Porty muszą przygotować się do obsługi statków z żaglami i rotorami. Oldendorff i Norsepower ogłosiły w lutym br. zawarcie porozumienia w sprawie wykorzystania rotorów w celu redukcji emisji CO2 przez masowiec eksploatowany przez niemieckiego armatora. Norsepower Rotor Sails pozwoli na wykorzystanie technologii napędu wiatrowego i zmniejszenie zużycia paliwa w czasie podróży. Przy dobrych wiatrach można nawet liczyć na zmniejszenie emisji CO₂ do 30%.

Jak wygląda statek wykorzystujący wiatr do wspierania tradycyjnego napędu mogliśmy niedawno przekonać się w Porcie Gdynia. Pyxis Ocean (229 m długości, 32 m szerokości, 12,8 m zanurzenia) został obsłużony przy nabrzeżu terminalu masowego HES Gdynia Bulk Terminal. Zamontowane na statku żagle i skrzydła mają za zadanie wykorzystać siłę wiatru do wspierania silników wysokoprężnych. Dzięki zastosowaniu zainstalowanych na burcie układów WindWings 80-tysięcznik spala nawet o jedną piątą paliwa mniej – twierdzi armator statku, firma Cargill. O wizycie statku w Porcie Gdynia pisaliśmy na łamach GospodarkaMorska.pl.

Rotor na masowcu

Oldendorff i Norsepower postanowiły zastosować inne rozwiązanie. Statek Dietrich Oldendorff (235 m długości, 38 m szerokości, zanurzenie – 9,3 m) ma zostać wyposażony w trzy żagle Norsepower Rotor Sails o wymiarach 24 m x 4 m. Od  połowy 2024 r. jednostka powinna być już użytkowana w relacjach handlowych. Statek będzie przewoził ładunki masowe na szlaku handlowym z Północnego Pacyfiku do Azji.

„Rotor Sail firmy Norsepower to radykalnie zmodernizowana, cyfrowa wersja rotora Flettnera. Wykorzystuje minimalną ilość energii elektrycznej statku do aktywnego obracania cylindrycznych wirników na pokładzie statku” – wyjaśnia firma projektowa. Rotacja wraz z wiatrem zagęszcza powietrze za żaglem i wytwarza potężny ciąg, oszczędzając paliwo i redukując emisję.

To nie jedyny ekologiczny akcent tego rozwiązania. Norsepower podkreśla, że ogromne, wirujące rotory są częściowo wyprodukowane z około 342 tys. plastikowych butelek.

Zaproponowane firmie rozwiązanie jest już sprawdzone. Rotor tej konstrukcji jest używany przez operatorów statków od około 10 lat.

W rzeczywistych warunkach rotory przepracowały ponad 310 tys. godzin na statkach obsługiwanych przez kilka znanych firm żeglugowych. Operatorzy wyliczyli, że w tym czasie udało się zapewnić redukcję emisji CO2 o ponad 21 tys. ton. Montaż rotorów na Dietrich Oldendorff odbędzie się w II kwartale 2024 roku.

Torsten Barenthin, dyrektor ds. badań i rozwoju w Oldendorff stwierdził:

– Jesteśmy niezwykle zainteresowani zmniejszeniem zużycia paliwa i emisji poprzez wykorzystanie siły wiatru za pomocą rozwiązania Norsepower Rotor Sails, sprawdzonego, energooszczędnego produktu.

– Oldendorff to wymarzony klient Norsepower pod wieloma względami: firma rodzinna z tradycjami, działająca w branży od ponad 100 lat i posiadająca obecnie około 700 statków – mówił po podpisaniu kontraktu Tuomas Riski, dyrektor generalny Norsepower. – Oldendorff sprawia, że ekologiczna żegluga staje się dziś rzeczywistością i jest najlepszym partnerem, jakiego możemy mieć na naszej drodze do transportu zeroemisyjnego. Z całego serca cieszę się z zaangażowania Oldendorff w misję Norsepower polegającą na dekarbonizacji żeglugi i nie mogę się doczekać kolejnych możliwości współpracy! – podkreślił Riski.

Mniej CO2 o 30%

Działające już rozwiązania pozwalają na określenie efektywności użytego napędu. „Wiemy, że żagle Rotor Sails firmy Norsepower mogą obniżyć emisję CO₂ i zwiększyć oszczędność paliwa w połączeniu z optymalizacją rejsu” – podkreśla firma konstrukcyjna. Przeprowadzone badania pozwalają na udzielenie odpowiedzi na pytanie o to, ile dokładnie można osiągnąć wykorzystując konstrukcję nowoczesnego żagla lub rotoru.

Takie badania przeprowadzono na zbiornikowcu zbudowanym przez Sumitomo Heavy Industries Marine & Engineering. Norsepower informuje, że badania mają na celu wprowadzenie żeglugi o zerowej emisji dwutlenku węgla. W czasie badań udało się określić ilościowo potencjalną emisję CO2 i oszczędność paliwa wynikającą z zainstalowania wirnika Flettnera na zbiornikowcu skonstruowanym w Sumitomo Heavy Industries Marine & Engineering.

Statek z rotorami dla Airbusa

„Korzystając z technologii cyfrowych bliźniaków i wyrafinowanego modelowania stanu morza, nasz zespół ekspertów wykazał redukcję emisji o 28% podczas rejsu przez Atlantyk między Nowym Jorkiem a Amsterdamem, przy czym optymalizacja rejsu wniosła 12%, a technologia żagli wirowych zapewniła resztę” – podkreśla firma konstrukcyjna.

Norsepower wyliczył, że „średnia redukcja emisji CO2 na sześciu różnych trasach globalnych wyniosła 19%, przy czym optymalizacja podróży przyczyniła się do zmniejszania emisji o 10%”.
Również w lutym br. francuski armator Louis Dreyfus Armateurs SAS (LDA) i fiński Norsepower Oy Ltd ogłosiły, że technologia Norsepower Rotor Sail zostanie zainstalowana na nowej flocie RoRo zapewniającej niższą emisję spalin. Statki będą czarterowane przez Airbusa.

– Każdy z nowych niskoemisyjnych statków, które będą wykorzystywane do transportu podzespołów samolotów dla Airbusa, będzie napędzany sześcioma 35-metrowymi instalacjami Rotor Sails firmy Norsepower oraz dwoma silnikami dwupaliwowymi zasilanymi olejem napędowym i e-metanolem – informuje Norsepower.

Ponadto zastosowane zostanie oprogramowanie wyznaczające trasy rejsów. W ten sposób operator zoptymalizuje podróż statków przez Atlantyk, maksymalizując wykorzystanie napędu z wiatru i unikając oporu powodowanego przez niekorzystne warunki oceaniczne.

– Chociaż IMO wyznaczyła ambitne cele, mające na celu doprowadzenie żeglugi do zera netto, napęd wiatrowy jest uważany za realny element zrównoważonego koszyka energetycznego dla statków morskich. Jesteśmy dumni, że możemy uczestniczyć w transformacji energetycznej poprzez naszą współpracę z Norsepower, aby oferować innowacyjne rozwiązania i wprowadzać zmiany w sposób zrównoważony – powiedział Mathieu Muzeau, dyrektor generalny ds. transportu i logistyki w Louis Dreyfus Armateurs.

Żegluga z wiatrem i pod kontrolą komputera

Armator zapowiada, że „do 2030 r. na trasie transatlantyckiej nowa flota będzie generować o około 50% mniej emisji CO2 w porównaniu z 2023 r. Żagle wirnikowe będą wyposażone w zupełnie nowy, opatentowany system NPSCTM”.

Rozwiązanie Norsepower umożliwia pomiar siły wiatru w czasie rzeczywistym, monitorowanie oszczędności paliwa oraz raportowanie działań operacyjnych statku.  System informatyczny umożliwia sterowanie każdym rotorem.

Optymalizuje to wydajność poprzez zarządzanie złożonymi interakcjami aerodynamicznymi pomiędzy rotorami i hydrodynamicznym zachowaniem statku. Aby zoptymalizować rozmieszczenie i konstrukcję rotorów, na etapie projektowania przeprowadzono szeroko zakrojone testy obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) i testy w tunelu aerodynamicznym.
Masowe wprowadzanie statków z rotorami i żaglami stawia przed portami nowe wyzwania. Mimo że urządzenia są składane, to stanowią na pokładzie statku dodatkową instalację, którą musi uwzględnić operator urządzeń załadunkowych lub rozładunkowych.

Rotor lub żagiel to dziś skomplikowane urządzenie techniczne z licznymi sterownikami i siłownikami. Trzeba mieć świadomość, że nie są to układy seryjne i każde uszkodzenie wymagać będzie remontu w stoczni posiadającej specjalistyczne wyposażenie i kompetencje.