Szybkie spadki kosztów baterii przyspieszają perspektywy całkowicie elektrycznego międzyregionalnego transportu kontenerowego. Przy cenach baterii wynoszących 100 USD za kWh opłacalne  będzie wprowadzenie statków elektrycznych do obsługi  szlaków handlowych na trasach do 1500 km – twierdzą naukowcy z Energy and Resources Group, University of California, Berkeley.

Jednak gdy uwzględni się koszty związane z degradacją środowiska, uzasadnione może być prowadzenie serwisów na dystansach do 5000 km.

Czas na tanie akumulatory

- Jeśli akumulatory osiągają cenę 50 USD na kWh, ekonomicznie uzasadniony  [transport morski – MG] prawie się podwaja – twierdzą Jessica Kersey, Natalie D. Popovich oraz Amol A. Phadke z Energy Analysis & Environmental Impacts Division, Energy Technologies Area, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley.

Analizują oni ścieżkę osiągnięcia elektryfikacji napędów kontenerowców już w tej dekadzie. Ich zdaniem w ciągu 10 lat można doprowadzić do sytuacji, że ponad 40% globalnego transportu kontenerowego będzie obsługiwane przez statki elektryczne.

-To zmniejszy emisję CO2 o 14% przez statki, których armatorzy mają swoje siedziby w USA i złagodzi skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrza dla społeczności przybrzeżnych – podkreślają naukowcy z Berkeley.

Ich zdaniem  systemy balastowe mogą być częściowo lub całkowicie zastąpione przez systemy baterii bez znaczącego wpływu na stateczność  statku.  Zapewni się to poprzez rozmieszczenie akumulatorów w pustych przestrzeniach statku, w tym w  balastowych. Ich zdaniem układy baterii nie muszą być rozmieszczone wokół centralnego układu napędowego i można je elastyczniej rozmieścić we wnętrzu jednostki pływającej.

20 tys. ton baterii

Autorzy zadają sobie sprawę, że kluczowym ograniczeniem technicznym statków z napędem elektrycznym jest objętość i ciężar układu akumulatorów i silnika elektrycznego w stosunku do objętości zajmowanej przez istniejące silniki statku, zbiorniki  paliwa i przestrzeń na urządzenia pomocnicze. Uważają oni, że kontenerowce mogą zwiększyć swoją nośność. Mają świadomość, że  spowoduje to zwiększenie zanurzenia, zwiększy opór kadłuba. Tak więc do osiągnięcia tej samej prędkości potrzeba będzie więcej mocy.

- Podczas rejsów krótszych niż 5000 km stwierdzamy, że niezbędny wzrost mocy jest mniejszy niż 10% pierwotnego zapotrzebowania na moc. Na przykład dla małego statku neo-Panamax o zasięgu 5000 km szacujemy, że bateria akumulatorów LFP o pojemności 5 GWh o energii właściwej 260   Wh/kg  będzie ważył 20 tys. ton i zwiększy zanurzenie o 1 m – obliczyli Jessica Kersey, Natalie D. Popovich oraz Amol A. Phadke. Ich zadniem jest to „mały ułamek całkowitej wysokości statku i dobrze mieszczący się w granicach zanurzenia maksymalnego statku”.

Według naukowców z dobór baterii uzależniony byłby od wielkości statku i długości planowanych serwisów. Tak więc kontenerowce  dowozowe powinny zostać wyposażone w baterie przystosowane do szybkiego ładowania.

Elektryki krótkiego zasięgu

- W przypadku statków o większym zasięgu i rzadszej cykliczności baterii bardziej odpowiednie będzie użycie baterii niklowo-manganowo-kobaltowych o stosunkowo niskiej żywotności i wysokiej gęstości energii – twierdzą amerykańscy naukowcy i dlatego uważają, że wprowadzenie napędów elektrycznych kontenerowców „będzie prawdopodobnie ograniczona do małych statków o krótkim zasięgu, dopóki koszty baterii nie zostaną jeszcze bardziej obniżone”.

W swoich analizach koncentrują się więc na zastosowaniu napędu elektrycznego do zasilania kontenerowca neo-Panamax. Ich zdaniem na tego typu  statku „objętość wymagana przez system akumulatorów jest mniejsza niż przestrzeń przeznaczona na statkach zasilanych tradycyjnymi silnikami i zbiorniki paliwa na trasach poniżej 3000 km”.

40 proc. kontenerowców do elektryfikacji

- W przypadku najdłuższej wymodelowanej trasy o długości 20 000 km dla tej klasy okrętu bateria zajmowałaby 2500 miejsc w ekwiwalencie dwudziestostopowym (TEU) lub 32% nośności statku – wyliczyli naukowcy z Berkeley, którzy na podstawie obliczeń ustalili, „że wraz ze wzrostem nośności zmniejsza się procent całkowitej pojemności nośnej zajmowanej przez akumulatory, ponieważ większe statki zazwyczaj mają mniejsze zapotrzebowanie na energię na jednostkę nośności”.

Naukowcy amerykańscy przeanalizowali różne warianty, dostępnych na rynku baterii, ich wydajności i technicznego ich wykorzystania w napędach kontenerowców. Diagnozowano różne scenariusze wykorzystania kontenerowców w praktyce. Jako scenariusz bazowy przyjęto w czasie badań najlepsze dostępne cenowo baterie, koszty HFO, gęstości energii baterii i ceny energii odnawialnej. Zbadano jakie zmiany można by osiągnąć do  2030 r. Zbadano  osiem grup kontenerowców pod względem ich pojemności. Badanie przeprowadzono w odniesieniu do 13 głównych światowych połączeń liniowych. 

- Opracowano  104 unikalne scenariusze dotyczące wielkości statku i długości trasy, które można porównać z prawie każdym kontenerowcem, działający dzisiaj – informują Kersey, Popovich oraz Phadke i stanowczo stwierdzają: „Nasze wyniki sugerują, że ponad 40% globalnego ruchu kontenerowego można by zelektryfikować w sposób opłacalny przy użyciu obecnej technologii”.

Wnioski przedstawione w opracowaniu naukowców z University of California są obiecujące. Niestety nie uwzględniają kosztów eksploatacji urządzeń i systemów do ładowania statków elektrycznych. Nie mogły też przewidzieć, że wraz z popytem i wojną w Ukrainie,  ceny na surowce rzadkie wzrosną, o czym już w styczniu tego roku informował Financial Times za Nikkei Asia. Upływnie więc jeszcze trochę wody w Wiśle, zanim na szlakach pojawią się elektryczne kontenerowce. Co nie oznacza, że pierwsze elektryczne feedery w serwisach lokalnych pojawią się być może szybciej, niż się spodziewamy.