ІННОВАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ТА НОРМАТИВНА БАЗА ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ЕНЕРГОСПОЖИВАННЯ НА МОРСЬКОМУ ТРАНСПОРТІ
Анотація
Вступ. Проблема енергоефективності морського транспорту набуває дедалі більшої актуальності в умовах посилення міжнародного екологічного регулювання та зростання вартості енергоресурсів. Судноплавна галузь відіграє фундаментальну роль у глобальній економіці, забезпечуючи основні обсяги міжнародних перевезень, проте залишається одним із помітних джерел викидів парникових газів, зокрема вуглекислого газу (CO₂), оксидів азоту (NO2) та сірки (SO2). У відповідь на ці виклики міжнародні організації, зокрема Міжнародна морська організація (IMO), запроваджують систему технічних і операційних стандартів, які мають забезпечити поступове зниження впливу морських перевезень на довкілля. Мета. Метою даного дослідження є системний аналіз сучасних технологій, нормативно-правових вимог та методів прогнозного оцінювання, що можуть бути застосовані для підвищення енергоефективності в морському транспорті. Особливу увагу зосереджено на впливі міжнародних регуляторних ініціатив, зокрема таких як EEDI, SEEMP, EEOI, а також на технологічних інноваціях – від цифрового моделювання до впровадження альтернативних видів палива й адаптивних систем енергоменеджменту. Результати. Проведений аналіз свідчить, що поєднання цифрових технологій, передових систем керування та альтернативного енергозабезпечення може істотно знизити обсяги споживання палива і відповідні викиди в атмосферу. Запровадження цифрових двійників і систем машинного навчання виявилось ефективним для підвищення точності прогнозування витрат енергії та виявлення резервів оптимізації. Водночас, хоча впровадження таких видів палива, як скраплений природний газ, метанол чи водень, потребує значних капітальних інвестицій, вони розглядаються як перспективні напрями декарбонізації галузі. Висновки. Результати даного дослідження підтверджують, що інтегрований підхід, який охоплює технологічні інновації та аналітичні інструменти прогнозування, є визначальним чинником у забезпеченні сталого розвитку морського транспорту та вдосконаленні математичних моделей оцінки енергоефективності.
Завантаження
Посилання
2. International Maritime Organization (2023, July). 2023 IMO strategy on reduction of GHG emissions from ships. https://www.imo.org/en/OurWork/Environment/Pages/IMO-Strategy-on-reduction-of-GHGemissions-from-ships.aspx
3. Hüffmeier, J., & Johanson, M. (2021). State-of-the-art methods to improve energy efficiency of ships. Journal of Marine Science and Engineering, 9(447). https://doi.org/10.3390/jmse9040447
4. Rajeev, J. (2018). Ship energy efficiency: Here is all you need to know. Retrieved from: https://www.myseatime.com/blog/detail/ship-energyefficiency
5. Maritime Cyprus. (2018). Energy efficiency in shipping: Why it matters. Retrieved from: https://maritimecyprus.com/2018/04/03/energyefficiency-in-shipping-why-it-matters
6. International Maritime Organization (2016). Train the trainer (TTT) course on energy efficient ship operation: Module 2 — Ship energy efficiency, regulations and related guidelines. London.
7. International Maritime Organization (2009). Guidelines for voluntary use of the ship EEOI. MEPC.1/Circ.684.
8. International Maritime Organization (2013). Guidance on treatment of innovative energy efficiency technologies for calculation and verification of the attained EEDI for ships in adverse conditions. MEPC.1/Circ.815.
9. Yuan, Y., Li, Z., Malekian, R., & Yan, X. (2017). Analysis of the operational ship energy efficiency considering navigation environmental impacts. Journal of Marine Engineering & Technology, 16(3), 150–159.
10. GloMEEP. (n.d.). Energy efficiency technologies information portal. Retrieved from: https://glomeep.imo.org/resources/energy-efficiencytechologies-information-portal
11. Shivam, S. (2019). Ship energy efficiency. Retrieved from: http://themarineexpress.com/ship-energy-efficiency
12. Hannes, J., & Styhre, L. (2015). Increased energy efficiency in short sea shipping through decreased time in port. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 71, 167–178.
13. Comer, B., & Osipova, L. (2021). Accounting for well-to-wake carbon dioxide equivalent emissions in maritime transportation climate policies. Retrieved from: https://theicct.org/publication/accounting-for-well-to-wake-carbondioxide-equivalent-emissions-in-maritime-transportation-climate-policies 14. Rayhan, F. (2021). Ship pollution and emission: A recent fact ship emissions & pollution: A real threat to global warming.
15. Yan, S. (2012). Study on ship pollution prevention measures. In 7th International Conference on System of Systems Engineering (SoSE) (pp. 283–285).
16. Melnyk, O. M., Onishchenko, O. A., Shibaev, O. G., Kuznichenko, S. O., Bulgakov, M. P., Shcherbina, O. V., Yaremenko, N. O., & Voloshyn, D. A. (2024). Development of strategies for reducing nitrous oxide emissions from marine diesel engines. Journal of Chemistry and Technologies, 32(2), 465–479. https://doi.org/10.15421/jchemtech.v32i2.297410
17. Melnyk, O. M., Onishchenko, O. A., Shyshkin, O. V., Volkov, O. M., Volyanskyy, S. M., Maulevych, V. О., & Kreitser, K. O. (2024). Enhancing shipboard technical facility performance through the utilization of lowsulfur marine fuel grades. Journal of Chemistry and Technologies, 32(1), 233–245. https://doi.org/10.15421/jchemtech.v32i1.297916
18. Rodríguez García, M. I., Rodrigues, M., González-Enrique, J., Ruiz Aguilar, J., & Turias, I. (2023). Forecasting air pollutants using classification models: A case study in the Bay of Algeciras (Spain). Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 1–25. https://doi.org/10.1007/s00477-023-02512-2
19. Thomson, H., Corbett, J. J., & Winebrake, J. J. (2015). Natural gas as a marine fuel. Energy Policy, 87, 153–167.
20. Jang, J., Ahn, S. Y., Na, S., Koo, J., Roh, H., & Choi, G. (2022). Effect of a plasma burner on NOx reduction and catalyst regeneration in a marine SCR system. Energies, 15(4306). https://doi.org/10.3390/en15124306
21. Micco Di, S., Silvestri, L., Antonio, F., Jannelli, E., & Minutillo, M. (2022). Economic-comparative study for carbon neutrality during ships docking and in port operations: A path towards maritime sector decarbonisation. Journal of Physics: Conference Series, 2385, 012049. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2385/1/012049
22. Ding, J., Mijling, R., Jalkanen, J. P., Johansson, L., & Levelt, P. (2018). Maritime NOx emissions over Chinese seas derived from satellite observations. Geophysical Research Letters, 45. https://doi.org/10.1002/2017gl076788
23. Fu, Q., Shen, Y., & Zhang, J. (2012). On the ship pollutant emission inventory in Shanghai port. Journal of Safety and Environment, 12, 57–64.
24. Tian, Y., Ren, L., Wang, H., Li, T., Yuan, Y., & Zhang, Y. (2022). Impact of AIS data thinning on ship air pollutant emissions inventories. Atmosphere, 13(1135). https://doi.org/10.3390/atmos13101135
25. Indian Register of Shipping. (2015). Implementing energy efficiency design index. Mumbai. Retrieved from: http://www.irclass.org/files/marine_publications/EEDI_2015.pdf
26. Pronin, S., Belousov, E., Marchenko, A., Gritsuk, I., & Bulgakov, N. (2020). Research of the gas fuel supply process on the compression stroke in ship’s low-speed gas-diesel engines. SAE Technical Paper, 2020–01–2107. https://doi.org/10.4271/2020-01-2107
27. International Maritime Organization (2015). Third IMO GHG study 2014: Executive summary and report.
28. Bilgili, L. (2021). Life cycle comparison of marine fuels for IMO 2020 sulphur cap. Science of the Total Environment, 774, 145719.
29. Theotokatos, G., Stoumpos, S., Bolbot, V., & Boulougouris, E. (2020). Simulation-based investigation of a marine dual-fuel engine. Journal of Marine Engineering & Technology, 19(Sup1), 5–16.
30. Ammar, N. (2023). Methanol as a marine fuel for greener shipping: Case study tanker vessel. Journal of Ship Production and Design, 39, 1–11. https://doi.org/10.5957/JSPD.03220012
31. Petetin, H., Guevara, M., Compernolle, S., Bowdalo, D., Bretonnière, P. A., Enciso, S., Jorba, O., Lopez, F., Soret, A., & Pérez García-Pando, C. (2023). Potential of TROPOMI for understanding spatio-temporal variations in surface NO2 and their dependencies upon land use over the Iberian Peninsula. Atmospheric Chemistry and Physics, 23, 3905–3935. https://doi.org/10.5194/acp-23-3905-2023
32. Melnyk, O., Onyshchenko, S., Onishchenko, O., Shumylo, O., Voloshyn, A., Ocheretna, V., & Fedorenko, O. (2024). Implementation research of alternative fuels and technologies in maritime transport. Studies in Systems, Decision and Control, 510, 13–21. https://doi.org/10.1007/978-3-031-44351-0_2
