Pasażer na baterie. CRIST ma szanse wykorzystać kompetencje w innowacyjnych projektach [ANALIZA]

Armatorzy pasażerscy coraz częściej wybierają napęd elektryczny. Wykorzystanie systemów bateryjnych i napędu elektrycznego stało się możliwe wraz z coraz lepszą infrastrukturą do ładowania akumulatorów w czasie postoju statku w porcie. 

Dla bezpieczeństwa, na statkach montuje się jeszcze prądnice ładujące akumulatory w czasie podróży i zapewniające prąd licznym urządzeniom. Kuchnie, pralnie, a szczególnie parki rozrywki i tysiące urządzeń na statku pasażerskim pożerają tyle prądu, co miasteczko. Na statku pasażerskim znaczna część energii jest tracona.

- Wyniki [badań 300 m statku pasażerskiego – MG] pokazują, że podczas operacji morskich marnuje się do 57% energii cieplnej, a ogólna sprawność systemu waha się od 52% (tryb morski) do 67% (tryb portowy) – stwierdzili Marouane Barbri, Max Zimmermann, Felix Dahms, Karsten Müller, naukowcy z Rostoku (Institute of Technical Thermodynamics, University of Rostock). 

Wykazali oni, że statek pasażerski przewożący 4 300 pasażerów może wykorzystać nadwyżki energii do ładowania akumulatorów. Ich zdaniem „to pozwoli na akumulowanie około 9 MWh energii elektrycznej w ciągu jednego tygodnia, wspierając manewry z silnikami elektrycznymi w porcie. 

Należy zauważyć, że na tradycyjnym statku pasażerskim w czasie przejścia morzem „generator około 41% energii uzyskanej z paliwa przetwarza na energię elektryczną. Około 59% opuszcza silniki napędowe jako ciepło” – podkreślają naukowcy z Instytutu Termodynamiki Technicznej w Rostoku. 

Energetyczne statki i porty

Z wygenerowanej energii elektrycznej około 76% jest wykorzystywane do napędu statku ze względu na jego rozmiary i związane z tym zapotrzebowanie na energię dla pędników. Urządzenia okrętowe zużywają około 10%, a usługi hotelowe około 12% wytworzonej na statku energii. Energia cieplna jest częściowo odzyskiwana w układach ogrzewania statku.

- Ogólnie rzecz biorąc, odzyskiwanych jest tylko około 43% energii cieplnej, podczas gdy około 57% jest odprowadzane do środowiska. Odzyskane ciepło jest następnie dostarczane do odbiorników na pokładzie, takich jak kuchnie, baseny i maszynownia. Po pokryciu tych obciążeń cieplnych około 55% odzyskanej energii cieplnej pozostaje niewykorzystane – zauważają naukowcy z Rostoku na podstawie badań przeprowadzonych na trasie z Kilonii do kilku południowych portów w Norwegii. 

Średnie zapotrzebowanie na energię elektryczną z lądu w portach UE szacuje się na 6–13 TWh rocznie od 2030 r. – zakłada EUPSA w najnowszym raporcie „EU Shorepower Demand 2030+”. 

- Dokładne szacunki zapotrzebowania na energię elektryczną w portach UE stają się coraz ważniejsze ze względu na surowe przepisy, takie jak AFIR i FuelEU Maritime – informuje „Sustainable Ships”. 

Alternative Fuels Infrastructure Regulation - AFIR nakazuje, aby do 2030 r. 90% wszystkich zawinięć statków kontenerowych i pasażerskich do portów TEN-T musiało korzystać z energii elektrycznej pobieranej z lądu. 

Metoda top-down, oparta na danych MRV, szacuje roczne zapotrzebowanie na około 11,8 TWh. Szacunek ICCT jest niższy i wynosi około 5,9 TWh, a wyprowadzono go na podstawie danych z World Ports Index i MRV.

Hybrydowy pasażer na wody Arktyki

Nic więc dziwnego, że bazując na własnych doświadczeniach i badaniach naukowców, armatorzy przestawiają się na pasażerskie statki hybrydowe. Niedawno Scenic Cruise zamówił pierwszy z serii pasażerski statek hybrydowy wyposażony w system napędowy Elegance Pod zaprojektowany przez Kongsberg Maritime. Norweski producent podpisał kontrakt z MKM Yachts na dostawę hybrydowego napędu elektrycznego i pakietu wyposażenia dla wycieczkowca ekspedycyjnego Scenic Ikon. 

Statek pasażerski o długości 203 m jest budowany w stoczni 3 Maj w Rijece w Chorwacji. Harmonogram przewiduje wprowadzenie statku do eksploatacji w 2027 roku. Hybrydowy układ napędowy pozwoli na bezemisyjną eksplorację w regionach wrażliwych ekologicznie, takich jak obszary polarne. 

Zapewni to napęd statku przez dwa zestawy Elegance 1 230, każdy o mocy 3 340 kW. Będą to silniki elektryczne z magnesami trwałymi połączone ze śrubami napędowymi o stałym skoku. Szybkość zapewnia statkowi zmiana prędkości obrotowej silników elektrycznych. 

Według Kongsberg Maritime, system napędowy został zaprojektowany tak, aby zapewnić niski poziom hałasu, wysoką wydajność i lepszą manewrowość w porównaniu z systemami konwencjonalnymi. Hybrydowy system zasilania będzie wspierany przez okrętowy system magazynowania energii. Umożliwi on zasilanie zarówno napędu, jak i odbiorców obsługujących pasażerów. Norweskie będzie również wyposażenie w stery strumieniowe, napędy elektryczne, chowane stateczniki i mechanizmy pokładowe.

Kongsberg Marine dostarczy zintegrowany pakiet nawigacyjno-sterowy, obejmujący dynamiczne pozycjonowanie, sterowanie manewrami i sonar, a także systemy automatyki i układ zarządzania energią.

Halvard Foss, dyrektor ds. sprzedaży w Kongsberg Maritime, powiedział, że projekt odzwierciedla rosnące zapotrzebowanie na czystsze rozwiązania napędowe w sektorze rejsów wycieczkowych. 

- W związku z rosnącym zapotrzebowaniem na napędy elektryczne i czyste żeglarstwo, szczególnie na rynku rejsów wycieczkowych, nasze systemy zostały zaprojektowane tak, aby zapewnić wydajność, zwrotność i korzyści dla środowiska – podkreślił Halvard Foss. 

Rzecznik MKM Yachts, Sasa Cokljat, powiedział, że wybór firmy Kongsberg Maritime został podyktowany jej technologią i doświadczeniem. „Nasza współpraca z Kongsberg Maritime układa się bardzo pozytywnie i opiera się na wzajemnym profesjonalizmie i zaufaniu” – podkreślił. Scenic Ikon jest jednym ze statków serii Scenic Cruise, która rozwija flotę o statki ekspedycyjne przeznaczone do rejsów do odległych i wrażliwych ekologicznie miejsc. 

Elektryczny Projekt Vision

Jeszcze dalej poszła stocznia Meyer Werft, która zaoferowała rynkowi studium koncepcyjne dużego statku wycieczkowego, który będzie w 100% zasilany z akumulatorów. Projekt pokazano podczas targów Seatrade Cruise Global 2026, które miały miejsce w połowie kwietnia w Miami na Florydzie.

Projekt Vision ma około 82 000 GT i długość 275 m. Zakłada się, że w kabinach będą koje dla 1856 pasażerów. Producent podkreśla w komunikacie prasowym, że emisja gazów cieplarnianych oferowanego statku pasażerskiego jest o 95% niższa niż statku z tradycyjnym napędem.

 - Zadaliśmy sobie pytanie, jak możemy wykorzystać innowacje, aby zmniejszyć emisję CO₂ i przyczynić się do dekarbonizacji – wyjaśnia ideę projektu Tim Krug z grupy koncepcyjnej Meyer Werft, który podkreślił, że chcą włączyć się w ochronę środowiska „nie za 50 lat, ale znacznie szybciej”.

Johannes Bade, odpowiedzialny w Meyer Werft za program rozwoju Vision, zaznaczył, że „Dzięki statkom wycieczkowym zasilanym akumulatorowo oferujemy konkurencyjny produkt, który opiera się na istniejących technologiach. Otwieramy przed naszymi klientami zupełnie nowe możliwości zrównoważonego i rentownego działania w perspektywie długoterminowej”. 

Na statku zasilać napęd będzie układ akumulatorów, dostarczany przez Corvus Energy. Ten system bateryjny wybrano, ponieważ możliwe jest jego wykorzystanie na dużej części typowych europejskich tras wycieczkowych. Zakłada się, że elektryczny pasażer będzie mógł być wykorzystywany na turystycznych szlakach Morza Śródziemnego, takich jak np. trasa z Barcelony do Civitavecchia koło Rzymu. 

Sea Zero w basenie modelowym

Jeszcze dalej poszli Norwegowie, którzy od 2025 r. prowadzą testy statku Sea Zero nowej generacji firmy Hurtigruten. Są one prowadzone w basenach modelowych SINTEF Ocean w Trondheim od ubiegłego roku. Zaawansowane symulacje i testy modelowe oceniają technologie energooszczędne, takie jak duże żagle, przeciwbieżne śruby napędowe, smarowanie powietrzem i zoptymalizowana konstrukcja kadłuba. 

Wstępne wyniki wskazują, że możliwy do osiągnięcia w warunkach laboratoryjnych jest cel projektu. Zakłada się zmniejszenie zużycia energii o 40–50%. Przewiduje się umożliwienie dzięki nowym technologiom eksploatacji bezemisyjnej. Program badawczo-rozwojowy Sea Zero jest opracowany we współpracy z firmą Vard i partnerami branżowymi.

Klaster złożony z 12 partnerów biznesowych i SINTEF Ocean bada projekty koncepcyjne pierwszego statku o zerowej emisji. Prezes Hurtigruten, Hedda Felin, obiecuje: „Jesteśmy zobowiązani do dostarczenia statku, który przewyższy wszystkie inne pod względem efektywności energetycznej i zrównoważonego rozwoju, w ciągu zaledwie kilku lat”. Prognozuje się, że statek będzie pływał między portami Norwegii w 2030 roku.

Dodać należy, że wieloletnim partnerem Meyer Werft oraz stoczni norweskich jest CRIST, który dla stoczni z Niemiec i Norwegii buduje kompletnie wyposażone części kadłubów. Gdyńscy stoczniowcy budują wyposażone kadłuby również dla stoczni budujących statki pasażerskie we Francji i Finlandii. Kompletne kadłuby statków eksploracyjnych dostarczane są przez CRIST na rynek norweski. Stocznia ma również doświadczenie i kompetencje w budowie statków elektrycznych. 

To istotne atuty pozwalające włączyć się w budowę elektrycznych statków pasażerskich. Można bowiem założyć, że projekt Vision oraz statku Sea Zero zostanie szybko powielony przez inne stocznie. Trzeba również przyjąć, że porty pasażerskie, które głównie działają blisko centrów miast i w strefach chronionych, będą wymagały wymiany tradycyjnych statków na statki elektryczne.