Loď na hromadný vodík, kontajnerová loď poháňaná batériami

Tlak na zníženie emisií skleníkových plynov a znečisťujúcich látok sa rozšíril aj na lodný priemysel. Prvé zariadenia poháňané elektrinou, zemným plynom alebo vodíkom sú už vo výstavbe.

Odhaduje sa, že námorná doprava je zodpovedná za 3,5 – 4 % emisií skleníkových plynov, najmä oxidu uhličitého, a ešte viac znečistenia. Na pozadí globálnych emisií znečisťujúcich látok lodná doprava „produkuje“ 18 – 30 % oxidov dusíka a 9 % oxidov síry.

Vo vzduchu sa tvorí síra kyslý dážďktoré ničia úrodu a budovy. Príčiny vdýchnutia síry problémy s dýchacím systémoma dokonca sa zvyšuje riziko srdcového infarktu. Lodné palivá sú zvyčajne ťažké frakcie ropy (1), s vysokým obsahom síry.

hovorí Irene Blooming, hovorkyňa Európskej environmentálnej koalície Seas in Risk.

opakuje Nerijus Poskus z prepravnej technologickej spoločnosti Flexport.

1. Tradičný lodný motor na ťažké palivo

V roku 2016 sa Organizácia Spojených národov a Medzinárodná námorná organizácia (IMO) rozhodli zaviesť legislatívu na zníženie povolených emisií skleníkových plynov a znečisťujúcich látok. Od januára 2020 vstúpia do platnosti pre majiteľov lodí pravidlá, ktoré ukladajú významné limity na množstvo znečistenia sírou z lodí, ktoré sa nachádzajú blízko pevniny. IMO tiež uviedla, že do roku 2050 musí odvetvie námornej dopravy znížiť ročné emisie skleníkových plynov o 50 %.

Bez ohľadu na nové emisné ciele a predpisy sa už vo svete vyvíja alebo navrhuje čoraz viac riešení, ktoré môžu radikálne zmeniť ekológiu námornej dopravy.

vodíkový trajekt

Výrobca palivových článkov Bloom Energy spolupracuje so spoločnosťou Samsung Heavy Industries na vývoji lodí poháňaných vodíkom, uviedla nedávno agentúra Bloomberg.

Preeti Pande, viceprezident pre strategický rozvoj trhu Bloom Energy, uviedol vo vyhlásení pre agentúru.

Doteraz sa produkty Bloom používali na napájanie budov a dátových centier. Bunky boli naplnené zeminou, ale teraz môžu byť prispôsobené na skladovanie vodíka. V porovnaní s konvenčnou motorovou naftou produkujú podstatne menej skleníkových plynov a neprodukujú sadze ani smog.

Sami majitelia lodí deklarujú prechod na čisté technológie pohonu. Najväčšia svetová spoločnosť zaoberajúca sa prepravou kontajnerov, Maersk, v roku 2018 oznámila, že chce do roku 2050 dekarbonizovať svoje operácie, aj keď neuviedla, ako to chce urobiť. Je jasné, že na úspech budú potrebné nové lode, nové motory a predovšetkým nové palivo.

Hľadanie čistejších palív pre lodnú dopravu šetrných ku klíme sa v súčasnosti točí okolo dvoch realizovateľných možností: skvapalneného zemného plynu a vodíka. Štúdia Sandia National Laboratories amerického ministerstva energetiky z roku 2014 zistila, že vodík je sľubnejšou z týchto dvoch možností.

Leonard Klebanoff, výskumník zo Sandie, začal so svojím vtedajším kolegom Joeom Prattom analyzovať, či by moderné lode mohli byť poháňané vodíkovými palivovými článkami namiesto ich využívania na fosílne palivá. Ich projekt bol spustený, keď prevádzkovateľ trajektu v zálive San Francisco Bay požiadal ministerstvo energetiky, či by sa jeho flotila mohla zmeniť na vodík. Zatiaľ čo technológia vodíkových palivových článkov existuje už niekoľko desaťročí, nikto vtedy neuvažoval o jej použití na lodiach.

Obaja vedci boli presvedčení, že použitie buniek je možné, aj keď, samozrejme, na to bude potrebné prekonať rôzne ťažkosti. na jednotku vyrobenej energie asi štyrikrát viac kvapalného vodíka ako konvenčná motorová nafta. Mnohí inžinieri sa obávajú, že nemusia mať dostatok paliva pre svoje lode. Podobný problém je aj s alternatívou vodíka, skvapalneným zemným plynom, ktorý navyše nemá takú nulovú úroveň emisií.

2. Výstavba prvého vodíkového trajektu v lodenici v Aucklande.

Na druhej strane, účinnosť vodíkového paliva zostáva dvojnásobná v porovnaní s konvenčným palivom, takže v skutočnosti treba dvakrát toľkonie štyri. Okrem toho sú vodíkové pohonné systémy oveľa menej objemné ako bežné lodné motory. Klebanoff a Pratt teda nakoniec dospeli k záveru, že je možné premeniť väčšinu existujúcich lodí na vodík a že by bolo ešte jednoduchšie postaviť novú loď s palivovými článkami.

V roku 2018 Pratt opustil Sandia Labs, aby spoluzaložil Golden Gate Zero Emission Marine, ktorý vypracoval podrobné plány pre vodíkový trajekt a presvedčil štát Kalifornia, aby venoval 3 milióny dolárov na financovanie pilotného projektu. V lodenici v Oaklande v Kalifornii v súčasnosti prebiehajú práce na stavbe prvých jednotiek tohto typu (2). Osobný trajekt, ktorý má byť dokončený do konca tohto roka, bude prvým motorovým plavidlom v Spojených štátoch. Bude slúžiť na prepravu cestujúcich a štúdium oblasti San Francisco Bay Area a tím Sandia National Laboratory preskúma zariadenie po celej jeho dĺžke.

Nórska inovácia

V Európe je Nórsko známe svojou inováciou v oblasti offshore zariadení s alternatívnym pohonom.

V roku 2016 spustil majiteľ lode The Fjords pravidelnú dopravu medzi Flåm a Gudvangen na nórskom stredozápade pomocou hybridného motora Vision of the fjords od Brødrene Aa. Inžinieri Brødrene Aa s využitím skúseností s budovaním Vision of the fjords postavili Future of the Fjords bez škodlivých emisií. Tento takmer dvojvalcový motor bol vybavený dvoma elektromotormi s výkonom 585 k. každý. Sklolaminátový katamaran dokáže vziať na palubu až 16 pasažierov súčasne a jeho rýchlosť je 20 uzlov. Za zmienku stojí najmä doba nabíjania batérií, ktoré poháňajú zariadenie, čo je len XNUMX minút.

V roku 2020 má do nórskych vôd vstúpiť autonómna elektrická kontajnerová loď - Yara Birkelandová. Elektrina na napájanie lodných batérií bude pochádzať takmer výlučne z vodných elektrární. Minulý rok AAB oznámila plány na spoluprácu s Nórskym výskumným centrom pri používaní klietok v dopravných a osobných divíziách.

Odborníci zdôrazňujú, že proces prechodu námorného priemyslu na alternatívne a ekologickejšie riešenia (3) vydrží mnoho rokov. Životný cyklus lodí je dlhý a zotrvačnosť priemyslu zostáva menšia ako niekoľko stoviek tisíc metrov naložených až po okraj.