Κρουαζιερόπλοια & οικολογικές τάσεις στην μετάβαση ενέργειας

Με τον Κίρα Κόουλυ • 19 Φεβρουαρίου 2018

Περίπου 360 κρουαζιερόπλοια λειτουργούν σήμερα στον ωκεανό, μεταφέροντας χιλιάδες επιβάτες τόσο σε νέες όσο και σε εδραιωμένες τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο. Το κρουαζιερόπλοιο που απολαμβάνει τη βιομηχανία τα τελευταία χρόνια οδήγησε στην ανάπτυξη και την εξέλιξη με 93 νέα πλοία υπό κατασκευή που παρουσιάζουν την τελευταία λέξη της σύγχρονης τεχνολογίας. Τώρα, η αυξανόμενη δημοτικότητα των απομακρυσμένων και περιπετειών δρομολογίων, όπως τα αξιοθέατα της Πολιτείας της Πολωνίας και της κληρονομιάς της UNESCO, δημιούργησε ανησυχίες σχετικά με τις επιπτώσεις στο θαλάσσιο περιβάλλον και στις ακτές. Οι ενδιαφερόμενοι φορείς εξακολουθούν να περιμένουν την θέσπιση περιβαλλοντικής νομοθεσίας που θα καθορίζει τις πράσινες στρατηγικές που υιοθετούν οι διάφοροι φορείς εκμετάλλευσης. Εδώ, θα δούμε σύντομα μια από τις πιο ελπιδοφόρες τεχνολογίες που είναι διαθέσιμες σήμερα στη βιομηχανία κρουαζιερόπλοιων.

Με τον Κίρα Κόουλυ

Με την ώθηση για μείωση των τοπικών επιπτώσεων από την αύξηση της κυκλοφορίας και των εκπομπών των πλοίων, αναπτύσσονται δεκάδες πιθανές λύσεις, συμπεριλαμβανομένων των εναλλακτικών καυσίμων. Όμως, τα νέα καύσιμα απαιτούν συχνά δαπανηρές αλλαγές στα ενσωματωμένα συστήματα και μηχανήματα. Επιπλέον, πρέπει να ληφθούν υπόψη οι τοπικές και παγκόσμιες διαθεσιμότητες, οι τεχνικές παραγωγής και οι ανησυχίες για την ασφάλεια.

Ο ιερός γκριλ για τη ναυτιλιακή βιομηχανία θα είναι ένα εύκολα προσβάσιμο καύσιμο, το οποίο μπορεί να εισαχθεί χωρίς σημαντική αύξηση του κόστους ή τροποποιήσεις των εγκαταστάσεων που βρίσκονται στο κρουαζιερόπλοιο. Αν δεν υπάρξει τέτοιο καύσιμο, η βιομηχανία επιθυμεί να αναπτύξει εναλλακτικές λύσεις διαθέσιμες σήμερα ή στο άμεσο μέλλον, όπως το υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG) και τα βιοκαύσιμα.

 Εναλλακτικά καύσιμα

Το υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG) είναι ένα καθαρό, άοσμο και μη τοξικό υγρό, που σχηματίζεται όταν το φυσικό αέριο ψύχεται στους -162C (-260F). Θεωρείται σήμερα το πιο καθαρό καύσιμο ορυκτών καυσίμων παγκοσμίως και ως εκ τούτου το LNG έχει λάβει το μεγαλύτερο μερίδιο προσοχής σε μορφές επενδύσεων και ανάπτυξης από τότε που ξεκίνησε το εμπόριο το 1960.

"Στο παρελθόν, πολλοί μηχανικοί έχουν επιφορτιστεί με το σχεδιασμό της αεροδυναμικής της χοάνης σε ένα κρουαζιερόπλοιο, έτσι ώστε τα σωματίδια που αφήνουν τη στοίβα να μην πέφτουν πάνω στο κατάστρωμα και τους ανυποψίαστους επιβάτες. Το LNG θα λύσει αυτό το πρόβλημα αμέσως. Πέρα από το γεγονός ότι είναι περισσότερο φιλικό προς το περιβάλλον, είναι επίσης ένας τύπος καυσίμου που γίνεται όλο και πιο διαθέσιμος, και απλά έχει κάποια πρακτικά οφέλη για τη βιομηχανία κρουαζιέρας που το καθιστά πολύ ελκυστικό. Όσον αφορά τη μετάβαση στη θαλάσσια ενέργεια, το καύσιμο του LNG είναι κάτι που πιστεύουμε ότι θα επιταχυνθεί τόσο στη βιομηχανία κρουαζιέρας όσο και γενικότερα ", δήλωσε ο Kjartan Ross, MAN Diesel & Turbo και πρόεδρος του Green Ship of the Future.

Το 2000 ξεκίνησε το πρώτο πλοίο με υγραεριοκίνηση και σήμερα λειτουργούν περίπου 75 πλοία με κινητήρα ΥΦΑ και άλλα 80 υπό κατασκευή. Η αύξηση των πλοίων που κινούνται με ΥΦΑ αναμένεται να επιταχυνθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία λόγω των πρόσφατων προτύπων εκπομπών NOx της Βόρειας Αμερικής και των προσεχών ορίων περιεκτικότητας σε θείο στα ευρωπαϊκά ύδατα από το 2020 έως το 2020.

Η μεγαλύτερη μάρκα κρουαζιέρας στον κόσμο, η Carnival Corporation, επεκτείνει τις δυνατότητές της για ΥΦΑ για την προμήθεια ΥΦΑ. Σε μια τελετή στο Αμβούργο τον Σεπτέμβριο του 2017, το Καρναβάλι σηματοδότησε επισήμως την έναρξη κατασκευής για τα πρώτα επτά κρουαζιερόπλοια επόμενης γενιάς που θα τροφοδοτούνται πλήρως από το ΥΦΑ. Μέχρι το τέλος του 2018, θα είναι η πρώτη εταιρεία κρουαζιέρας που θα χρησιμοποιήσει το ΥΦΑ στην ανοικτή θάλασσα και στο λιμάνι.

Ενώ το LNG έχει κλέψει το προσκήνιο για εναλλακτικά καύσιμα, υπάρχουν πολλές άλλες επιλογές που παρουσιάζουν μεγάλες δυνατότητες ως υποκατάστατο του πετρελαίου σε κινητήρες διπλού καυσίμου. Τα βιοκαύσιμα και η μεθανόλη παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον διότι προσφέρουν επίσης σημαντική μείωση των εκπομπών NOx και σωματιδίων (PM).

Ο Ross δήλωσε ότι "ένας αυξανόμενος αριθμός εταιρειών ειδικεύεται στην παραγωγή βιοκαυσίμων από βιώσιμες πηγές. Είναι αρκετά ενδιαφέρουσα επειδή είναι μια λύση καυσίμου που μπορείτε να εφαρμόσετε σε οποιοδήποτε σκάφος, αλλά οι προκλήσεις είναι εντός του κόστους, καθώς είναι πολύ πιο ακριβό - περίπου 70-80% - σε σύγκριση με τις κανονικές τιμές των καυσίμων και φυσικά αυτό είναι σημαντικό στοιχείο για πολλούς ιδιοκτήτες πλοίων, αλλά όπως συμβαίνει με όλες τις καινοτομίες και τις νέες τεχνικές, σε κάποιο σημείο οι προμηθευτές θα βρουν τρόπο να παραδώσουν το προϊόν με μειωμένο κόστος Το ερώτημα είναι ποια εναλλακτικά καύσιμα θα φτάσουν πρώτα εκεί; Είναι ένας αγώνας όπου η διαθεσιμότητα καυσίμων και η τιμολόγηση τελικά θα αποφασίσουν ποια λύση θα υιοθετηθεί ευρέως. "

Εκτός από την τιμή του ίδιου του καυσίμου, οι δαπάνες για την κατασκευή ή τον εκ των υστέρων εξοπλισμό των διπλών καυσίμων, το μέγεθος των δεξαμενών καυσίμων και οι ανησυχίες για την ασφάλεια είναι επίσης παράγοντες που πρέπει να εξεταστούν.

 Ηλεκτρική ενέργεια

Τα περιβαλλοντικά οφέλη για την αγκαλιά της ηλεκτρικής ενέργειας είναι αρκετά προφανή και περιλαμβάνουν μείωση του θορύβου και των κραδασμών και μειωμένες εκπομπές όπως NOX, SOX και PM. "Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στα λιμάνια, στις κατοικημένες παράκτιες περιοχές και στους προορισμούς που αναθέτουν περιβαλλοντικά. Η Νορβηγία είναι ένα συναρπαστικό μέρος για να παρακολουθήσετε αυτή τη στιγμή καθώς προσφέρει μια ματιά στο τι θα φέρει το μέλλον για τα κρουαζιερόπλοια και τα πλοία πορθμείων από την άποψη της ηλεκτρικής ενέργειας. Έχουν ήδη πλήρως ηλεκτρικά πορθμεία σε μέρη όπως τα νορβηγικά φιόρδ. Διάφορες υβριδικές λύσεις, όπως τα υβριδικά υβριδικά υγρά με φυσικό αέριο (μπαταρίες LNG) με μπαταρίες ή ίσως μερικώς ηλεκτροκίνητη πρόωση, θα μπορούσαν επίσης να αποτελέσουν ένα σενάριο το οποίο θα δούμε να έρχεται στο εγγύς μέλλον. Θα μπορούσατε να πείτε ότι η τεχνολογία είναι ήδη εδώ ", δήλωσε ο Ross.

Το ζήτημα με την σημερινή τεχνολογία μπαταριών είναι η πυκνότητα ενέργειας, που επηρεάζει το μέγεθος των πακέτων μπαταριών επί του σκάφους και το εύρος πλεύσης των ηλεκτρικών πλοίων. Η σημερινή τεχνολογία θα επιτρέψει σε μικρότερα σκάφη υβριδικών συσσωρευτών να μεταβούν σε μηδενικές εκπομπές, ηλεκτρική πρόωση κοντά σε παράκτιες πόλεις και σε περιβαλλοντικά ευαίσθητες περιοχές και ενώ ταξιδεύουν σε λιμένες. Ωστόσο, για πλοία κρουαζιερόπλοιων που ταξιδεύουν με ωκεανό, τα πακέτα μπαταριών είναι σήμερα πολύ μεγάλα για να έχουν ως κύρια παροχή ηλεκτρικού ρεύματος για ένα μεγάλο κρουαζιερόπλοιο που ταξιδεύει σε μεγάλες αποστάσεις. Παρ 'όλα αυτά, η τεχνολογία προχωρεί με ρυθμό και ίσως σε άλλα 10 χρόνια, οι μπαταρίες θα διαδραματίσουν σημαντικότερο ρόλο.

Τα συστήματα πρόωσης με μπαταρία έχουν ήδη κατασκευαστεί για μικρότερα πλοία και οι κατασκευαστές κινητήρων όπως η MAN Diesel & Turbo ετοιμάζουν υβριδικές ηλεκτρικές λύσεις για σκάφη όλων των μεγεθών. Ο χειριστής κρουαζιέρας εξερεύνησης, Hurtigruten, θα ξεκινήσει επίσης δύο πλοία εξερεύνησης επόμενης γενιάς μέσα στα επόμενα δύο χρόνια, που θα είναι τα πρώτα υβριδικά υβριδικά σκάφη με μπαταρία. Ο Rune Thomas Ege, VP Global Communications της Hurtigruten, πιστεύει ακράδαντα ότι το μέλλον της βιομηχανίας κρουαζιέρας είναι ηλεκτρικό, λέγοντας: «Έχουμε δει την Επανάσταση Tesla στην ακτή και νομίζω ότι η Επανάσταση του Tesla έρχεται στις Θάλασσες. Όταν συμβαίνει αυτό, είμαστε σίγουροι ότι θα είμαστε μπροστά όταν συμβεί αυτό. "

 Κύτταρα καυσίμου

Η χρήση των κυψελών καυσίμου ως φιλική προς το περιβάλλον πρόωση πλοίων έχει επίσης λάβει μεγάλη προσοχή από οργανισμούς όπως η Carnival και η Royal Caribbean. Η τεχνολογία αντιπροσωπεύει ένα ακόμη δραματικό βήμα προόδου για την ναυτιλιακή βιομηχανία στην πράσινη καινοτομία.

Τα στοιχεία καυσίμου παράγουν ενέργεια χρησιμοποιώντας ηλεκτροχημική αντίδραση, παρά καύση. Η διαδικασία μετατρέπει τα καύσιμα απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα, αυξάνοντας την λειτουργική αποτελεσματικότητα. Το νερό είναι το μόνο απόβλητο προϊόν, επομένως προκαλούν λιγότερη ρύπανση και εξαλείφουν τις εκπομπές.

Σύμφωνα με μελέτη της επιτροπής DNV GL του Ευρωπαϊκού Οργανισμού για την Ασφάλεια στη Θάλασσα (EMSA), η βιομηχανία είναι δεκάδες έργα, αξιολογώντας επτά διαφορετικές τεχνολογίες κυψελών καυσίμου. Αυτά τα έργα περιλαμβάνουν την κυψέλη καυσίμου με αλκαλικά καύσιμα (AFC), την κυψέλη καυσίμου μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων (PEMFC), την PEMFC υψηλής θερμοκρασίας (HT-PEMFC), την κυψέλη καυσίμου άμεσης μεθανόλης (DMFC), την κυψέλη καυσίμου φωσφορικού οξέος (PAFC) (MCFC) και το στοιχείο καυσίμου στερεού οξειδίου (SOFC).

Ο Ross είπε: "Τα κυψέλες καυσίμου είναι μια πραγματικά συναρπαστική τεχνολογία. Η πρόκληση από την πλευρά μου είναι να βρούμε τρόπους για να αυξήσουμε το μέγεθος των μονάδων κυψελών καυσίμου σε κρουαζιερόπλοια ώστε να δρουν ως λύσεις ενεργειακής προώθησης για μεγαλύτερα σκάφη. Αλλά είναι πολύ ενδιαφέρον γιατί αν θεωρήσετε υβριδικά σκάφη κρουαζιερόπλοιων, μια τέτοια λύση θα μπορούσε επίσης να υπάρξει για κυψέλες καυσίμου που λειτουργούν με μεθάνιο, για παράδειγμα. Έχουν υπάρξει πειράματα με κάποιες κυψέλες καυσίμου, δοκιμάζοντας διαφορετικά είδη τεχνολογιών κυψελών καυσίμου - μερικοί λειτουργούν καλύτερα από άλλους. Μια άλλη μεγάλη πρόκληση είναι η βελτίωση της αποδοτικότητας των τεχνολογιών, αλλά είναι μια τεχνολογία που θα είναι πολύ ενδιαφέρουσα να ακολουθήσουμε ».

Καθώς τα στοιχεία καυσίμου γίνονται φθηνότερα και πιο αποτελεσματικά, αυτή η λύση θα καταστεί πιο βιώσιμη με σημαντικό τρόπο για να ενεργοποιήσει τις λειτουργίες του ξενοδοχείου του κρουαζιερόπλοιου.

Η Royal Caribbean Cruises (RCL) ανακοίνωσε ότι η τεχνολογία των κυψελών καυσίμου θα διαδραματίσει ρόλο στα πλοία της κατηγορίας Icon που κατασκευάζει η Meyer Turku για παράδοση το 2022 και το 2024. Το 2017, η ABB οδήγησε το πρώτο σύστημα κυψελών καυσίμου της βιομηχανίας κρουαζιέρας σε ένα RCL πλοίο της κατηγορίας Oasis, δοκιμώντας την ικανότητά του να παρέχει ενέργεια αποτελεσματικά μπροστά από την γραμμή που εγκαθιστά την τεχνολογία στα επερχόμενα πλοία της κλάσης Icon. Τα πλοία Icon αναμένεται να λειτουργούν κατά κύριο λόγο στο ΥΦΑ, αλλά θα έχουν επίσης καύσιμο απόσταξης το οποίο μπορούν να τρέξουν όταν καλούν σε λιμένες που δεν διαθέτουν υποδομή ΥΦΑ.

Το Καρναβάλι επενδύει επίσης στην έρευνα και την ανάπτυξη κυψελών καυσίμου. Η γραμμή κρουαζιέρας πιστεύει ότι τα κυψέλες καυσίμου θα έχουν ένα μέρος και ρόλο να διαδραματίσουν στην πράσινη μετάβαση της βιομηχανίας κρουαζιερόπλοιων, το ερώτημα που θέτει το SVP Maritime Affairs Tom Strong είναι "πού βρίσκεται η τεχνολογία στο μεγάλο σχέδιο;"

 Συστήματα καθαρισμού καυσαερίων

Μία από τις τεχνολογίες που είναι ήδη διαθέσιμες σήμερα είναι τα συστήματα καθαρισμού καυσαερίων. Έχει υπάρξει μεγάλη έμφαση στη μείωση των εκπομπών οξειδίου του θείου (SOx) από τα θαλάσσια σκάφη για κάποιο χρονικό διάστημα, λόγω των επιβλαβών επιπτώσεων στο περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία. Αυτό είναι όπου το σύστημα καθαρισμού καυσαερίων ωφελεί τη βιομηχανία και είναι επίσης μία από τις τεχνικές που χρησιμοποιούν τα πλοία για να παραμείνουν συμβατές με το Tier III, ειδικά επειδή δεν έχει περιορισμούς στο μέγεθος του σκάφους που μπορεί να επωφεληθεί από αυτό.

Αυτή είναι και μια άλλη λύση όπου οργανώσεις όπως η Wärtsilä και η Carnival επενδύουν σε μεγάλο βαθμό λόγω της ικανότητάς της να αφαιρεί σημαντικούς ρύπους από τα καυσαέρια στη θάλασσα, κατά τη διάρκεια ελιγμών και στο λιμάνι. Με σχέδια να επενδύσουν μέχρι και 400 εκατομμύρια δολάρια, η Carnival βρίσκεται στη διαδικασία σχεδιασμού, κατασκευής και εγκατάστασης τεχνολογίας καθαρισμού καυσαερίων σε περισσότερα από 70 σκάφη.

Ο Ross εξηγεί: "Η πρόκληση αυτή τη στιγμή είναι ότι κανείς δεν ξέρει πότε και ποια θα είναι η νομοθεσία στο μέλλον. Τα σκάφη που κατασκευάζονται τώρα θα πρέπει να λειτουργούν με αυστηρότερη περιβαλλοντική νομοθεσία και έλεγχο, έτσι ώστε να είναι το συμφέρον του ναυπηγείου να κατασκευάσει ένα σκάφος κατά τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί εύκολα να αναβαθμιστεί για να συμμορφωθεί με τη μελλοντική νομοθεσία. Ως βιομηχανία, οι κατασκευαστές θα ήθελαν πάρα πολύ να μάθουν ποια θα είναι η ζήτηση για τον εξοπλισμό μας ώστε να γνωρίζουμε τι πρέπει να μετακινήσουμε τις προσπάθειες έρευνας και ανάπτυξης. Αυτή είναι μια μεγάλη πρόκληση, όχι μόνο για τη βιομηχανία κρουαζιερόπλοιων αλλά και για ολόκληρο τον ναυτιλιακό κόσμο ».

Όπως δημοσιεύθηκε στην έκδοση του Φεβρουαρίου του 2018 του Maritime Reporter & Engineering News : https://magazines.marinelink.com/nwm/MaritimeReporter/201802/#page/1