Ponad 41 proc. światowej floty ma już zainstalowane co najmniej jedno urządzenie, oszczędzające energię – wynika z danych Clarkson Research oraz platformy Alternative Fuels Insight norweskiego towarzystwa klasyfikacyjnego DNV.
Mianem „zielone technologie” (Energy – Saving Technologies i/lub Devices – EST, ESD) określa się rozwiązania zwiększające osiągi statków, a jednocześnie obniżające zużycie paliwa i energii, a przez to ilość emisji gazów cieplarnianych, emitowanych do atmosfery. To cała gama urządzeń, stosowanych w różnych miejscach okrętowej architektury, zarówno nowo zamówionych – budowanych, jak i obecnie eksploatowanych statków.
W obszarze siłowni okrętowej montuje się systemy odzysku ciepła odpadowego (Waste Heat Recovery) od takich dostawców jak np. Climeon, Alfa Laval, ABB, Hanwha, czy Calnetix Hydrocurrent.
Innym rozwiązaniem stosowanym w maszynowni są systemy emulgowania paliwa (FEW – Fuel-water emulsification), wykorzystujące metodę zmniejszania ilości dymu i sadzy dla silników średnioobrotowych, polegającą na wtryskiwaniu mieszanki oleju okrętowego i słodkiej wody. Głównym komponentem modułu FEW jest homogenizator (Fuel Emulsifier). Na rynku są dostępne urządzenia takich firm jak FOWE/Cavitech, IPCO, czy Kawasaki.
Na rynku jest także szeroki wachlarz urządzeń poprawiających pracę śruby napędowej (Propeller), takich jak dysze przedśrubowe – Propeller Ducts (Mewis Duct, Kawasaki), płetwowe statory (Pre-Swirl Stators), niwelujące wpływ wiru wody napływającej do śruby napędowej, (produkty DSME Pre-swirl, CMES-Tech, SDARI, Wartsila EnergoFlow), zintegrowane w jednym układzie napędu gruszki sterowe (Rudder Bulbs - Kongsberg Promas, SDARI, Wartsila energopac), dodatkowe mini-płaty osadzone na kołpaku piasty śruby napędowej (Propeller Boss Cap Fins), takie jak Imabari Shipbuilding Hybrid Fin, MMG Escap, CMES-Tech, SDARI, czy w końcu elementy w kształcie połówek dyszy, mocowane po obu burtach przed śrubą napędową w celu wyrównania prędkości strumienia nadążającego (Wake Equalizing Ducts) - Schneekluth WED, CMES-WID i inn.
W grę wchodzą także modyfikacje kształtu kadłuba (Bow Enhancement) i systemy zmniejszające opór hydrodynamiczny poruszającego się statku. Wśród nich są systemy „smarowania” płaskiej części dennej kadłuba mikropęcherzykami powietrza (Air Lubrication Systems), jak Silverstream, DSM ALS, Samsung SAVER Air, Alfa Laval, Mitsubushi MALS, Armada.
Od wielu lat kadłuby statków, szczególnie części podwodnej, pokrywa się proekologicznymi powłokami malarskimi, ostatnio coraz częściej na bazie silikonu, które zapobiegają przyleganiu mikroorganizmów, przyczyniając się do zmniejszenia oporu i zużycia paliwa.
Innym sposobem, przeznaczonym dla nowo budowanych statków są opatentowane, innowacyjne kształty sekcji dziobowej, takie jak X-Bow Ulsteina, Damen Sea Axe, czy Kawasaki SEA-Arrow. Statki te, dzięki lepszemu pokonywaniu dużych fal zużywają mniej paliwa i mogą płynąć szybciej, bez uderzania fal o dziób i rozbryzgów. Obniżeniu ulega także poziom hałasu wewnątrz kadłuba, co podnosi bezpieczeństwo oraz komfort pracy i wypoczynku załóg.
Z kadłubem są także związane inne modyfikacje jak płetwy sterujące przepływem strumienia wody (Flow Control Fins), oferowane głównie przez Japończyków - Oshima Advanced Flipper fin, Namura NCF, Sanoyas Tandem Fin, Japan Marine United A.L.V. Fin i inn.
Innym przykładem jest Elogrid (producent Elomatic), czyli stalowa siatka, zakrywająca w kadłubie otwory tuneli sterów strumieniowych. Jej specjalne, zoptymalizowane dzięki mechanice obliczeniowej płynów (CfD) kształt i struktura, maksymalizują boczną siłę ciągu podczas pracy pędnika, redukując hałas i kawitację w jego tunelu, co przyczynia się do zmniejszenia zużycia paliwa od 1 do 4 proc.
Jeszcze innym rozwiązaniem jest hybrydyzacja napędu. Aby „ulżyć” silnikom głównym (czyli generatorom – zespołom prądotwórczym - wytwarzającym energię, dostarczaną potem do pędników i wielu różnych systemów ogólnookrętowych), w siłowni statku montuje się dodatkowe systemy baterii (battery packs), magazynujące energię i przekazujące ją do silników w przypadku nagłej potrzeby zwiększenia mocy (peak-shaving).
W końcu, osobną grupą systemów oszczędzania energii statku są urządzenia pokładowe – głównie pomocnicze napędy wiatrowe (WAPS – Wind-Assisted Propulsion Systems), wspomagające pracę silników głównych. Wśród nich są rotory Flettnera (Norsepower Rotor Sail, Anemoi Wind Engine), żaglopłaty ssące (Suction Wings) dostarczane przez eConwind, bound4blue, OceanBird, sztywne skrzydła żaglowe (Rigid Sails) produkowane przez BAR Technologies, DSIC, AYRO, Oshima Shipbuilding, czy w końcu latawce (Wind Kites) od firmy Airsea Seawing.
Największe inwestycje w „zieloną flotę” polegają oczywiście na budowie (lub przebudowie) statków, które od razu lub w przyszłości mają być zasilane paliwami niskoemisyjnymi (LNG, metanol, amoniak).
Technologie te płyną szeroką falą do żeglugi i do stoczni, również w Polsce, które wyposażają w nie statki. I tak będzie jeszcze bardzo długo, dopóki światowa flota nie zostanie w odpowiednim stopniu nimi nasycona, aby zadośćuczynić dążeniu do pełnej zeroemisyjności transportu morskiego w roku 2050.
Jak wygląda obecny stan nasycenia światowej floty tymi rozwiązaniami?
Jeszcze w roku 2024, podobnie jak w 2023 r., liczba takich projektów wykonywanych na świecie wynosiła średnio 30 miesięcznie. Najnowsze dane wskazują jednak na wyraźne przyspieszenie. Według bazy Clarkson Research (stan na koniec maja br.) spośród 112,7 tys. statków o jednostkowym tonażu pojemnościowym brutto powyżej 100 ton, aż 41 proc. ma zainstalowaną co najmniej jedną energooszczędną technologię, co stanowi wyraźny wzrost w porównaniu z poziomem 28 proc. w 2020 roku.
W samym tylko 2024 roku takie modernizacje przeszło ponad 500 statków, co stanowi wzrost o 17 proc. rok do roku. Obecnie średnio osiem statków jest codziennie wyposażanych w takie rozwiązanie (średnio 240 miesięcznie). Łączna liczba wyposażonych w nie jednostek na świecie przekroczyła już 16 tysięcy.
Największą popularnością cieszą się urządzenia poprawiające pracę układu sterowego i śruby napędowej, zarówno w przypadku statków nowo budowanych jak i będących w eksploatacji.
Poniżej rodzaje i liczba zainstalowanych do tej pory urządzeń:
- Gruszki sterowe (Rudder Bulbs) – 5443
- Statory przedśrubowe (Pre-Swirl Stators) – 3654
- Dysze/dukty poprawiające pracę śruby (Propeller Ducts) – 3508
- Mini-płaty osadzane na kołpaku głównej śruby napędowej (Propeller Boss Cap Fins) – 2988.
Wg tej samej bazy Clarksons, 70 obecnie użytkowanych statków posiada pomocniczy napęd wiatrowy (kolejnych 79 będących w budowie ma być w niego wyposażonych), a 283 statki mają już system smarowania mikro-bąbelkami powietrza (Air Lubrication System), zaś 349 nowo budowanych również otrzyma taki system.
Hybrydyzacja napędu objęła już 82 jednostki, zaś 73 nowo zamówione wyjdą ze stoczni z zamontowanymi systemami wspomagania bateryjnego.
Analitycy Clarksons przyjrzeli się także napędom na paliwa alternatywne. Obecnie 1372 statki mogą wykorzystywać LNG jako paliwo, zaś kolejne 573 określa się jako gotowe do tego (LNG-ready), co może się różnić w zależności od towarzystwa klasyfikacyjnego, wydającego notację klasy.
Według tej brytyjskiej firmy analitycznej 6,8 proc. światowej floty może być obecnie zasilane LNG, co stanowi wzrost o 1,2 proc. rok do roku. Globalny portfel zamówień jest również coraz bardziej wypełniony kontraktami na nowe statki dwupaliwowe (dual-fuel), przy czym 37,4 proc. może być napędzanych LNG, a 10,3 proc. - metanolem.
Dane te różnią się nieco od wartości podawanych na platformie DNV Alternative Fuel Insights, z których wynika, że 23,9 proc. światowego portfela zamówień dotyczy statków przystosowanych do LNG, a 12 proc. - do wykorzystania metanolu. W kwietniu firma DNV podawała, że w światowych stoczniach złożono 48 zamówień na statki z napędem dual-fuel, z czego 24 na metanol i 20 na LNG.
Z kolei wg Clarksons, 58 statków w globalnej flocie jest obecnie zdolnych do korzystania z metanolu, podczas gdy 141 innych posiada notację klasy „methanol-ready”. W międzyczasie 139 jednostek pływających może do napędu używać gazu LPG (są to głównie zbiornikowce zaprojektowane do przewozu tego ładunku), zaś 192 statki mają obecnie notację klasy, dotyczącą amoniaku.
Grzegorz Landowski
Poniżej przykłady różnych energooszczędnych technologii, w które wyposaża się statki.
USD
EUR
CHF
GBP