使用液化天然气 (LNG) 作为燃料可以帮助船舶减少温室气体排放。但液化天然气船目前效率低下，热量损失巨大。值得庆幸的是，研究人员开发了新型热回收系统，可以提供卓越的能源效率，从而带来更好的环境结果。

限制温室气体排放的愿望增加了对液化天然气(LNG) 船舶的兴趣，液化天然气(LNG) 船舶产生的排放量远低于使用其他化石燃料的船舶。但液化天然气价格昂贵，使得液化天然气发动机能源效率的最大化对其广泛使用至关重要。

提高船舶能效的系统。图片来源：韩国海事大学

目前，LNG船以废气的形式损失高达25%的输入热量。回收这些热量是提高能源效率的关键。在最近发表在Energy Conversion and Management 上的一项研究中，由 Yeong-Seok Choi 博士领导的韩国海事大学团队开发了两种新型热回收系统，可以提高 LNG 船舶的能源效率。

Choi 博士解释说：“通过提高 LNG 系统的能源效率，我们直接为环境保护做出了贡献。”

该研究基于所谓的“有机朗肯循环（ORC）”。在 ORC 中，有机流体首先被煮沸，然后用于转动涡轮机以发电，在此期间它会失去热量。然后流体在循环的继续过程中被冷凝和再加热。在 LNG 船舶中，ORC 还允许在燃烧前预热冷燃料（LNG 储存在 -160°C）。

研究团队开发了两种热回收系统。第一个是双级 ORC 系统 (DSO)，它利用发动机废气中的热量来运行两个连接到两个发电机的 ORC。第二个是增加的双级 ORC 系统 (ADSO)，另外还有第三个 ORC；此外，它的两个 ORC 相互交换热量。

该团队检查了 DSO 和 ADSO 与不同有机流体的组合的工作原理。然后，他们对系统进行了能量、火用（来自热交换过程的最大功）和经济分析。

他们发现，虽然 DSO 具有更好的整体能源效率，但 ADSO 更适合狭窄的发动机空间。他们还看到性能在很大程度上取决于流体组合。总体而言，新设计在能效方面取得了显着改善。

“虽然我们的研究专注于航运，但这项工作也可以应用于其他几个行业和低温氢研究，”崔博士说。

凭借这种创新设计，节能发动机系统很快就会成为船舶的工业现实。