Корабли могут быть жизненной силой мировой экономики, но они грязные и загрязняющие окружающую среду. Джеймс Маккензи задается вопросом, может ли новое поколение судов с ветровой тягой стать ответом
Я на днях наткнулся на мем про ветряные корабли, где люди подшучивали над Морская птица — странное судно, разрабатываемое шведской грузовой фирмой. Валлениус Марин и Королевский технологический институт KTH в Стокгольме. Что ж, корабль может показаться странным, но это не шутки. Испытания масштабной модели уже проводятся, и корабль может стать реальностью уже в 2024 году.
При финансовой поддержке со стороны Шведская транспортная администрация, Морская птица входит в состав страны Автомобильный перевозчик на ветровой тяге проект. Его цель — построить парусное судно, способное перевезти 7000 транспортных средств через Атлантику с выбросами на 90% меньше, чем у обычного корабля, работающего на «тяжелой» сырой нефти. Морская птица конечно, выглядит по-другому, с четырьмя гигантскими парусами высотой 80 м, которые больше похожи на гладкие крылья самолета.
Возвышающиеся вертикально над палубой корабля крылья сделаны из стали и композитных материалов. Вместе они обеспечивают тягу вперед и могут вращаться на 360º, чтобы оптимально использовать преобладающий ветер. Около 198 м в длину и весом 32,000 XNUMX тонн, Морская птица если бы он был построен, он стал бы самым большим парусным судном в мире. Он мог пересечь Атлантику за 12 дней на максимальной скорости 10 узлов.
Это на 50% медленнее, чем у современных кораблей, работающих на топливе, у которых среднее время трансатлантического перехода составляет 7–8 дней, но подумайте обо всем сэкономленном топливе. Конечно, резервный двигатель (надеюсь, не работающий на обычном топливе) потребуется, когда ветер вялый или судно проходит через гавани. Крылья также телескопические, что означает, что корабль может проходить под мостами и уменьшать площадь крыла в условиях сильного ветра.
Все руки на палубе
Разработка корабля на ветряной тяге может показаться шагом назад. В конце концов, коммерческие парусные суда традиционно требовали огромного количества труда для установки парусов, которые также должны были быть физически огромными и прочными. И, конечно же, ветер — крайне непредсказуемый источник энергии. Но благодаря достижениям в материаловедении, автоматизации и вычислительном моделировании энергия ветра стала действительно практичной и экологичной идеей.
Если верить представителям отрасли, мы стоим на пороге нового поколения кораблей с ветряными двигателями.
Ассоциация Международная ассоциация виндшипов в настоящее время насчитывает более 100 членов по всему миру, работающих над доставкой судов с ветряными двигателями. На самом деле исследуется и оценивается огромное количество инноваций и технологий. Если верить представителям индустрии, мы стоим на пороге нового поколения кораблей с ветровой тягой, которые могут похвастаться инновационными парусами, развертываемыми воздушными змеями, тянущими корабли за собой, аэродинамическими крыльями, установленными на палубе, и регулируемыми конструкциями крыльев.
Эта работа может сыграть ключевую роль в обезуглероживании судоходной отрасли, где большинство судов в настоящее время работают на грязных отходах, оставшихся после очистки сырой нефти. Если бы это была страна, судоходство заняло бы место между Германией и Японией. шестой по величине источник выбросов углекислого газа в мире, извергающий почти 3% глобальных выбросов парниковых газов. Невероятно, но выбросы оксидов азота и оксидов серы с 15 крупнейших кораблей совпадать со всеми автомобилями мира.
Именно из-за этих проблем ежегодный мировой рынок ветряных двигателей вырастет с 300 миллионов фунтов стерлингов в настоящее время до примерно 2 миллиардов фунтов стерлингов к 2050-м годам, согласно данным правительства Великобритании. Чистый морской план. Суда с ветряными двигателями могут помочь Международной морской организации (IMO) достичь своей амбициозной цели по сокращению выбросов углекислого газа с судов на 70% к 2050 году по сравнению с уровнями 2008 года. Maersk – крупнейшая в мире судоходная компания – даже надеется к этому сроку сократить выбросы углерода до нуля (хотя как именно – пока неясно).
A Отчет Deloitte и Shell за июль 2020 г. рисует радужную картину отрасли, признающей свои проблемы и пытающейся их решить. На основе более чем 80 интервью представителей отрасли — от руководителей компаний до финансистов и судостроителей — в отчете определены практические меры по сокращению выбросов углерода. Как, в частности, вы трансформируете сектор, который так сильно зависит от дешевого мазута? И как вы адаптируете существующие суда, рассчитанные на срок службы 20 и более лет?
Может ли аммиак быть секретом безуглеродных перевозок?
Оперативная эффективность будет иметь решающее значение. Сегодня самые большие суда могут перевозить около 22,000 1000 контейнеров по сравнению с едва ли 1970 в начале 14-х годов, в то время как размеры судов удвоились за последнее десятилетие. Обе разработки помогли сократить средние выбросы в расчете на один контейнер примерно на треть. Фактически, на тонну массы и пройденный километр большие корабли в настоящее время выбрасывают только 6% углекислого газа от автотранспорта, 1% от грузового поезда и всего XNUMX% от самолета.
Потребительские требования
Помощь ветра кажется ключевой для новых конструкций судов, но это рискованно, когда вы понимаете, что новый корабль может стоить до 150 миллионов долларов. У отрасли нет четкого пути в отношении технологий, и она также изучает несколько альтернативных видов топлива, включая водород, аммиак, метанол и биотопливо. Но все проблемные. Помимо необходимости в новых двигательных установках и резервуарах для хранения, нам нужно будет производить достаточно топлива, чтобы удовлетворить ежегодный спрос на энергию в 12 экзаджоулей от судов.
Возможно, самой большой проблемой на пути к более экологичному судоходству является отсутствие глобальной системы регулирования.
Многие считают сжиженный природный газ, плотность энергии которого составляет 55 МДж/кг по сравнению с 45 МДж/кг для тяжелой нефти, единственным реальным краткосрочным решением для достижения промежуточной цели ИМО по сокращению выбросов на 40% к 2030 году. На 25% менее углеродоемкий и не выделяет столько оксидов азота и серы. Газ также является зрелой технологией, и многие корабли уже могут его использовать. Длительный срок, аммиак (18.5 МДж/кг) и водород (120 МДж/кг) являются превосходными растворами, даже если аммиак токсичен и оба требуют хранения под высоким давлением. Батареи, однако, нереалистичны: помимо их крошечной плотности энергии (0.4 МДж.кг) вам потребуются грузы на корабль, утяжеляющие его.
Но, пожалуй, самая большая проблема в том, чтобы сделать судоходство более экологичным, — это отсутствие глобальной системы регулирования и членская организация ИМО. Более того, доставка просто невидима для большинства потребителей. Как отмечается в отчете Deloitte и Shell, из-за отсутствия осведомленности потребители не желают требовать перемен, особенно когда экологически чистые продукты стоят дороже. Тем не менее, я надеюсь, что эти мемы с ветряными двигателями когда-нибудь уйдут в прошлое.
