由欧盟资助的 GASVESSEL 项目旨在验证一种用于压缩天然气（CNG）的新型运输概念的技术经济可行性。ESTECO 与能源、石油天然气及船舶工程领域的其他工业组织合作，开发了一种创新解决方案，用于制造比现有先进方案轻得多的压力容器。这些超轻压力容器使得新型船舶设计能够承载更高的有效载荷，并显著降低单位气体体积的运输成本。
主要成果
1：在短短几天内评估数千种气体容器设计方案
2：可视化并识别最佳候选设计
3：首批气体容器原型重量减轻 70%
技术挑战
传统上用于船舶运输液化气的压力容器不能用于运输压缩天然气。这是因为维持 300 巴工作压力所需的船壁厚度会给容器增加显著重量，从而降低其装载能力。事实上，该项目解决的主要挑战之一是利用纤维缠绕工艺生产用于运输 CNG 的轻质压力容器。纤维缠绕是一种适用于制造轻质且刚硬的轴对称结构的常用方法，它涉及使用多层纤维增强复合材料缠绕在薄金属内衬周围。
技术方案
在设计阶段，考虑优化容器的材料和几何参数（主要与层数、缠绕角度、复合纤维百分比以及内衬的机械性能相关），以在满足结构约束的同时减轻重量和降低成本。使用 CADWIND 软件对缠绕过程进行物理建模，以评估容器每个点上复合材料层的厚度分布。然后将纤维缠绕仿真模型和容器的应力分析集成到 modeFRONTIER 工作流程中，以评估不同方案并选择最佳设计。优化任务旨在最大化缠绕层分布的均匀性并最小化层数，同时满足容器的结构约束，该任务采用 ESTECO 专有的自主算法 pilOPT 进行。
成果与价值
modeFRONTIER 的流程自动化和优化能力使项目工程师能够在短短几天内自动评估数千种气体容器设计方案，而手动操作则需要数周时间。气泡图使他们能够可视化和识别出重量和制造成本最低的最佳候选设计。因此，首批气体容器原型得以制造出来，其重量比未经纤维缠绕加固的容器轻 70%，并且已经成功通过测试。
Gasvessel 联盟
保障欧洲能源供应的关键在于实现供应路线的多样化。这包括识别和建设新的路线，以解锁资源并减少欧洲对单一天然气及其他能源供应商的依赖。GASVESSEL 项目为开发目前经济上不可行的搁浅气、伴生气和火炬气开辟了新的可能性。它还通过定义新型海上和陆上压缩天然气（CNG）运输系统，创造了具有成本效益的运输解决方案。
