Laevad võivad olla maailmamajanduse elujõuks, kuid need on räpased ja saastavad. James McKenzie mõtleb, kas uue põlvkonna tuulejõul töötavad laevad võiksid olla lahendus
Leidsin eile meemi tuulejõul töötavatest laevadest, kus inimesed nalja tegid Ookeanilind – veidra välimusega laev, mida arendab Rootsi kaubafirma Walleniuse mereväelane ja KTH Kuninglik Tehnoloogiainstituut Stockholmis. Noh, laev võib tunduda kummaline, kuid see pole nali. Katsetused mastaapse mudeli peal juba käivad ja laev võib teoks saada juba 2024. aastal.
Rahalise toetusega Rootsi transpordiamet, Ookeanilind moodustab osa riigist Tuulejõul töötav autokandur projekt. Selle eesmärk on ehitada purjelaev, mis suudab transportida üle Atlandi ookeani 7000 sõidukit 90% vähema heitgaasidega kui "raskel" toornaftal töötav tavalaev. Ookeanilind kindlasti näeb välja teistsugune, nelja hiiglasliku 80 m kõrguse purjega, mis tunduvad pigem õhukeste lennukitiibadena.
Laeva teki kohal vertikaalselt kõrguvad tiivad on valmistatud terasest ja komposiitmaterjalidest. Koos annavad need ettepoole suunatud tõukejõu ja võivad valitseva tuule optimaalseks kasutamiseks pöörata 360º. Umbes 198 m pikk ja kaal 32,000 XNUMX tonni, Ookeanilind oleks – kui see ehitataks – maailma suurim purjelaev. See võiks ületada Atlandi ookeani 12 päevaga tippkiirusega 10 sõlme.
See on 50% aeglasem kui praegustel kütust põletavatel laevadel, mille keskmine Atlandi-ülene reisiaeg on 7–8 päeva, kuid mõelge kogu säästetud kütusele. Muidugi oleks tagavaramootorit (loodetavasti mitte tavakütusel töötav) vaja siis, kui tuul on loid või laev sõidab läbi sadamate. Tiivad on ka teleskoopilised, mis tähendab, et laev võib tugeva tuule korral sildade alt läbi sõita ja vähendada tiibade pindala.
Kõik käed tekil
Tuulejõul töötava laeva arendamine võib tunduda sammuna tagasi. Nõudsid ju kommertspurjelaevad purjede seadmiseks traditsiooniliselt tohutult tööjõudu, mis pidi olema ka füüsiliselt tohutu ja tugev. Ja muidugi on tuul väga ettearvamatu jõuallikas. Kuid materjaliteaduse, automatiseerimise ja arvutusliku modelleerimise edusammudega on tuuleenergia tõeliselt praktiline ja roheline idee.
Kui usute selle valdkonna esindajaid, oleme uue põlvkonna tuulejõul töötavate laevade äärel.
. Rahvusvaheline tuulelaevade assotsiatsioon on praegu üle 100 liikme üle maailma, kes töötavad tuulejõul töötavate laevade tarnimise nimel. Tegelikult uuritakse ja hinnatakse hämmastavalt palju uuendusi ja tehnoloogiat. Kui uskuda selle valdkonna esindajaid, siis oleme uue põlvkonna tuulejõul töötavate laevade äärel, millel on uuenduslikud purjed, laevade vedamiseks kasutatavad tuulelohed, tekile paigaldatud aerotiivad ja reguleeritavad tiivakonstruktsioonid.
See töö võib mängida võtmerolli laevandustööstuse dekarboniseerimisel, kus enamik laevu sõidab praegu pärast toornafta rafineerimist järele jäänud musta kraamiga. Kui see oleks riik, oleks laevandus Saksamaa ja Jaapani vahel järjestatud kui on maailma suuruselt kuues süsinikdioksiidi tekitaja, mis paiskab välja ligi 3% ülemaailmsetest kasvuhoonegaaside heitkogustest. Uskumatu, et 15 suurima laeva lämmastikoksiidide ja vääveloksiidi heitkogused ühtida kõigi maailma autodega.
Need probleemid on põhjus, miks tuulejõusüsteemide aastane ülemaailmne turg peaks Ühendkuningriigi valitsuse andmetel kasvama praeguselt 300 miljonilt naelale 2. aastateks umbes 2050 miljardile naelsterlingile. Puhta meresõiduplaan. Tuulejõul töötavad laevad võivad aidata Rahvusvahelisel Mereorganisatsioonil (IMO) täita oma ambitsioonikat eesmärki vähendada 70. aastaks laevade süsinikdioksiidi heitkoguseid 2050. aasta tasemega võrreldes 2008%. Maersk – maailma suurim laevafirma – loodab isegi selleks kuupäevaks süsinikdioksiidi heitkoguseid nullini vähendada (kuigi kuidas täpselt, jääb selgusetuks).
A Deloitte'i ja Shelli juuli 2020 aruanne maalib roosilise pildi tööstusest, mis tunnistab oma väljakutseid ja püüab neid lahendada. Aruandes määratleti praktilised meetmed süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamiseks, tuginedes enam kui 80 intervjuule kogu tööstuses – alates tegevjuhtidest kuni rahastajate ja laevaehitajateni. Kuidas muuta sektorit, mis sõltub nii palju odavatest rasketest kütteõlidest? Ja kuidas kohandada olemasolevaid laevu, mis on kavandatud kestma 20 aastat või kauem?
Kas ammoniaak võib olla süsinikuvaba saatmise saladus?
Tegevuse tõhusus on võtmetähtsusega. Tänapäeva suurimad laevad suudavad vedada juba umbes 22,000 1000 konteinerit, võrreldes napi 1970-ga 14. aastate alguses, samas kui laevade suurus on viimase kümnendi jooksul kahekordistunud. Mõlemad arendused on aidanud vähendada keskmist heitkogust konteineri kohta ligikaudu kolmandiku võrra. Tegelikult eraldavad suured laevad praegu maanteesõidukite süsinikdioksiidist vaid 6%, kaubarongidest 1% ja lennukist vaid XNUMX% ühe tonni massi ja läbitud kilomeetri kohta.
Tarbijate nõudmised
Tuuleabi tundub uute laevade puhul võtmetähtsusega, kuid see on riskantne, kui mõistate, et uus laev võib maksta kuni 150 miljonit dollarit. Tööstusel ei ole selget teed tehnoloogia vallas ja ta uurib ka mitmeid alternatiivseid kütuseid, sealhulgas vesinikku, ammoniaaki, metanooli ja biokütuseid. Kuid kõik on problemaatilised. Lisaks uute jõusüsteemide ja mahutite vajalikkusele peaksime tootma piisavalt kütust, et rahuldada 12 eksadžauli aastane laevanduse energiavajadus.
Võib-olla on suurim väljakutse laevanduse keskkonnahoidlikumaks muutmisel ülemaailmse reguleerimissüsteemi puudumine.
Paljud näevad vedelat maagaasi, mille energiatihedus on 55 MJ/kg, võrreldes 45 MJ/kg raskeõli puhul, ainsa realistliku lühiajalise lahendusena, et saavutada IMO vahe-eesmärk vähendada 40. aastaks heitkoguseid 2030%. 25% vähem süsinikumahukas ja ei eralda nii palju lämmastikku ja vääveloksiidi. Gaas on samuti arenenud tehnoloogia ning paljud laevad saavad seda juba kasutada. Pikaajaline, ammoniaak (18.5 MJ/kg) ja vesinik (120 MJ/kg) on paremad lahendused isegi siis, kui ammoniaak on mürgine ja mõlemat tuleb hoida kõrge rõhu all. Akud ei ole aga realistlikud: peale nende väikese energiatiheduse (0.4 MJ.kg) vajate laevale koormaid, mis kaaluvad selle alla.
Kuid võib-olla on suurim väljakutse laevanduse keskkonnasäästlikumaks muutmisel ülemaailmse reguleerimissüsteemi puudumine ja IMO liikmesorganisatsioon. Veelgi enam, saatmine on enamikule tarbijatele lihtsalt nähtamatu. Nagu Deloitte'i ja Shelli aruanne märgib, muudab teadlikkuse puudumine tarbijad soovimatuks muutusi nõudma, eriti kui rohelised tooted maksavad rohkem. Siiski loodan, et need tuulejõul töötavad meemid jäävad ühel päeval minevikku.
