逐步淘汰航运业的化石燃料对于减少温室气体排放至关重要。基于可再生能源的合成燃料是可持续海运业的一个有前途的选择,可再生甲醇是最广泛考虑的能源载体之一。然而,可再生甲醇的供应仍然有限,而且与传统燃料相关的成本明显高于传统燃料,这也是因为燃料合成必须依赖二氧化碳作为资源。通过使用船上碳捕获,可以避免燃烧过程中二氧化碳的释放,这种闭式循环减少了对碳源的需求。本文通过分析使用内燃机和相连的燃烧前和燃烧后碳捕获技术的整体船舶能源系统来研究这种情况。通过建立一个混合整数优化框架来优化船舶推进系统的设计和运行,研究了这些技术对完全可再生能源系统的技术经济性能的影响。所选案例研究的推进需求包括在波罗的海运营的渡轮的典型运行概况。将捕获情况与仅基于可再生甲醇的系统进行比较,可以发现封闭式碳循环系统具有显著的成本优势。基线情景的年成本降低了近 20%,燃烧后情况下的总捕获率为 90%,燃烧前情况下的总捕获率为 40% 左右。广泛的敏感性分析表明,这些成本优势在各种技术和经济边界条件下都具有稳健性。在燃烧前情况下,工艺热需求减少与发动机热供应增加相结合可能会使捕获率超过 90%。结果表明,将可再生燃料与船上碳捕获相结合可以为成本效益高、可持续的航运创造机会。
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32 人工智能发明人项目 https://www.cipco.uzh.ch/dam/jcr:1a3a7015-02c8-4b38-954b-961ef12308d0/Pr%C3%A4sentation%20Abbott_CIPCO%20Online%20Workshop%2011.06.2021.pdf (最后访问时间为 2022 年 2 月 13 日)。33 同上。34 美国专利法简史 (2014 年 5 月 7 日),https://perma.cc/C75E-Q466 (最后访问时间为 2022 年 2 月 11 日)。35 美国宪法。艺术。I,§ 8。36 美国专利法简史(2014 年 5 月 7 日),https://perma.cc/C75E-Q466(上次访问时间为 2022 年 2 月 11 日)。37 同上。38 同上。39 同上。