienst, ist das dieselelektrische Modell nichts Neues. Aber das heißt nicht, dass es in den letzten acht Jahren - unter schwierigen Bedingungen - keinen Service auf südamerikanischen Flüssen mit einem maßgeschneiderten RAL-Boot mit Schottel-Antrieben gegeben hat.

Lawren Best, Robert Allans Supervisor für Designentwicklung , sagte gegenüber MarineNews im Juni: "Als diese gebaut wurden, waren sie die leistungsstärksten Dreifach-Z-Drive- Tiefzugschubboote der Welt. Dieses Antriebssystem ist dieselelektrisch, mit drei unabhängigen Wartsila 9l20 Mittelgeschwindigkeitsdieselaggregaten, die jeweils 1.710 ekW entwickeln. AC-Antriebsmotoren und elektrische Antriebskomponenten von ABB Die Schottel SRP 1215 Azimutantriebe erzeugen einen Pollerzug von 69 Tonnen voraus und 63 Tonnen achtern. Für dieses Projekt bot der dieselelektrische Antrieb die Vorteile der Flexibilität bei der Positionierung der Motoren und Antriebe, um eine optimale Funktion in den extrem seichten Gewässern zu gewährleisten, sowie eine erhöhte Reaktion des Antriebssystems durch die mittelschnellen Motoren beim Manövrieren. "

Bislang kann die ABB ETB-Antriebslösung noch keine inländischen Inlandanlagen beanspruchen. Es kann jedoch nur eine Frage der Zeit sein. Es ist eine Tatsache, dass Towboats und Barges im Binnenland 85 Prozent der US-Schiffe ausmachen und es ist keine Kleinigkeit, dass die Towboats mit 66 Prozent älter als 25 Jahre die ältesten sind. Daher ist die derzeitige Strategie, eine Flotte nicht durch Neubauten, sondern durch den Erwerb bestehender Vermögenswerte zu vergrößern (oder zu erhalten), in absehbarer Zukunft nicht durchführbar. Wenn diese Zeit kommt, wird der ABB ETB da sein, um die Lücke zu füllen.

Dieser Artikel erschien erstmals in der Printausgabe des MarineNews Magazins im Juli 2018.