Napnout plachty? Vědci přemýšlejí, jak snížit emise velkých nákladních plavidel, zvažují i využití větru

2. 9. 2022
Zdroj: Airseas
  • Mezinárodní obchod je stále silně závislý na velkých zaoceánských lodích, jejichž dieselové motory spalují neekologická paliva

  • Výzkumníci se proto snaží přijít s alternativními pohony, jako je kapalný vodík, čpavek nebo vítr

  • Jejich snahu v poslední době financují i velké společnosti z různých odvětví, které se ve svých plánech zavázaly ke snížení emisí

  •  

Lodní průmysl představuje téměř tři procenta celkových světových emisí skleníkových plynů a produkuje tolik oxidu uhličitého jako všechny uhelné elektrárny v USA dohromady. Mezinárodní obchod ale stále roste, a někteří vědci tak varují, že do roku 2050 by lodní doprava mohla vytvářet až 17 procent veškerých emisí. Mezinárodní námořní organizace (IMO) proto před čtyřmi lety přijala strategii, podle níž je do té doby sníží o polovinu ve srovnání s tím, jakých hodnot dosahovaly v roce 2008.

Mnozí kritici nicméně IMO vyčítají, že i takové tempo je příliš pomalé. Tím spíš když řada firem financuje iniciativy, jejichž cíl je naprosto stejný – snížit dopad lodní dopravy na klima. Nejjednodušším řešením by bylo, kdyby lodě jednoduše zpomalily, díky čemuž by spotřebovaly méně paliva. Kromě toho ale výrobci plavidel a další hráči v oboru experimentují třeba i s trupy potaženými vzduchovými bublinami pro snížení odporu, stejně jako s účinnějšími motory, vrtulemi či tryskami a navigačními systémy s podporou umělé inteligence.

Historickým Benátkám by mohly před potopením pomoct ,létající‘ elektročluny ze Švédska. Jejich zavedení je ale zatím v nedohlednu
Přečtěte si také:

Historickým Benátkám by mohly před potopením pomoct ,létající‘ elektročluny ze Švédska. Jejich zavedení je ale zatím v nedohlednu

Globální dodavatelské řetězce mezitím spoléhají hlavně na vývoj nízkoemisních či zcela bezemisních paliv jako zelený metanol, vodík, kapalný zemní plyn (LNG) nebo čpavek. V neposlední řadě pak vědce zajímá též elektrický pohon, technologie využívající vítr či jadernou energii. Jinými slovy, budoucnost nákladní lodní dopravy se zdá být vskutku rozmanitá. Jak konkrétně by mohla vypadat?

Zelený metanol a vodík

Dánská společnost A.P. Moller-Maersk, která přepravuje 17 procent světových kontejnerů, si nedávno objednala 13 lodí poháněných zeleným metanolem. „První plavidlo s kapacitou dva tisíce kontejnerů bude spuštěno už příští rok a bude převážet zboží v Pobaltí a severní Evropě. Od roku 2024 spustíme na vodu každé čtvrtletí dvě plavidla o kapacitě 16 tisíc kontejnerů, která budou využívat zelený metanol. I díky tomu chceme mít do roku 2040 kompletně bezemisní přepravu,“ řekla webu CNBC Lee Kindbergová, vedoucí oddělení pro životní prostředí a udržitelnost společnosti Maersk.

I ostatní rejdařské firmy testují dvě různé verze uhlíkově neutrálního metanolu. První je vyrobená z pevné a kapalné biomasy extrahované ze zemědělských, lesních a farmářských odpadů, zatímco tou druhou je e-metanol vyprodukovaný kombinací CO2 s vodíkem, jenž vznikl s použitím obnovitelné elektřiny. Obě látky jsou kapaliny a je možné je bezpečně skladovat v netlakových nádržích při okolní teplotě. Jejich nevýhodou je vyšší cena, lze je ale smíchat i s běžnými palivy, což také samo o sobě vede k nižším emisím.

Německý unikát. V Dolním Sasku otevřeli vůbec první plně vodíkovou železniční trať na světě
Přečtěte si také:

Německý unikát. V Dolním Sasku otevřeli vůbec první plně vodíkovou železniční trať na světě

Dalším palivem, které při spalování neprodukuje téměř žádné uhlíkové emise, je kapalný vodík. Asi 95 procent vodíku se sice vyrábí ze zemního plynu či jiných fosilních paliv, lze jej však vyrobit i obnovitelným způsobem, a to štěpením vody pomocí sluneční, větrné, jaderné nebo vodní energie. Zelený vodík pak může být použitý v lodním spalovacím motoru nebo v palivových článcích, jež generují elektřinu bez emisí. K jeho atraktivitě mají přispět i nedávno schválené slevy na dani.

Lodě poháněné větrem

Vůbec první nákladní lodě používaly k pohonu větrnou energii. A ačkoliv ji postupně nahradily spolehlivější zdroje a v dnešní době se návrat k tomuto přírodnímu druhu pohonu může zdát jako cesta zpět, opak je pravdou. „V současnosti existuje 20 velkých plavidel využívajících technologii podporovanou větrem,“ překvapil Gavin Allwright, tajemník Mezinárodní asociace větrných lodí. Patří mezi ně tankery a další velká nákladní plavidla, která mají dostatek prostoru na palubě pro umístění potřebných systémů.

Lodě poháněné větrem nejčastěji využívají Flettnerův rotorový systém vynalezený ve dvacátých letech minulého století. Ten má na palubě namontované vysoké válce podobné komínu, které se rychle otáčejí spolu s větrem a tlačí plavidlo vpřed. Tento systém nyní testuje australská těžařská společnost BHP, která ho chce využívat na svých kontejnerových plavidlech.

Revoluce v letectví? Airbus otestuje letoun A380 s odkrytým dvouproudovým motorem
Přečtěte si také:

Revoluce v letectví? Airbus otestuje letoun A380 s odkrytým dvouproudovým motorem

Potravinářský a zemědělský gigant Cargill zase zkouší efektivitu lodě WindWings. Ta je vybavena speciálními pevnými plachtami navrženými společností BAR Technologies. V případě úspěšného výsledku testu Cargill plánuje pronajmout si v příštích letech alespoň 20 nových plavidel s větrným pohonem.

Na nových technologiích pak pracuje i Airseas, námořní oddělení firmy Airbus. Jeho vývojáři vyvinuli gigantického automatizovaného draka jménem Seawing, který pomáhá loď táhnout. Řešení větrné asistence má podle Airseasu snížit spotřebu paliva v průměru o pětinu.

LNG a zelený amoniak

Podle poradenské společnosti Clarksons Research zabývající se lodní dopravou je aktuálně, co se komerčních lodí týče, kapalný zemní plyn nejpoužívanějším alternativním palivem vůbec. Zhruba 38 procent všech nově postavených plavidel může k pohonu využít LNG, což je zhruba o čtvrtinu více než před pěti lety. Nevýhodou tohoto plynu je ale skutečnost, že je to stále fosilní palivo, které uvolňuje metan. Úprava pohonu lodi navíc vyžaduje značné investice do dovybavení stávajících motorů a palivových nádrží.

Díky dobré dostupnosti výzkumníky v posledních letech zaujal i amoniak (také známý jako čpavek). Stejně jako u vodíku je většina tohoto plynu získávána z fosilních paliv a při jeho výrobě se uvolňuje značné množství CO2. Je každopádně možné vyrobit jej rovněž ekologicky, a to kombinací zeleného vodíku s dusíkem ze vzduchu. Velkým problémem je ovšem bezpečnost, protože amoniak je toxický jak pro lidi, tak mořské živočichy. I přesto loni společnost LMG Marin začala vyvíjet první tanker poháněný čpavkem pro norskou Grieg Maritime Group. Loď MS Green Ammonia by měla vyplout už v roce 2024.

Pohánět lodě amoniakem chce také společnost Mitsubishi Shipbuilding. Ta nedávno představila návrh úpravy velkého nosiče plynu (VLGC). Nosič se nachází na 80 lodích, jež měl původně pohánět zkapalněný ropný plyn (LPG). Nyní ale bude možné všechna tato plavidla přestavět tak, aby jako hlavní palivo mohla využít právě zmíněný čpavek.

Elektrické lodě

Konstruktéři firmy Mitsubishi se zabývají i elektrickými pohony, jejich plavidlo Roboship má být spuštěno příští rok. V útrobách 550tunové lodi bude konvenční dieselový agregát nahrazen hybridně-elektrickým systémem, který zahrnuje akumulátory, vrtule, motory, rozvaděče i generátory. Software k ovládání inovativního pohonu vyvinul tokijský startup e5 Lab.

Třpytivá jako diamant. Po moři by mohla plout jachta inspirovaná šperkem od Cartiera
Přečtěte si také:

Třpytivá jako diamant. Po moři by mohla plout jachta inspirovaná šperkem od Cartiera

Kromě Roboshipu tato firma spolupracuje s další japonskou loděnicí, a sice společností Asahi Tanker. Dohromady budují dva plně elektrické tankery s nulovými emisemi poháněné velkokapacitními lithium-iontovými bateriemi. První model začal dodávat palivo lodím v Tokijském zálivu letos v dubnu, druhé plavidlo má začít fungovat příští rok.

Vůbec první plně elektrickou kontejnerovou lodí se však stala Yara Birkeland, která od loňského jara přepravuje malé náklady hnojiva v Norsku. Další elektrifikované trajekty a výletní lodě se nyní objevují v přístavech v Japonsku, Švédsku a Dánsku.

Velkým problém pro elektrické lodě je každopádně relativně malý dojezd a komplikované nabíjení. Pro jejich rozšíření jsou nezbytné levnější baterie a lepší nabíjecí infrastruktura na pevnině. Dá se ale očekávat, že díky tlaku na snížení emisí se tyto nedostatky v příštích letech postupně odstraní.

  • Našli jste v článku chybu?