Sej sensor trodser sod og varme

torsdag 28 maj 15
|
af Morten Andersen

Kontakt

Mogens Havsteen Jakobsen
Lektor
DTU Kemi
45 25 57 72

NOx-Projektet

  • Partnere: Green Instruments A/S, A. P. Møller-Mærsk A/S, DTU Nanotech, DTU Kemiteknik, DTU Compute, IPU
  • Støttet af Innovationsfonden
  • Budget: 29 millioner kr.
  • Varighed: oprindeligt 2,5 år, men efterfølgende forlænget
  • Projektets titel: Sensors for Improved Environmental & Economic Performance in Marine Combustion
En ny metode til at overvåge skibes   NOx-udledning giver rederierne online miljødokumentation. Sensoren skaber vækst hos nordjysk virksomhed.

I sig selv er det ikke epokegørende at måle indholdet af kvælstofoxider (NOx) i udstødningsgasserne fra et skib. Men at gøre det online dag efter dag, uden at instrumentet soder til, er det kunststykke, som et dansk innovationsprojekt nu er lykkedes med.

NOx er helbredsskadelige forbindelser, der opstår i større eller mindre omfang ved alle former for forbrænding. Skibes udledninger af en række stoffer reguleres af den internationale maritime organisation IMO. Grænserne bliver gradvist skærpet, og i 2016 træder nye regler i kraft, som vil sætte grænser for udledningerne af NOx i bestemte områder. Desuden er flere havnebyer verden over begyndt at henstille til rederierne, at udslippene af NOx begrænses.

"Stadig flere af rederiernes kunder lægger vægt på, at deres gods bliver transporteret på en miljømæssigt forsvarlig måde."
Poul K. Sørensen, executive technical advisor, Green Instruments

”Med en ny sensor kan rederierne dokumentere, at de overholder kravene. Samtidig kan informationen om indholdet af NOx i udstødningsgasserne bruges til at justere driften af motoren,” forklarer Poul K. Sørensen, executive technical advisor i Green En ny metode til at overvåge skibes NOx-udledning giver rederierne online miljødokumentation. Sensoren skaber vækst hos nordjysk virksomhed. Instruments. ”Vi er altid på udkig efter metoder, der ikke kun hjælper rederierne med at overholde miljølovgivningen, men også med at optimere driften. Det er nu engang mere motiverende for kunderne, når de ikke blot skal overholde nogle krav, men også har udsigt til bedre indtjening.”

Flere kunder stiller grønne krav

En prototype af sensoren har netop bestået en praktisk test, hvor den har været i drift gennem godt fire måneder om bord på et af A.P. Møller-Mærsks containerskibe. Rederiet deltager i innovationsprojektet, som blev indledt i 2011.

Målet med projektet var at udvikle en pålidelig metode, der matcher NOx-kravene, som IMO indfører i 2016. Det vil sætte rederier, der er i front på miljøområdet, i stand til at høste konkurrencefordele.

”Stadig flere af rederiernes kunder lægger vægt på, at deres gods bliver transporteret på en miljømæssigt forsvarlig måde. Det gælder eksempelvis en virksomhed som IKEA, der har en grøn profil og gerne vil kunne dokumentere over for sine interessenter, at man vitterlig har valgt den bedst mulige transportform,” siger Poul K. Sørensen.

Projektet er støttet af Innovationsfonden, og det ledes af Innovationsfabrikken IPU, som ligger i tilknytning til DTU. Ud over de to virksomheder og IPU deltager tre DTU-institutter.

 

Skibsfarten står for en meget stor del af verdens NOx-udslip. Derfor giver det god mening at udvikle en sensor, der både måler udslippet og giver mulighed for at reducere det. 
Foto Maersk 

Først med direkte målinger

”Fra starten stod det klart, at infrarøde sensorer ville være i stand til at udføre de ønskede målinger. Den store udfordring var, at sensorerne skulle blive ved med at levere pålidelige målinger i meget lang tid i et aggressivt miljø,” siger Mogens Havsteen Jakobsen, lektor ved DTU Nanotech. Han har koordineret DTU’s deltagelse.

Problemet er især de høje temperaturer og det niveau af sod og forskellige aggressive forbindelser, som forekommer under daglig drift i udstødningsgasserne fra en skibsmotor. Der findes løsninger på markedet, hvor man forbehandler gasserne. På den måde mindsker man temperaturen og kan eventuelt også fjerne nogle af de aggressive forbindelser, inden man udfører målingerne. Men behandlingen skaber samtidig risiko for nye fejlkilder.

”Vores ambition var hele tiden at måle direkte på procesgasserne så tæt på kilden som muligt. Men udfordringerne var naturligvis store,” siger Mogens Havsteen Jakobsen.

Løsningen blev en kombination af en nanostruktureret overflade og en coating, som samlet gør sensorens glas i stand til at afvise smuds. Med andre ord er glasset i instrumentet ikke i sig selv ’nano’ – det er cirka en centimeter i diameter – men strukturen på glassets overflade er. Detaljerne er indtil videre hemmelige grundet patentering.

Mærsk: god pålidelighed

Metoden, som ligger til grund for patentansøgningen, er skabt på DTU Nanotech.

”Men samtidig har den ekspertise i gasser, som DTU Kemiteknik har bidraget med, været afgørende, lige som DTU Compute har leveret et stort bidrag med hensyn til data-logning og fortolkning af målingerne,” siger Mogens Havsteen Jakobsen. ”IPU har bidraget med projektledelse og ekspertise på elektroniksiden. Desuden har A.P. Møller-Mærsk haft stor betydning ved at åbne mulighed for at afprøve prototypen i praksis.”

Hos A.P. Møller-Mærsk siger maskinmester Per Hother Rasmussen:

”Testen om bord har vist, at prototypen med de coatede glas fra DTU og Green Instruments har en god pålidelighed. Man må forvente, at det færdige produkt vil leve op til kravene i skibsindustrien.”

Per Hother Rasmussen er i det hele taget godt tilfreds med samarbejdet:

”Rederiet er interesseret i at deltage i udviklingen af nye, innovative teknologier sammen med leverandører og forskningsinstitutioner. Derved får vi mulighed for at drive udviklingen i retning af behovene i skibsfartsindustrien. Samtidig kan vi bidrage med information om, hvilke krav udstyret skal opfylde for at sikre høj pålidelighed og enkel vedligeholdelse.”

Høje vækstrater hos Green Instruments

Produktionen og markedsføringen af den nye sensor skal Green Instruments stå for. Brønderslev-virksomhedens instrumenter kan måle indholdet af en række såkaldte inerte gasser – gasser, som normalt ikke er kemisk reaktive – i udstødningsgasser. Det vil i praksis overvejende sige stoffer, som er omfattet af miljølovgivning eller har betydning for brandsikkerhed, energieffektivitet og lignende. Hovedparten af kunderne er maritime, men der er også landbaserede anvendelser.

Green Instruments blev stiftet i 1999. Sidste år opnåede den unge virksomhed en vækst på 50 procent.

”Vi forventer det samme i 2015 – mindst,” siger Poul K. Sørensen fra virksomheden. Trods væksten var det en stor beslutning at gå ind i innovationsprojektet: ”Som mindre virksomhed skal vi passe på med, hvad vi involverer os i. Vi gik kun ind, fordi vi troede på, at der ville komme noget ud af det, som kunne produceres og sælges. Det har også vist sig at holde stik.”

”Der har været et godt og tillidsfuldt samarbejde. Nogle gange kunne vi godt ønske, at tingene var gået hurtigere, men vi har forståelse for, at forskning tager sin tid. Det er vigtigt, at dokumentationen kommer på plads. Vi skal også være lidt tålmodige en gang imellem. I det hele taget har det været en lærerig proces for os,” siger Poul K. Sørensen.

Efter den vellykkede afprøvning til søs skal sensoren nu gennem en række test hos Green Instruments. Derefter er den klar til at blive sat i produktion. Samtidig udløber innovationsprojektet officielt, men samarbejdet mellem parterne fortsætter. Bl.a. har Green Instruments og DTU Nanotech aftalt et nyt samarbejdsprojekt, der skal undersøge mulighederne for at overføre løsninger fra NOx-sensoren til de øvrige instrumenter i virksomhedens portefølje. Desuden skal NOx-sensoren gøres endnu hurtigere, så man ikke blot overvåger NOx-udledningen online, men også i real-time.

Relaterede Videoer  

video thumbnail image

video thumbnail image

video thumbnail image

video thumbnail image

Vis flere

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.