Χρήση υδρογόνου στις θαλάσσιες μεταφορές με στόχο την 
μείωση της ρύπανσης και την συμμόρφωση με τους διεθνείς 
κανονισμούς

Λαός, Γιάννης; Laos, Giannis

dc.contributor.author	Λαός, Γιάννης	el
dc.contributor.author	Laos, Giannis	en
dc.date.accessioned	2022-02-09T19:42:00Z
dc.date.available	2022-02-09T19:42:00Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54632
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22330
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Υδρογόνο	el
dc.subject	Hydrogen	el
dc.subject	Κυψέλη καυσίμου	el
dc.subject	Fuel cell	el
dc.subject	Θαλάσσιες μεταφορές	el
dc.subject	Marine transport	en
dc.subject	Εκπομές	el
dc.subject	Emissions reduce	en
dc.subject	Παράρτημα vi marpol	el
dc.subject	marpol VI	en
dc.title	Χρήση υδρογόνου στις θαλάσσιες μεταφορές με στόχο την μείωση της ρύπανσης και την συμμόρφωση με τους διεθνείς κανονισμούς	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ναυπηγική	el
heal.classification	Μηχανική	el
heal.classification	Μηχανολογία	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-12
heal.abstract	Πρώτιστος στόχος της παγκόσμιας κοινότητας είναι η προστασία του περιβάλλοντος και ο δραστικός περιορισμός της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, η οποία οδηγεί σε αρνητικές συνέπειες στο περιβάλλον και έχει σοβαρές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Έτσι, ο Διεθνής Ναυτιλιακός Οργανισμός (International Maritime Organization - IMO) επέβαλε μέτρα για τον περιορισμό του προβλήματος. Στο πλαίσιο αυτό, μπορεί να γίνει η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ηλεκτροπρόωσης, πυρηνικής πρόωσης, χρήση εναλλακτικών καυσίμων (LNG, LPG, μεθανόλη, βιοκαύσιμα), ακόμη και παραλαβή ενέργειας από αμμωνία ή υδρογόνο. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στη χρήση υδρογόνου στις θαλάσσιες μεταφορές. Μετά από μια σύντομη εισαγωγή, γίνεται στο κεφάλαιο «Ναυτικοί κινητήρες και καύσιμα» μια αναφορά στην εξέλιξη της πρόωσης των πλοίων, όπου οι ατμομηχανές και ατμοστρόβιλοι αντικατέστησαν τα πανιά, και ακολούθως, για κάλυψη μεγαλύτερης ισχύος, τοποθετήθηκαν ναυτικοί κινητήρες diesel και, σε πολύ μικρότερη έκταση, αεριοστρόβιλοι. Η τεχνολογία των κινητήρων diesel είναι σήμερα η κυρίαρχη. Στο ίδιο κεφάλαιο παρουσιάζεται η ταξινόμηση των κινητήρων (2Χ/4Χ), και γίνεται αναφορά στα καύσιμα που χρησιμοποιούν (HFO, MDO). Επίσης, γίνεται μια σύντομη αναφορά σε εναλλακτικά καύσιμα και τεχνολογίες πρόωσης. Στο κεφάλαιο «Κανονισμοί εκπομπών ρύπων στην θάλασσα» γίνεται μια αναφορά στην καύση που επιτυγχάνεται με χαμηλής ποιότητας και κόστους καύσιμα, που αποτελούν έναν σημαντικό παράγοντα επιπρόσθετης επιβάρυνσης της ατμόσφαιρας σε ρύπους και επιβλαβή αέρια. Για αυτό, οι διεθνείς οργανισμοί αυστηροποίησαν τους κανονισμούς για τα όρια των εκπομπών από τα πλοία. Πιο συγκεκριμένα, αναλύεται το παράρτημα VI της MARPOL, και γίνεται αναφορά και σε άλλες τεχνικές μείωσης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από πλοία. Η αυστηροποίηση των νέων κανονισμών ανάγκασε στην εξεύρεση νέων λύσεων, στις οποίες περιλαμβάνεται η χρήση της ενέργειας από το υδρογόνο, το οποίο παρουσιάζει εν δυνάμει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις υφιστάμενες τεχνολογίες πρόωσης. Στο κεφάλαιο «Παραγωγή υδρογόνου» παρουσιάζονται οι τρόποι παραγωγής και οι ιδιότητες του υδρογόνου. Επίσης, αναλύονται οι μέθοδοι αποθήκευσής του, καθώς και οι κανονισμοί που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την αποθήκευσή του. Επιπρόσθετα, περιγράφεται η χρήση του στο παρελθόν αλλά και σήμερα, ενώ στο τέλος παρουσιάζονται και κάποια οικονομικά στοιχεία σχετικά με την παραγωγή και χρήση του υδρογόνου. Η ενέργεια από το υδρογόνο λαμβάνεται μέσω κυψελών καυσίμου. Στο κεφάλαιο «Κυψέλες καυσίμου» δίνονται κάποια ιστορικά στοιχεία, και ακολούθως παρουσιάζεται ο τρόπος λειτουργίας και η θερμοδυναμική ανάλυση των κυψελών καυσίμου. Εν συνεχεία παρατίθενται τα οφέλη από τη χρήση τους, αλλά και οι διάφοροι τύποι τους. Επίσης, γίνεται μια ανάλυση του κόστους τους, λαμβάνοντας υπόψη την απόδοση και την ειδική κατανάλωση καυσίμου. Τέλος, παρουσιάζονται κάποιες εφαρμογές χρήσης υδρογόνου σε κυψέλες καυσίμου σε πλοία. Το υδρογόνο σε κυψέλες καυσίμου δεν έχει ακόμη ευρεία εφαρμογή στη ναυτιλία, και έτσι πολλά ερευνητικά προγράμματα έχουν αναπτύξει λογισμικά προσομοίωσης, ώστε να παραχθούν συμπεράσματα και να λυθούν θέματα ασφάλειας. Σχετική διαπραγμάτευση παρουσιάζεται στο κεφάλαιο «Προσομοίωση με λογισμικά». Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται τα μοντέλα TIAM-GLOtram του UCL, θερμοδυναμική ανάλυση αλκαλικής κυψέλης καυσίμου, ανάλυση μοντέλου κυψέλης καυσίμου τύπου PEMFC και μελέτη αριθμητικής προσομοίωσης διαρροής υδρογόνου σε πλοίο με κυψέλες καυσίμου. Στο τελευταίο κεφάλαιο, με τίτλο «Επίλογος», παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της εργασίας αλλά και κάποιες προσωπικές σκέψεις για περαιτέρω εργασία, σε συνέχεια της παρούσας.	el
heal.advisorName	Τζιβανίδης, Χρίστος
heal.committeeMemberName	Καικτσής, Λάμπρος	el
heal.committeeMemberName	Ρογδάκης, Εμμανουήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	121 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false