Skip kan være livsnerven i den globale økonomien, men de er skitne og forurensende. James McKenzie lurer på om en ny generasjon vinddrevne fartøyer kan være svaret
Jeg kom over et meme her om dagen om vinddrevne skip, hvor folk pirket Havfugl – et merkelig fartøy som utvikles av det svenske fraktselskapet Wallenius Marine og KTH Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm. Vel, skipet kan virke rart, men det er ingen spøk. Tester på en skalamodell er allerede i gang, og skipet kan bli en realitet så snart som 2024.
Med økonomisk støtte fra det svenske Trafikverket, Havfugl utgjør en del av landets Vinddrevet bilholder prosjekt. Målet er å bygge et seilfartøy som kan frakte 7000 kjøretøy over Atlanterhavet med 90 % færre utslipp enn et konvensjonelt skip som kjører på «tung» råolje. Havfugl ser absolutt annerledes ut, med fire gigantiske, 80 m høye seil som virker mer som elegante flyvinger.
Vingene tårner vertikalt over skipets dekk, og er laget av stål og komposittmaterialer. Sammen gir de skyvekraft fremover og kan rotere 360º for å utnytte den rådende vinden optimalt. Omtrent 198 m lang og veier 32,000 XNUMX tonn, Havfugl ville – hvis bygget – bli det største seilfartøyet i verden. Den kan krysse Atlanterhavet på 12 dager med en toppfart på 10 knop.
Det er 50 % langsommere enn dagens drivstoffbrennende skip, som har en gjennomsnittlig transatlantisk reisetid på 7–8 dager, men tenk på alt drivstoffet som er spart. Selvfølgelig vil en reservemotor (forhåpentligvis ikke drevet av konvensjonelt drivstoff) være nødvendig når vinden er svak eller skipet passerer gjennom havner. Vingene er også teleskopiske, noe som betyr at skipet kan passere under broer og redusere vingearealet under høye vindforhold.
Alle mann på dekk
Å utvikle et vinddrevet skip kan virke som et skritt bakover. Tradisjonelt krevde kommersielle seilfartøyer enorme mengder arbeidskraft for å sette seilene, som også måtte være fysisk enorme og sterke. Og selvfølgelig er vind en svært uforutsigbar kraftkilde. Men med fremskritt innen materialvitenskap, automasjon og beregningsmodellering, er vindkraft en veldig praktisk og grønn idé.
Hvis du tror de i bransjen, er vi på randen av en ny generasjon vinddrevne skip.
De International Windship Association har for tiden mer enn 100 medlemmer over hele verden som jobber med å levere vinddrevne skip. Faktisk er det utrolig mye innovasjon og teknologi som blir undersøkt og evaluert. Hvis du tror de i bransjen, er vi på randen av en ny generasjon vinddrevne skip, som kan skryte av innovative seil, utplasserbare drager for å trekke skip langs, dekksmonterte aerofoiler og justerbare vingestrukturer.
Dette arbeidet kan spille en nøkkelrolle i dekarboniseringen av skipsfartsindustrien, der de fleste fartøyene for tiden kjører på de skitne tingene som er til overs etter at råoljen er raffinert. Hvis det var et land, ville frakt bli rangert mellom Tyskland og Japan som verdens sjette største utleder av karbondioksid, spyr ut nesten 3 % av de globale utslippene av klimagasser. Utrolig nok, utslippene av nitrogenoksider og svoveloksider fra 15 av de største skipene matche de fra alle bilene i verden.
Disse problemene er grunnen til at det årlige globale markedet for vindkraftsystemer er satt til å vokse fra 300 millioner pund nå til rundt 2 milliarder pund i 2050-årene, ifølge den britiske regjeringens Ren maritim plan. Vinddrevne skip kan hjelpe Den internasjonale sjøfartsorganisasjonen (IMO) med å nå sitt ambisiøse mål om å kutte karbondioksidutslippene fra skip med 70 % innen 2050 sammenlignet med 2008-nivåene. Maersk – verdens største rederi – håper til og med å kutte karbonutslippene til null innen den datoen (selv om nøyaktig hvordan er uklart).
A Rapport fra juli 2020 av Deloitte og Shell tegner et rosenrødt bilde av en industri som erkjenner sine utfordringer og prøver å løse dem. Basert på mer enn 80 intervjuer på tvers av bransjen – fra toppledere til finansmenn og skipsbyggere – identifiserte rapporten praktiske tiltak for å kutte karbonutslipp. Hvordan forvandler du spesielt en sektor som er så avhengig av billige tunge fyringsoljer? Og hvordan tilpasser man eksisterende fartøy som er designet for å vare i 20 år eller mer?
Kan ammoniakk være hemmeligheten bak karbonfri frakt?
Driftseffektivitet vil være nøkkelen. Dagens største fartøy kan allerede frakte rundt 22,000 1000 containere, sammenlignet med knapt 1970 på begynnelsen av 14-tallet, mens skip har doblet seg i størrelse det siste tiåret. Begge utviklingene har bidratt til å kutte det gjennomsnittlige utslippet per container med omtrent en tredjedel. Faktisk slipper store skip nå bare 6 % av karbondioksidet fra kjøretøyer, 1 % fra et lastetog og bare XNUMX % av det fra et fly per tonn masse og kilometer tilbakelagt.
Forbrukernes krav
Vindhjelp virker nøkkelen for nye fartøysdesign, men det er risikabelt når du innser at et nytt skip kan koste opptil 150 millioner dollar. Industrien har ikke en klar vei på teknologi og utforsker også flere alternative drivstoff, inkludert hydrogen, ammoniakk, metanol og biodrivstoff. Men alle er problematiske. Bortsett fra å trenge nye fremdriftssystemer og lagringstanker, må vi produsere nok drivstoff til å møte det årlige energibehovet på 12 exajoule fra skipsfarten.
Den kanskje største utfordringen for å gjøre skipsfarten grønnere er mangelen på et globalt reguleringssystem.
Mange ser på flytende naturgass, som har en energitetthet på 55 MJ/kg sammenlignet med 45 MJ/kg for tungolje, som den eneste realistiske kortsiktige løsningen for å nå IMOs delmål om å kutte utslippene med 40 % innen 2030. Det er 25 % mindre karbonintensiv og slipper ikke ut så mye nitrogen og svoveloksid. Gass er også en moden teknologi, med mange skip som allerede kan bruke den. På lengre sikt, ammoniakk (18.5 MJ/kg) og hydrogen (120 MJ/kg) er overlegne løsninger selv om ammoniakk er giftig og begge trenger lagring under høyt trykk. Batterier er imidlertid ikke realistiske: bortsett fra den lille energitettheten deres (0.4 MJ.kg) vil du trenge laster på et skip som veier det ned.
Men kanskje den største utfordringen for å gjøre skipsfarten grønnere er mangelen på et globalt reguleringssystem og at IMO er en medlemsbasert organisasjon. Dessuten er frakt ganske enkelt usynlig for de fleste forbrukere. Som Deloitte og Shell-rapporten påpeker, gjør denne mangelen på bevissthet forbrukere uvillige til å kreve endringer, spesielt når grønne produkter koster mer. Likevel håper jeg at de vinddrevne memene en dag vil være en saga blott.
