Vetrovi sprememb: ali bi lahko visokotehnološke jadrnice ozelenile svetovni ladijski promet? Podatkovna inteligenca PlatoBlockchain. Navpično iskanje. Ai.

Vetrovi sprememb: ali bi lahko visokotehnološke jadrnice ozelenile svetovni ladijski promet?

Ladje so morda življenjska sila svetovnega gospodarstva, vendar so umazane in onesnažujejo. James McKenzie se sprašuje, ali bi lahko bila rešitev nova generacija plovil na vetrni pogon

Odpihnjen O Oceanbird jadrnica na vetrni pogon bi lahko spremenila ladijsko industrijo. (Z dovoljenjem: Oceanbird)

Pred dnevi sem naletel na meme o ladjah na vetrni pogon, iz katerih so se ljudje norčevali Oceanbird – plovilo nenavadnega videza, ki ga razvija švedsko tovorno podjetje Wallenius Marine in KTH Royal Institute of Technology v Stockholmu. No, ladja se morda zdi čudna, vendar ni šala. Testi na maketi že potekajo in ladja bi lahko postala resničnost že leta 2024.

S finančno podporo od Švedska prometna uprava, Oceanbird je del države Avtoprevoznik na veter projekt. Njegov cilj je zgraditi jadrnico, ki lahko prevaža 7000 vozil čez Atlantik z 90 % manj emisij kot običajna ladja, ki poganja "težko" surovo nafto. Oceanbird zagotovo izgleda drugače, s štirimi velikanskimi, 80 m visokimi jadri, ki se zdijo bolj podobna elegantnim letalskim krilom.

Krila, ki se dvigajo navpično nad ladijsko palubo, so izdelana iz jekla in kompozitnih materialov. Skupaj zagotavljata potisk naprej in se lahko vrtita za 360°, da optimalno izkoristita prevladujoči veter. Dolg približno 198 m in težak 32,000 ton, Oceanbird bi bila – če bi bila zgrajena – največja jadrnica na svetu. Atlantik bi lahko prečkal v 12 dneh z največjo hitrostjo 10 vozlov.

To je 50 % počasneje od današnjih ladij, ki uporabljajo gorivo, katerih povprečni čezatlantski prevoz traja 7–8 dni, a pomislite na vse prihranjeno gorivo. Seveda bi bil potreben rezervni motor (upajmo, da ga ne poganja običajno gorivo), ko je veter počasen ali ko ladja pluje skozi pristanišča. Tudi krila so teleskopska, kar pomeni, da lahko ladja gre pod mostove in zmanjša površino kril v razmerah močnega vetra.

Vsi na krovu

Razvoj ladje na vetrni pogon se morda zdi korak nazaj. Navsezadnje so komercialne jadrnice tradicionalno zahtevale ogromno dela za napenjanje jader, ki so morala biti tudi fizično ogromna in močna. In seveda, veter je zelo nepredvidljiv vir energije. Toda z napredkom v znanosti o materialih, avtomatizaciji in računalniškem modeliranju je vetrna energija res praktična in zelena ideja.

Če verjamete tistim v industriji, smo na pragu nove generacije ladij na vetrni pogon.

O Mednarodno združenje vetrnih ladij trenutno ima več kot 100 članov po vsem svetu, ki se ukvarjajo z dobavo ladij na vetrni pogon. Pravzaprav obstaja neverjetna količina inovacij in tehnologije, ki se preiskuje in ocenjuje. Če verjamete tistim v industriji, smo na pragu nove generacije ladij na vetrni pogon, ki se ponašajo z inovativnimi jadri, zložljivimi zmaji, ki vlečejo ladje za seboj, aerokrilnimi krili, nameščenimi na krovu, in nastavljivimi strukturami kril.

To delo bi lahko imelo ključno vlogo pri razogljičenju ladijske industrije, kjer večina plovil trenutno uporablja umazane stvari, ki ostanejo po predelavi surove nafte. Če bi bila država, bi bil ladijski promet uvrščen med Nemčijo in Japonsko kot šesti največji onesnaževalec ogljikovega dioksida na svetu, ki oddajajo skoraj 3 % svetovnih emisij toplogrednih plinov. Neverjetno, emisije dušikovih oksidov in žveplovih oksidov iz 15 največjih ladij ujemati s tistimi iz vseh avtomobilov na svetu.

Zaradi teh težav naj bi letni svetovni trg za sisteme vetrnega pogona zrasel s 300 milijonov funtov zdaj na približno 2 milijardi funtov do leta 2050, glede na vlado Združenega kraljestva Čisti pomorski načrt. Ladje na vetrni pogon bi lahko Mednarodni pomorski organizaciji (IMO) pomagale doseči ambiciozen cilj zmanjšanja emisij ogljikovega dioksida z ladij za 70 % do leta 2050 v primerjavi z ravnmi iz leta 2008. Maersk – največje ladjarsko podjetje na svetu – celo upa, da bo emisije ogljika do tega datuma zmanjšalo na nič (čeprav ostaja nejasno, kako točno).

A Poročilo Deloitte in Shell iz julija 2020 prikazuje rožnato sliko industrije, ki prepoznava svoje izzive in jih poskuša rešiti. Poročilo je na podlagi več kot 80 intervjujev v celotni panogi – od izvršnih direktorjev do finančnikov in graditeljev ladij – opredelilo praktične ukrepe za zmanjšanje emisij ogljika. Kako konkretno preoblikovati sektor, ki je tako zelo odvisen od poceni težkih kurilnih olj? In kako prilagoditi obstoječa plovila, ki so zasnovana za življenjsko dobo 20 let ali več?

Ključna bo operativna učinkovitost. Današnje največje ladje lahko prevažajo že okoli 22,000 zabojnikov v primerjavi s komaj 1000 v zgodnjih sedemdesetih letih, medtem ko so se ladje v zadnjem desetletju podvojile. Oba razvoja sta pomagala zmanjšati povprečne emisije na posodo za približno tretjino. Pravzaprav na tono mase in prevoženi kilometer velike ladje zdaj oddajajo le 1970 % ogljikovega dioksida iz cestnih vozil, 14 % iz tovornega vlaka in le 6 % iz letala.

Zahteve potrošnikov

Zdi se, da je pomoč vetra ključnega pomena pri oblikovanju novih plovil, vendar je tvegano, če se zavedate, da lahko nova ladja stane do 150 milijonov USD. Industrija nima jasne poti glede tehnologije in raziskuje tudi več alternativnih goriv, ​​vključno z vodikom, amoniakom, metanolom in biogorivi. Toda vsi so problematični. Poleg tega, da potrebujemo nove pogonske sisteme in rezervoarje za shranjevanje, bi morali proizvesti dovolj goriva, da bi zadostili 12 exajoulom letne potrebe po energiji iz ladijskega prometa.

Morda je največji izziv za bolj okolju prijazen ladijski promet pomanjkanje globalnega regulativnega sistema.

Mnogi vidijo utekočinjeni zemeljski plin, ki ima energijsko gostoto 55 MJ/kg v primerjavi s 45 MJ/kg težkega olja, kot edino realistično kratkoročno rešitev za doseganje vmesnega cilja IMO o zmanjšanju emisij za 40 % do leta 2030. To je 25 % manj ogljično intenziven in ne oddaja toliko dušika in žveplovega oksida. Plin je tudi zrela tehnologija, saj jo lahko uporablja že veliko ladij. Dolgoročno, amoniak (18.5 MJ/kg) in vodik (120 MJ/kg) sta boljši rešitvi, tudi če je amoniak strupen in oba potrebujeta shranjevanje pod visokim pritiskom. Baterije pa niso realistične: razen njihove majhne energijske gostote (0.4 MJ.kg) bi potrebovali tovor na ladji, ki bi jo obtežil.

Morda pa je največji izziv za bolj okolju prijazen ladijski promet pomanjkanje globalnega regulativnega sistema in IMO kot organizacija, ki temelji na članstvu. Še več, pošiljanje je za večino potrošnikov preprosto nevidno. Kot poudarja poročilo Deloitta in Shella, zaradi pomanjkanja ozaveščenosti potrošniki niso pripravljeni zahtevati sprememb, zlasti kadar so zeleni izdelki dražji. Kljub temu upam, da bodo ti memi, ki jih poganja veter, nekega dne stvar preteklosti.

Časovni žig:

Več od Svet fizike