Водневий суховантаж, контейнеровоз на батарейках

Тиск щодо скорочення викидів парникових газів та забруднюючих речовин поширився на судноплавну галузь. Вже будуються перші споруди, що працюють на електриці, природному газі чи водні.

Підраховано, що морський транспорт відповідальний за 3,5-4% викидів парникових газів, переважно двоокису вуглецю, і навіть більше – забруднення. На тлі загальних світових викидів забруднюючих речовин судноплавство «виробляє» 18-30% оксидів азоту та 9% оксидів сірки.

Сірка у повітрі утворює кислотний дощякі знищують посіви та будівлі. Вдихання сірки викликає проблеми з дихальною системоюі навіть збільшується ризик серцевого нападу. Морським паливом зазвичай є важкі фракції сирої нафти (1), з високим вмістом сірки.

— каже Ірен Блумінг, речник європейської екологічної коаліції Seas in Risk.

– вторить Неріюс Поскус із компанії Flexport, яка займається судноплавними технологіями.

1. Традиційний судновий двигун на тяжкому паливі

У 2016 році Організація Об'єднаних Націй та Міжнародна морська організація (ІМВ) ухвалили рішення про введення законодавства для зниження допустимих викидів парникових газів та забруднюючих речовин. Правила, що накладають значні обмеження на обсяги забруднення сірою суднами, що знаходяться поблизу суші, набирають чинності судновласникам з січня 2020 року. ІМО також зазначила, що до 2050 року галузь морського транспорту має скоротити щорічні викиди парникових газів на 50%.

Незалежно від нових цілей і норм викидів у світі вже розробляється або пропонується все більше і більше рішень, здатних радикально змінити екологію морського транспорту.

Водневий пором

Виробник паливних елементів Bloom Energy разом із Samsung Heavy Industries планує розробити кораблі, що працюють на водневому паливі, як нещодавно повідомило агентство Bloomberg.

– каже Пріті Панде, віце-президент Bloom Energy зі стратегічного розвитку ринку, у заяві для агентства.

До цього часу продукція Bloom використовувалася для електропостачання будівель та центрів обробки даних. Осередки були заповнені землею, але тепер їх можна пристосувати для зберігання водню. Порівняно із звичайним дизельним паливом вони виробляють значно менше парникових газів і не виробляють кіптяви чи смогу.

Самі судновласники заявляють про перехід на чисті рухові технології. Найбільша у світі компанія з контейнерних перевезень Maersk оголосила у 2018 році, що має намір знеуглерожити свої операції до 2050 року, хоча й не повідомила, як вона хоче це зробити. Зрозуміло, що для успіху будуть потрібні нові кораблі, нові двигуни і, перш за все, нове паливо.

Пошук чистішого та нешкідливого для клімату палива для судноплавства в даний час обертається навколо двох життєздатних варіантів: зрідженого природного газу та водню. Дослідження, проведене Національними лабораторіями Sandia Міністерства енергетики США, ще 2014 року показало, що водень є більш перспективним із двох варіантів.

Леонард Клебанофф, дослідник із Сандії, разом зі своїм тодішнім колегою Джо Праттом почав аналізувати, чи можуть сучасні кораблі бути оснащені водневими паливними елементами замість того, щоб використовувати їх на викопному паливі. Їхній проект було запущено, коли поромний оператор затоки Сан-Франциско запитав Міністерство енергетики, чи можна перевести його флот на водень. Хоча технологія водневих паливних елементів існує вже кілька десятиліть, тоді ніхто не думав про її використання на кораблях.

Обидва вчені були впевнені, що використання клітин можливе, хоча, звичайно, для цього доведеться подолати різні труднощі. на одиницю виробленої енергії рідкого водню приблизно вчетверо більше, ніж звичайне дизельне паливо. Багато інженерів побоюються, що їм не вистачить цього палива на кораблі. Аналогічна проблема існує з альтернативним водню зрідженим природним газом, який, крім того, немає такого нульового рівня викидів.

2. Будівництво першого водневого порома на Оклендській верфі.

З іншого боку, ефективність водневого палива залишається вдвічі вищою, ніж у звичайного палива, тому фактично потрібен обсяг у два рази більшийне чотири. Крім того, рухові установки на водневих елементах набагато менш громіздкі, ніж звичайні морські двигуни. Отже, Клебанофф і Пратт зрештою дійшли висновку, що можна перевести більшість суден на водень і побудувати нове судно на паливних елементах стане ще простіше.

У 2018 році Пратт залишив лабораторію Sandia і став співзасновником Golden Gate Zero Emission Marine, яка розробила докладні плани будівництва водневого порома та переконала штат Каліфорнія пожертвувати 3 мільйони доларів на фінансування пілотного проекту. На верфі в Окленді, штат Каліфорнія, зараз ведуться роботи з будівництва перших одиниць цього типу (2). Пасажирський пором, будівництво якого планується завершити до кінця цього року, стане першим судном у Сполучених Штатах. Він буде використовуватися для перевезення пасажирів через район затоки Сан-Франциско та для вивчення цього району, а команда Національної лабораторії Сандія досліджуватиме пристрій на всьому його протязі.

Норвезькі інновації

У Європі Норвегія відома своїми інноваціями у сфері морських споруд із альтернативною силовою установкою.

У 2016 році судновласник The Fjords запустив регулярні рейси між Фломом та Гудвангеном на Середньому Заході Норвегії з використанням гібридного двигуна Vision of the fjords виробництва Brødrene Aa. Інженери Brødrene Aa, використовуючи досвід будівництва Vision of the Fjords, збудували Future of the Fjords з повною відсутністю шкідливих викидів. Цей майже двоциліндровий двигун оснащувався двома електродвигунами потужністю 585 к.с. кожен. Катамаран зі склопластику може одночасно прийняти на борт до 16 пасажирів, яке швидкість становить 20 вузлів. Особливо слід відзначити час зарядки акумуляторів, що приводять у рух пристрій, що складає всього XNUMX хвилин.

У 2020 році до норвезьких вод має увійти автономний контейнеровоз з електроприводом. Рана Біркеланда. Електроенергія для живлення корабельних батарей майже повністю надходитиме від гідроелектростанцій. Минулого року AAB оголосила про плани співпраці з Норвезьким дослідницьким центром щодо використання клітин у транспортних та пасажирських підрозділах.

Експерти наголошують, що процес перемикання морської галузі на альтернативні та більш екологічні рішення (3) прослужить багато років. Життєвий цикл кораблів довгий, а інерція галузі залишається не меншою, ніж у завантажених до країв кількох сотень тисяч метрів.