Schepen zijn misschien wel het levensbloed van de wereldeconomie, maar ze zijn vies en vervuilend. James McKenzie vraagt zich af of een nieuwe generatie door wind aangedreven schepen het antwoord zou kunnen zijn
Ik kwam laatst een meme tegen over door de wind aangedreven schepen, waar mensen de spot mee dreven Oceaanvogel – een vreemd uitziend schip dat wordt ontwikkeld door het Zweedse vrachtbedrijf Wallenius Marine en het KTH Royal Institute of Technology in Stockholm. Het schip ziet er misschien vreemd uit, maar dat is geen grap. Er worden al tests op een schaalmodel uitgevoerd en het schip zou al in 2024 werkelijkheid kunnen worden.
Met financiële steun van de Zweedse Transportadministratie, Oceaanvogel maakt deel uit van het land Windaangedreven autovervoerder project. Het doel is om een zeilschip te bouwen dat 7000 voertuigen over de Atlantische Oceaan kan vervoeren met 90% minder uitstoot dan een conventioneel schip dat op ‘zware’ ruwe olie vaart. Oceaanvogel ziet er zeker anders uit, met vier gigantische zeilen van 80 meter hoog die meer op strakke vliegtuigvleugels lijken.
De vleugels torenen verticaal boven het scheepsdek uit en zijn gemaakt van staal en composietmaterialen. Samen zorgen ze voor voorwaartse stuwkracht en kunnen ze 360 graden draaien om optimaal gebruik te maken van de heersende wind. Ongeveer 198 meter lang en 32,000 ton zwaar, Oceaanvogel zou – indien gebouwd – het grootste zeilschip ter wereld zijn. Het zou in twaalf dagen de Atlantische Oceaan kunnen oversteken met een topsnelheid van 12 knopen.
Dat is 50% langzamer dan de huidige brandstofverbrandende schepen, die een gemiddelde transatlantische reistijd van zeven tot acht dagen hebben, maar denk eens aan alle bespaarde brandstof. Natuurlijk zou een reservemotor (hopelijk niet aangedreven door conventionele brandstof) nodig zijn als de wind traag is of als het schip door havens vaart. De vleugels zijn ook telescopisch, wat betekent dat het schip onder bruggen door kan varen en het vleugeloppervlak bij harde wind kan verkleinen.
Alle hens aan dek
Het ontwikkelen van een door de wind aangedreven schip lijkt misschien een stap achteruit. Commerciële zeilschepen hadden immers traditioneel enorme hoeveelheden arbeid nodig om de zeilen te zetten, die ook fysiek enorm en sterk moesten zijn. En natuurlijk is wind een zeer onvoorspelbare energiebron. Maar dankzij de vooruitgang op het gebied van materiaalkunde, automatisering en computationele modellering is windenergie een heel praktisch en groen idee.
Als je de mensen uit de sector gelooft, staan we aan de vooravond van een nieuwe generatie windaangedreven schepen.
De Internationale Windschip Vereniging heeft momenteel meer dan 100 leden over de hele wereld die zich bezighouden met de levering van door wind aangedreven schepen. Er wordt zelfs een verbazingwekkende hoeveelheid innovatie en technologie onderzocht en geëvalueerd. Als je de mensen uit de sector gelooft, staan we aan de vooravond van een nieuwe generatie door de wind aangedreven schepen, met innovatieve zeilen, inzetbare vliegers om schepen voort te trekken, op het dek gemonteerde vleugels en verstelbare vleugelconstructies.
Dit werk zou een sleutelrol kunnen spelen bij het koolstofarm maken van de scheepvaartsector, waar de meeste schepen momenteel varen op het vuile spul dat overblijft nadat ruwe olie is geraffineerd. Als het een land zou zijn, zou de scheepvaart tussen Duitsland en Japan worden gerangschikt 's werelds zesde grootste uitstoter van kooldioxide, waardoor bijna 3% van de mondiale uitstoot van broeikasgassen wordt uitgestoten. Ongelooflijk, de uitstoot van stikstofoxiden en zwaveloxide door 15 van de grootste schepen overeenkomen met die van alle auto's ter wereld.
Deze problemen zijn de reden waarom de jaarlijkse wereldmarkt voor windvoortstuwingssystemen zal groeien van £300 miljoen nu naar ongeveer £2 miljard in de jaren 2050, aldus het rapport van de Britse regering. Schoon maritiem plan. Door wind aangedreven schepen kunnen de Internationale Maritieme Organisatie (IMO) helpen haar ambitieuze doel te bereiken om de CO70-uitstoot van schepen tegen 2050 met 2008% te verminderen ten opzichte van het niveau van XNUMX. Maersk – de grootste rederij ter wereld – hoopt tegen die datum zelfs de COXNUMX-uitstoot tot nul terug te brengen (hoewel hoe precies onduidelijk blijft).
A Rapport van juli 2020 van Deloitte en Shell schetst een rooskleurig beeld van een sector die haar uitdagingen onderkent en deze probeert op te lossen. Gebaseerd op meer dan 80 interviews uit de hele sector – van topbestuurders tot financiers en scheepsbouwers – identificeerde het rapport praktische maatregelen om de CO20-uitstoot terug te dringen. Hoe transformeer je in het bijzonder een sector die zo afhankelijk is van goedkope zware stookolie? En hoe pas je bestaande schepen aan die zijn ontworpen om twintig jaar of langer mee te gaan?
Zou ammoniak het geheim kunnen zijn om koolstofvrij te verzenden?
Operationele efficiëntie zal van cruciaal belang zijn. De grootste schepen van vandaag kunnen nu al ongeveer 22,000 containers vervoeren, vergeleken met amper 1000 begin jaren zeventig, terwijl de schepen de afgelopen tien jaar in omvang zijn verdubbeld. Beide ontwikkelingen hebben ertoe bijgedragen dat de gemiddelde uitstoot per container met grofweg een derde is gedaald. In feite stoten grote schepen nu per ton massa en afgelegde kilometer slechts 1970% van de koolstofdioxide uit wegvoertuigen uit, 14% van die van een vrachttrein en slechts 6% van die van een vliegtuig.
Consumenteneisen
Windondersteuning lijkt van cruciaal belang voor nieuwe scheepsontwerpen, maar het is riskant als je beseft dat een nieuw schip wel 150 miljoen dollar kan kosten. De industrie heeft geen duidelijk pad op het gebied van technologie en onderzoekt ook verschillende alternatieve brandstoffen, waaronder waterstof, ammoniak, methanol en biobrandstoffen. Maar ze zijn allemaal problematisch. Behalve dat we nieuwe voortstuwingssystemen en opslagtanks nodig hebben, moeten we ook voldoende brandstof produceren om aan de jaarlijkse energievraag van de scheepvaart van 12 exajoule te voldoen.
Misschien wel de grootste uitdaging bij het groener maken van de scheepvaart is het ontbreken van een mondiaal regelgevingssysteem.
Velen zien vloeibaar aardgas, dat een energiedichtheid heeft van 55 MJ/kg vergeleken met 45 MJ/kg voor zware olie, als de enige realistische kortetermijnoplossing om de tussentijdse doelstelling van de IMO te halen om de uitstoot tegen 40 met 2030% terug te dringen. 25% minder koolstofintensief en stoot minder stikstof en zwaveloxide uit. Gas is ook een volwassen technologie, waar veel schepen al gebruik van kunnen maken. Langere termijn, ammonia (18.5 MJ/kg) en waterstof (120 MJ/kg) zijn superieure oplossingen, zelfs als ammoniak giftig is en beide onder hoge druk moet worden opgeslagen. Batterijen zijn echter niet realistisch: afgezien van hun kleine energiedichtheid (0.4 MJ.kg) zou je ladingen op een schip nodig hebben, waardoor het zwaarder wordt.
Maar misschien wel de grootste uitdaging bij het groener maken van de scheepvaart is het ontbreken van een mondiaal regelgevingssysteem en het feit dat de IMO een op leden gebaseerde organisatie is. Bovendien is verzending voor de meeste consumenten eenvoudigweg onzichtbaar. Zoals het rapport van Deloitte en Shell aangeeft, zorgt dat gebrek aan bewustzijn ervoor dat consumenten niet bereid zijn om verandering te eisen, vooral als groene producten duurder zijn. Toch hoop ik dat die door de wind aangedreven memes ooit tot het verleden zullen behoren.
