Електрични бродови Зошто помалку дизел наскоро ќе се користи на отворено море - WiWo
Дизелот исто така станува еколошки проблем на море. Со електрични погони за траекти и луксузни крузери, бродските компании сакаат да го сменат курсот - барем делумно.
Нови светови: патниците на MS Roald Amundsen, тука е симулација, наскоро ќе можат да уживаат на Антарктикот без бучава на моторот благодарение на хибридната технологија.
Извор: печат
Beе биде специјално прво патување кога м-р Роалд Амундсен исплови од Чиле во октомври 2018 година. Експедициониот брод на норвешката бродска компанија Хуртигрутен ќе плови по јужноамериканскиот брег околу Кејп Хорн и потоа ќе тргне кон Антарктикот. Од џакузи, патниците ќе се восхитуваат на глечерите и пингвините.
Но, не само неговата луксузна опрема го прави новиот брод толку посебен - тоа е технологијата што ќе биде инсталирана под палубата во просторијата за мотори: неколку плакари полни со литиум-јонски батерии. Тие треба да ги поддржуваат дизел моторите - и да го придвижат бродот долг 140 метри чисто електрично најмалку 30 минути. Ова никогаш порано не се случило на море.
530-те патници ќе се лизгаат низ величествените санти мраз во целосна тишина. И настанот ќе биде новина за чувствителната природа: нема повеќе бучава што плаши китови и фоки, нема саѓи што лежат како сив превез на белиот мраз. „Иднината на испораката е без сомнение тивка и без емисии“, вели шефот на Хуртигрутен, Даниел Скјелдам.
Како поминуваат крстаречките бродови во тестот за емисии во Набу
Морнарицата прави пресврт што сè уште е пред авијацијата и предизвикува проблеми во автомобилската индустрија: далеку од нафта и кон погонот на батерии. Десетици бродови се веќе во изградба во кои барем дел од погонот се контролира со батерија - од локални фериботи до големи патнички бродови кои пловат по светските океани. Како и во автомобилската индустрија, сè уште постои потреба за зголемување на опсезите и рафинирање на технологијата. Она што е неспорно е сепак дека се развива нов пазар од кој бенефит ќе имаат и германските корпорации.
Продажбата на хибридни и целосно електрични бродови наскоро ќе порасне ширум светот, предвидуваат аналитичарите од истражувачот на пазарот IDTechEx - и изнесуваат 20 милијарди долари во 2027 година. Корпорации како Сименс и АББ ги снабдуваат електричните погонски системи, компании како Корвусенергија од Канада ги снабдуваат батериите, а иновативните бродоградилишта ги дизајнираат бродовите.
Одмор на „еко-пароброд“ - ова е најчистиот брод за крстарење
Еколошките проблеми на индустријата се движечка сила зад бумот на моќноста на отворено море. Сè уште е едно од највалканите: Повеќето пароброд работат на мазут, солен остаток од рафинеријата за нафта што содржи големи количини на токсичен сулфур. 15 проценти од глобалните емисии на азотни оксиди доаѓаат од испорака, плус 2,2 проценти од емисиите на јаглерод диоксид. Пристанишните градови како Хамбург страдаат од загадениот воздух. И сообраќајот на бродски сообраќај се зголемува секоја година. Затоа се заоструваат правилата: Од 2020 година, горивото може да се согорува само што содржи максимум 0,5 проценти сулфур. Денес границата е 3,5 проценти. И бидејќи чистото гориво е поскапо, електричната енергија станува попривлечен извор на енергија.
Норвешка пионери - уште еднаш
Кога се префрли на електричен погон, Норвешка, матичната земја на Хуртигрутен, напредуваше напред. Иронично, земја што произведува нафта. Но, на Норвежаните им е јасно, особено од падот на цената на нафтата во последните неколку години: Земјата не може да живее засекогаш од оваа суровина. Норвешките градежници на бродови го почувствуваа ова особено во 2015 година: Нарачките од индустријата за дупчење нафта се срушија скоро целосно. Затоа денес секој што ги посетува бродоградилиштата околу пристанишниот град Елесунд, кој разговара со бродоградители и сопственици на бродови, неизбежно доаѓа да зборува за електрични и хибридни погони. „Пред три години ретко кој во индустријата зборуваше за батерии“, вели Арне Ове Родстал, менаџер во бродоградилиштето Улштајн. Сега сите зборуваат за тоа “.
Причината за ова е закон со кој Скандинавците се осмелуваат да одат напред: на новите траекти повеќе не им е дозволено да предизвикуваат емисии. Што значи: треба да користите батерии или да се потпрете на хибридни технологии. Дури и нафтената компанија „Статоил“ сè повеќе бара зелени погони од своите бродоградители.
На Согнефјорд на брегот, патниците можеа да го доживеат електричното доба на практичен начин од 2015 година: траектот Ампер во должина од 80 метри е целосно електричен таму секој ден, со технологија од Сименс. Таа ја минува трасата од шест километри за 20 минути, тивко и без саѓи. Има место за 120 автомобили, тој е моќен брод, Тесла на морињата.
Техничка позадина на батериите
Батеријата
Батеријата има задача да земе што е можно повеќе електрони при полнење и складирање на нив со што помалку загуби. При празнење, тогаш повторно се ослободуваат електроните со цел да се работи со електричен мотор или мобилен телефон со оваа струја, на пример.
Батеријата
Во батеријата, таканаречените јони на литиум ја преземаат оваа задача за складирање: На овие атоми им недостасува електрон. Затоа, тие се електрично позитивно наелектризирани. При полнење, негативно наелектризираните електрони се влеваат во батеријата и се собираат во густа мрежа на спроводлив јаглерод графит. Ова е местото каде што мигрираат и позитивно наелектризираните јони на литиум. Секој од нив врзува електрон - може да се каже и дека секој јон држи електрон со цел да се обезбеди неутралност на полнежот. Кога батеријата е испразнета, електроните постепено повторно го напуштаат графитот. Ова значи дека позитивно наелектризираните јони на литиум мигрираат и надвор од графитната мрежа. Циклусот на полнење може да започне повторно подоцна.
Нови батерии
Колку повеќе јони на литиум се вклопуваат во батерија, толку повеќе електрони, а со тоа и енергијата може да се складира во истиот простор. Затоа Бош веќе некое време работи на намалување на процентот на графит или работи без графит целосно. Ова значително би ја зголемило енергетската густина на батеријата. Почетокот на „Сиео“, кој Бош го купи, сега се чини успеа.
Електричната енергија се снабдува од литиум-јонски батерии со капацитет од 1.000 киловат часови - дури 1.600 конвенционални автомобилски батерии можат да складираат. На секоја станица траектот црпи електрична енергија од пругата и ги полни батериите десет минути. Таа прави 34 патувања на ден. И заштедува милион литри дизел годишно. Операторот Фјорд 1 планира да употреби уште два електрични траекти на други приклучоци на почетокот на 2018 година.
Експертите од норвешката еколошка организација Белона очекуваат технологијата брзо да се шири. 180 траекти превезуваат 20 милиони автомобили годишно во Норвешка. Според студијата на Белона, 84 од нив може профитабилно да се префрлат на погони на батерија, а други 43 фериботи на хибридни погони. Во изградба, целосно електричните траекти би биле поскапи за 384 милиони евра од дизел варијантата. Но, нивното работење би било поевтино за 77 милиони евра годишно. Електричната енергија е поевтина од горивото - а во Норвешка доаѓа од чиста хидроцентрала.
Сето ова ги тера бродоградителите да размислуваат многу поголеми. Ако траектите можат да патуваат електрично - зошто да не и големи патнички бродови кои покриваат подолги растојанија? Батериите би можеле да обезбедат барем дел од енергијата.
Посета на најсовремениот симулатор за испорака
Норвешкото бродоградилиште Улштајн сега го користи овој пристап: Го гради најголемиот патнички брод во светот со хибриден погон за бродската компанија „Колор лајн“. Бродот, долг 160 метри и со простор за 2000 патници, треба да патува на југот на Норвешка од 2019 година и да ги исклучува дизел моторите веднаш штом ќе се приближи до пристаништето Сандефјорд - така воздухот таму да остане свеж и чист. „Бродот може да работи чисто електрично еден час“, вели менаџерот на Улштајн, Радстал.
Ова е можно затоа што бродовите се градат со електрични погонски возови со години. Тоа значи: Дизел генераторите генерираат електрична енергија, која потоа управува со електричен мотор, што пак го придвижува пропелот. Малку по малку, дизел генераторите може да се заменат со ормани за батерии. И дизел моторите секогаш работат непречено и многу ефикасно, без разлика колку се менува брзината на бродот. „Со тоа се заштедува до 60 проценти гориво“, вели Халвард Лидсет Слетвол, извршен директор на норвешкиот производител на погон на брод „Штад“.
Подобрување е потребно
Досега, енергетската густина на батериите не е доволна за да се овозможи големи електрични бродови да пловат преку Пацификот. Пресвртот на море веројатно ќе успее многу подоцна отколку на патот, во Норвешка може да ги видите само првите знаци. Но, индустријата смета на технолошкиот чекор напред и тука да успее, и дека дури и бродовите со контејнери потоа ќе работат на батерии.
Кои загадувачи се наоѓаат на издувните гасови
Азотни оксиди
Азотните оксиди (генерално NOx) првично влегуваат во атмосферата од процесите на согорување, најмногу во форма на азот моноксид (НЕ). Таму тие реагираат со кислородот во воздухот и формираат повеќе токсичен азот диоксид (NO2). Соединенијата се јавуваат само во многу мали количини во природата, тие главно потекнуваат од автомобили и електрани. Супстанциите можат да ги нападнат мукозните мембрани, да предизвикаат проблеми со дишењето или иритација на очите и да го нарушат срцето и циркулацијата. Растенијата се оштетуваат на три начини: NOx се отровни за лисјата и тие ја оплодуваат и закиселуваат почвата. Покрај тоа, азотните оксиди придонесуваат за формирање на ситна прашина и озон на ниво на земја.
јаглерод диоксид
Јаглерод диоксидот (СО2) е безопасен за луѓето во не премногу големи количини, но во исто време тој е најважниот ефект на стаклена градина и 76 проценти е одговорен за глобалното затоплување предизвикано од човекот. Според Сојузната агенција за животна средина, сообраќајот на патиштата предизвикува околу 17 проценти од сите емисии на стакленички гасови во Германија - CO2 игра најголема улога овде. Има некогаш поекономични мотори, но во исто време и поголеми автомобили и повеќе превоз на камиони. Покрај тоа, се зголемуваат индикациите дека производителите на автомобили можеле да измамат не само со NOx, туку и со информации за CO2 со години.
Сулфур диоксид
Кога горивото гори во многу бродски мотори, се произведува и токсичен сулфур диоксид (SO2). Сепак, овој загадувач не се произведува во автомобили и камиони, што се должи на самото гориво: дизелот на бродот е значително помалку рафиниран од дизелот или маслото за греење, на пример, и затоа сè уште содржи хемиски соединенија што се претвораат во загадувачи за време на согорувањето.
честички
Ситни честички од ситна прашина се појавуваат или директно во моторите на автомобили, електрани и индустриски постројки или индиректно преку азотни оксиди и други гасови. Честичките влегуваат во белите дробови и влегуваат во крвотокот. Тие можат да предизвикаат воспаление на дишните патишта, како и тромбоза и срцеви нарушувања. Емисијата на ситна прашина во Германија значително опадна од средината на 80-тите години на минатиот век. Градовите воспоставија зони на животната средина за да ги намалат нивните нивоа на честички.
Фината прашина не се создава само во моторите. Абразијата од гуми и сопирачки исто така се раствора во најдобрите честички. На ист начин, абразија со фини метали се појавува на шините секогаш кога ќе стартувате и сопирате. Сето ова исто така завршува во воздухот како ситна прашина.
Катализатори
Работата на катализаторите е да ги разградуваат опасните гасови во други супстанции. Во автомобилите, тринасочниот катализатор го претвора токсичниот јаглерод моноксид (СО) со помош на кислород во СО2, подолгите јаглеводороди во СО2 и вода и НО и СО во азот и СО2. Таканаречениот катализатор на оксидација кај дизел автомобилите ги овозможува само првите две реакции, така што дизелските издувни гасови содржат дури и повеќе азотни оксиди отколку издувните гасови на бензините. Инјектираната уреа ("AdBlue") може да го смири проблемот: Амонијакот првично се формира во протокот на издувни гасови, кој потоа се претвора во азот и вода.
Норвешката компанија за ѓубрива „Јара“, на пример, и компанијата за вооружување „Конгсберг“ веќе градат товарен брод што ќе биде целосно електричен: „Јара Биркеланд“ треба да превезува ѓубрива меѓу три пристаништа од 2018 година. Досега тоа го прават камиони кои прават 40.000 патувања годишно. На бродот: батерија со излез од повеќе од седум мегават часови - доволно голема за да снабди целото село со електрична енергија. На крајот на краиштата, тој треба да го носи бродот 120 километри. Во држачот има 120 контејнери. Ова не може да се спореди со океанските бродови кои превезуваат повеќе од 20 000 контејнери. Но, Јара Биркеланд е доволно голема за своите цели.
И има уште една финост: благодарение на сензорите и компјутерите на бродот, треба да ја совлада својата рута автономно од 2020 година. За Андреас Сет, експерт за автоматизација во снабдувачот со бродови Ролс-Ројс, ова е иднината: „Наскоро, автономните бродови ќе патуваат по локалните линии“, вели тој. Првиот автономен брод треба да го помине Атлантикот во 2030 година.