Lehet, hogy a hajók a globális gazdaság éltető elemei, de piszkosak és környezetszennyezők. James McKenzie azon töpreng, vajon a szélenergiával hajtott hajók új generációja lehet-e a válasz
A minap találkoztam egy mémmel a szélmotoros hajókról, ahol az emberek piszkálnak Óceánmadár – egy furcsa kinézetű hajó, amelyet a svéd teherszállító cég fejleszt Wallenius tengerészgyalogos és a stockholmi KTH Királyi Műszaki Intézet. Nos, a hajó furcsának tűnhet, de ez nem vicc. Már folynak a méretarányos modellek tesztjei, és a hajó akár 2024-ben valósággá válhat.
Pénzügyi támogatással a Svéd Közlekedési Igazgatóság, Óceánmadár az ország részét képezi Szélhajtású autószállító projekt. Célja egy olyan vitorlás építése, amely 7000 járművet képes átszállítani az Atlanti-óceánon 90%-kal kevesebb károsanyag-kibocsátással, mint egy hagyományos hajó, amely „nehéz” kőolajjal közlekedik. Óceánmadár minden bizonnyal másképp néz ki, négy óriási, 80 m magas vitorlával, amelyek inkább sima repülőgépszárnyaknak tűnnek.
A hajó fedélzete fölé függőlegesen magasodó szárnyak acélból és kompozit anyagokból készülnek. Együtt előre tolóerőt biztosítanak, és 360°-ban elforgathatók az uralkodó szél optimális kihasználása érdekében. Körülbelül 198 méter hosszú és 32,000 XNUMX tonna súlyú, Óceánmadár ha megépül, a világ legnagyobb vitorláshajója lenne. 12 nap alatt képes átszelni az Atlanti-óceánt 10 csomós végsebességgel.
Ez 50%-kal lassabb, mint a mai tüzelőanyag-égető hajók, amelyek átlagos transzatlanti utazási ideje 7–8 nap, de gondoljunk a megspórolt üzemanyagra. Természetesen szükség lenne egy tartalék motorra (remélhetőleg nem hagyományos üzemanyaggal), ha lassú a szél, vagy a hajó kikötőkön halad át. A szárnyak szintén teleszkóposak, ami azt jelenti, hogy a hajó áthaladhat a hidak alatt, és csökkentheti a szárny területét erős szélviszonyok között.
Minden kéz a fedélzeten
Egy szélmotoros hajó fejlesztése visszalépésnek tűnhet. Hiszen a kereskedelmi vitorlás hajók hagyományosan hatalmas munkaerőt igényeltek a vitorlák felállításához, amelynek fizikailag is hatalmasnak és erősnek kellett lennie. És természetesen a szél rendkívül kiszámíthatatlan energiaforrás. De az anyagtudomány, az automatizálás és a számítási modellezés fejlődésével a szélenergia valóban praktikus és zöld ötlet.
Ha hisz az iparban dolgozóknak, a szélmotoros hajók új generációjának küszöbén állunk.
A Nemzetközi Szélhajó Szövetség jelenleg több mint 100 tagja van szerte a világon, akik szélenergiával hajtott hajók szállításán fáradoznak. Valójában elképesztő mennyiségű innovációt és technológiát vizsgálnak és értékelnek. Ha hisz az iparban dolgozóknak, a szélmotoros hajók új generációjának küszöbén állunk, amely innovatív vitorlákkal, kivehető sárkányokkal, fedélzetre szerelt szárnyas szárnyakkal és állítható szárnyszerkezetekkel büszkélkedhet.
Ez a munka kulcsszerepet játszhat a hajózási ágazat szén-dioxid-mentesítésében, ahol a legtöbb hajó jelenleg a kőolaj-finomítás után visszamaradt piszkos anyagokkal működik. Ha országról lenne szó, a szállítást Németország és Japán között rangsorolnák a világ hatodik legnagyobb szén-dioxid-kibocsátója, ami a globális üvegházhatású gázok kibocsátásának közel 3%-át ossza ki. Hihetetlen, hogy a 15 legnagyobb hajó nitrogén-oxid- és kén-oxid-kibocsátása egyezik a világ összes autójával.
Az Egyesült Királyság kormánya szerint ezek a problémák az oka annak, hogy a szélhajtóművek éves globális piaca a jelenlegi 300 millió fontról a 2-es évekre körülbelül 2050 milliárd fontra nő. Tiszta tengeri terv. A szélmotoros hajók segíthetik a Nemzetközi Tengerészeti Szervezetet (IMO) abban, hogy elérje ambiciózus célját, miszerint 70-re a 2050-as szinthez képest 2008%-kal csökkentse a hajók szén-dioxid-kibocsátását. Maersk – a világ legnagyobb hajózási társasága – még azt is reméli, hogy addig az időpontig nullára csökkentik a szén-dioxid-kibocsátást (bár az még nem világos, hogy pontosan hogyan).
A A Deloitte és a Shell 2020. júliusi jelentése rózsás képet fest egy iparágról, amely felismeri kihívásait, és megpróbálja azokat megoldani. Az iparágban – a vezérigazgatóktól a finanszírozókig és a hajóépítőkig – több mint 80 interjú alapján a jelentés gyakorlati intézkedéseket határoz meg a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére. Konkrétan hogyan lehet átalakítani egy olyan ágazatot, amely annyira függ az olcsó nehéz fűtőolajoktól? És hogyan lehet hozzáigazítani a meglévő hajókat, amelyeket úgy terveztek, hogy 20 évig vagy még tovább üzemeljenek?
Lehet, hogy az ammónia a szénmentes szállítás titka?
A működési hatékonyság kulcsfontosságú lesz. Napjaink legnagyobb hajói már körülbelül 22,000 1000 konténert tudnak szállítani, szemben az 1970-es évek eleji alig 14-nel, miközben a hajók mérete megkétszereződött az elmúlt évtizedben. Mindkét fejlesztés hozzávetőlegesen harmadával csökkentette a konténerenkénti átlagos kibocsátást. Valójában tömegtonnánként és megtett kilométerenként a nagy hajók a szén-dioxidnak csak 6%-át bocsátják ki a közúti járművekből, ennek 1%-át egy tehervonat, és ennek mindössze XNUMX%-át a repülőgépek.
Fogyasztói igények
A szélsegítés kulcsfontosságúnak tűnik az új hajótervek esetében, de kockázatos, ha rájössz, hogy egy új hajó akár 150 millió dollárba is kerülhet. Az iparágnak nincs egyértelmű útja a technológia terén, és számos alternatív üzemanyagot is vizsgál, beleértve a hidrogént, az ammóniát, a metanolt és a bioüzemanyagokat. De mindegyik problémás. Amellett, hogy új meghajtórendszerekre és tárolótartályokra van szükségünk, elegendő üzemanyagot kell termelnünk ahhoz, hogy kielégítsük a hajózásból származó éves 12 exajoule energiaigényt.
Talán a legnagyobb kihívás a hajózás környezetbarátabbá tételében a globális szabályozási rendszer hiánya.
Sokan a cseppfolyós földgázt látják, amelynek energiasűrűsége 55 MJ/kg, szemben a nehézolajé 45 MJ/kg energiasűrűséggel, mint az egyetlen reális rövid távú megoldás, amellyel elérheti az IMO időközi célját, vagyis a kibocsátás 40%-os csökkentését 2030-ig. 25%-kal kevésbé szénintenzív, és nem bocsát ki annyi nitrogént és kén-oxidot. A gáz is kiforrott technológia, sok hajó már képes használni. Hosszabb távú, ammónia (18.5 MJ/kg) és hidrogén (120 MJ/kg) kiváló megoldás még akkor is, ha az ammónia mérgező, és mindkettőt nagy nyomás alatt kell tárolni. Az akkumulátorok azonban nem reálisak: az apró energiasűrűségükön (0.4 MJ.kg) kívül terhelésre lenne szükség a hajón, ami megnehezíti azt.
De talán a legnagyobb kihívás a hajózás környezetbarátabbá tételében az, hogy nincs globális szabályozási rendszer, és hogy az IMO tagalapú szervezet. Ráadásul a legtöbb fogyasztó számára a szállítás egyszerűen láthatatlan. Amint a Deloitte és a Shell jelentése rámutat, a tudatosság hiánya miatt a fogyasztók nem hajlandók változást követelni, különösen akkor, ha a zöld termékek drágábbak. Ennek ellenére remélem, hogy ezek a szélerős mémek egy napon a múlté lesznek.
