Inginerii elveţieni de la WinGD au arătat şi părţile negative la noile motoare navale cu amoniac, pe lângă beneficiile folosirii acestui combustibil

Industria transporturilor maritime e una din cele mai mari surse de CO2 şi poluare de pe planetă, impactul fiind uriaş chiar şi atunci când analizat la nivelul unei singure nave mari transportatoare de containere. Tocmai de asta, presiunea pe această industrie de a migra la soluţii nepoluante e mare, iar în ultimii trei ani a existat o dezvoltare galopantă spre propulsia cu amoniac. Întâi a fost creată o asociaţie a amoniacului, din care fac parte cei ai mari transportatori şi constructori, după care au demarat şi dezvoltările de motoare care să folosească amoniac în propulsie în locul dieselul marin greu, păcurii sau gazului LNG. Toţi cei mai mari constructori de motoare navale — MAN B&W, Wartsila şi WinGD — muncesc intens la dezvoltarea acestor motoare şi cât fac ultimele teste de viaţă reală, deja are loc şi fabricarea primelor exemplare, cu livrarea lor către şantierele navale. Beneficiile trecerii la propulsia cu amoniac ar fi uriaşe, în primul rând fiind vorba de excluderea totală a emisiilor CO2. Acum, însă, inginerii elveţieni de la WinGD au făcut primele teste la putere maximă a motorului lor cu amoniac şi au dezvăluit o mulţime de parametri, arătând şi părţile negative ale acestor noi motoare navale cu amoniac.

Motorul cu amoniac al WinGD în primele teste la putere maximă

Despre unele riscuri de vorbea încă de la primul motor cu amoniac anunţat de MAN Energy Solutions şi divizia lor MAN B&W. Cei de acolo au pornit acum aproape doi ani dezvoltarea primului asemenea motor, care era unul în doi timpi şi au atras oameni de ştiinţă şi profesori universitari, care să le verifice munca şi emisiile. Mediul academic spunea atunci că există riscul combustiei incomplete a amoniacului, dacă nu se asigură temperatura corectă, iar emiterea de amoniac în atmosferă ar fi foarte periculoasă, întrucât amoniacul e un gaz otrăvitor.

Foto: Dezvoltarea primului motor MAN B&W cu amoniac

Ulterior, testele cu inginerii au confirmat că e nevoie de o combustie la exact 630 grade Celsius şi o injecţie corectă pentru a arde complet şi eficient amoniacul şi toţi dezvoltatorii de motoare se ghidează de această proprietate. Pentru că la o asemenea temperatură, amoniacul care are formula de NH3, când intră în reacţia de combustie cu oxigenul, formează doar apa H2O şi azotul N, care e prezent oricum în aer.

Iar magia acestui combustibil e că el e produs din energie regenerabilă, iniţial tot din apă prin electroliză, care produce hidrogenul şi eliberează oxigen, după care e trecut printr-un proces industrial ce captează azotul din aer şi produce amoniacul. Deci, amoniacul e produs din apă, electricitate şi azot din aer, eliberând oxigen, iar după combustie preia înapoi oxigen şi eliberează înapoi apa şi azotul.

După cei de la MAN B&W, şi finlandezii de la Wartsila au dezvoltat o serie de motoare cu amoniac, dar deja în patru timpi. Ele au fost nu mai puţin de 5 la număr, în mai multe segmente de putere.

Foto: Motor Wartsila 25 cu amoniac

Elveţienii de la WinGD au fost ultimii care şi-au anunţat alăturarea acestei curse a dezvoltării motoarelor cu amoniac şi ei au ales să dezvolte tot motoare în doi timpi, întrucât WinGD şi Wartsila când au fost parte dintr-un singur conglomerat şi şi-au divizat specializările în acel moment, în motoare cu 4 timpi la Wartsila şi motoare mari în doi timpi la WinGD.

Între timp, sud-coreeni, spre exemplu, au anunţat deja în ianuarie 2025 că ei construiesc prima navă oceanică transportatoare de containere cu propulsie cu amoniac şi acea navă urmează să primească noul motor cu amoniac de la WinGD.

Ei bine, acum inginerii elveţieni au făcut primele teste la putere maximă a noului lor motor şi au publicat parametrii acestuia de emisii, întrucât asta era cel mai important. Emisiile de amoniac nears au fost de sub 10 ppm, adică 10 particule per milion. E greu de înţeles exact cifra, până când consultăm standardele privind toxicitatea amoniacului. Nasul uman simte mirosul de amoniac la mai puţin de 5 ppm, deci emisiile acestor nave vor fi simţite în mod clar ca mirosind a amoniac. Mai mult ca atât, nivelul de 10 ppm e exact la limita în care începe a crea mici iritaţii în gât şi ochi. Nu sunt periculoase sau permanente, dar sunt exact la hotarul în care creează disconfort. Teoretic, şi expunerea pe termen mai lung la 10 ppm rămâne a fi nepericuloasă pentru oameni, inclusiv pentru echipaj.

În procesul de combustie, se formează mici cantităţi de gaz N2O, cunoscut şi ca protoxid de azot sau gaz ilariant. Emisiile acestui gaz în motorul WinGD au fost de 3 ppm, în timp ce nasul uman poate detecta acest gaz de la 25 ppm în sus. O concentraţie de 3 ppm e considerată inofensivă.

Emisiile NOx au fost mult mai mici decât cele generate de motoarele navale diesel în doi timpi. Elveţienii menţionează că acest nivel mic de NOx a fost ating fără tratarea adiţională a gazelor de eşapament. Iar parametrii de mai sus au confirmat că aceste motoare nu vor avea nevoie de filtre adiţionale şi sisteme de tratament post combustie. Totuşi, mai există un parametru neştiut până acum.

Inginerii elveţieni au dezvăluit acum că motorul lor cu amoniac s-a încadrat în parametrii estimaţi de consum de ulei, care e de 5% din raportat la combustibilul de bază! Dacă ne gândim că avem de-a face cu un motor în doi timpi, aproape că am spune că e firesc să exise un consum de ulei, iar acest raport e aproape identic cu motocicletele clasice în doi timpi, în care se adăuga ulei direct în combustibil şi se crea un amestec.

Doar că la motoare navale diesel în doi timpi acest consum de ulei a fost redus drastic între timp, ajungând la valori cuprinde între 0,4% şi 1%, de obicei. Prin urmare, faptul că noile motoare cu amoniac au brusc un consum de ulei de 5 ori mai mare e ceva oarecum neaşteptat. Şi există o explicaţie tehnică, de ce se întâmplă asta.

Amoniacul e o substanţă mult mai corozivă, mai ales cu materiale precum aluminiu, alama şi cuprul, dar şi cu garniturile. Prin urmare, toate conductele trebuie realizate din alte materiale, iar consumul mai mare de ulei e conceput pentru a asigura o lubrifiere sporită şi o protecţie a garniturilor de la efectul coroziv al amoniacului. Iar un consum atât e mare de ulei nu e de neglijat.

Şi arderea uleiului de motor generează CO2, particule, oxizi de sulf şi de azot. Deci, 5% din emisiile acestor motoare nu vor fi tocmai inofensive. Iar cantităţile nu sunt de neglijat, întrucât dacă e să calculăm puterea de propulsie necesară celor mai mari nave transportatoare de containere şi randamentul motoarelor pe amoniac WinGD, consumul pentru 24 ore de navigare ar fi de circa 285 tone de amoniac, ceea ce înseamnă că ar exista şi un consum de aproximativ 14,25 tone de ulei. Iar emisiile din aceste peste 14 tone de ulei tot vor fi semnificative, plus că nu sunt formate doar din CO2.

Inginerii elveţieni spun că 5% era limita maximă proiectată şi ei au reuşit să se încadreze în ea în primele teste. Până la producţia de serie, s-ar putea să se caute soluţii pentru a mai reduce această cotă, dar, date fiind constrângerile de lubrifiere în faţa proprietăţilor corozive ale amoniacului, probabil nu se a reduce foarte mult acest consum. Şi poate ar mai trebui studiat şi impactul acelei concentraţii de amoniac nears care va fi emis pe ţeava navelor şi va ajunge în aer, după care poate ajunge în aerul din jurul porturilor sau în componenţa norilor, ploilor, etc. E important, însă, că aceşti ingineri din Elveţia au fost atât de transparenţi în a menţiona acum despre toate aceste aspecte negative, chiar dacă tot ei sunt cei interesaţi în dezvoltarea acestor motoare de generaţie nouă.