پیشرانه‌های بادی با هدف کاهش مصرف سوخت در خدمت صنعت کشتیرانی

اختصاصی مانا- صنعت کشتیرانی روز به روز در حال پیشرفت است. کاهش گاز‌های گلخانه‌ای و کم کردن تأثیرات حرکت کشتی‌ها بر محیط زیست دریایی براساس قوانین بین‌المللی امروزه به دغدغه صاحبان حمل‌ونقل و مدیران شرکت‌هایی که نقش خدمات رسانی دارند، تبدیل شده است تا ضمن بالا رفتن سرعت کاهش آلودگی‌ها کارایی صنعت کشتیرانی را بهبود بخشد.

در این میان دیدگاه‌های دولت‌ها، نگرش‌های اجتماعی و تلاش‌های نظارتی با هدف کاهش تأثیرات زیست‌محیطی صنعت دریایی، در حال تغییر و نوسان است. در همین حال تولیدکنندگانی که سابقۀ زیادی در بخش‌های صنعتی دریایی دارند، بر تجربیات طولانی خود تکیه می‌کنند تا در کنار مسئولان و صاحبان خطوط کشتیرانی گام‌هایی را در ارتباط با کربن زدایی بردارند.

در این راستا شرکت‌های زیادی با‌سابقه بیش از یک قرن در خط مقدم نیروی محرکه دریایی فعالیت می‌کنند. از طراحی و ساخت اولین موتور دیزل تا انطباق سیستم‌های سنتی با فنّاوری‌های پیشرانه سبزتر، تا بدین ترتیب نیاز‌های در حال تغییر یک صنعت در حال تحول را برآورده کنند.

در کنار این فعالیت‌ها پیشرانه‌های بادی که نقش مؤثری در کاهش مصرف سوخت دارند از سال ۱۹۷۰ میلادی به بعد مطرح شدند، اما متأسفانه مورد توجه چندانی قرار نگرفتند تا این که با تصویب قانون ۲۰۲۰ IMO این سیستم نیز در کنار سوخت‌های جایگزین توجه همگان را جلب کرد، زیرا کم هزینه‌ترین فنّاوری است که به کمک باد باعث صرفه‌جویی در سوخت می‌شود.

بیارن فولداگر، معاون ارشد و رئیس تجارت MAN Energy Solutions در این زمینه می‌گوید: امروزه بیش از نیمی از کشتی‌هایی که در تجارت جهانی در‌یایی نقش اصلی دارند به موتور‌های این شرکت مجهز می‌باشند. این شرکت در حال حاضر به  تولید موتور‌های پیشرفته دو و چهار زمانه، سیستم‌های پیشرانه هیبریدی و فنّاوری‌های تصفیه اگزوز می‌پردازد که همگی برای افزایش کارایی عملیاتی و عملکرد بهینه کشتی‌ها  طراحی شده‌اند.

با این توضیحات اخیراً کارشناسان شرکت توجه خود را بر استفاده از پیشرانه‌های بادی معطوف کرده‌اند که بر‌اساس مهار نیروی باد استوار است. این سیستم به خوبی قادر است از کاهش انتشار کربن و کم کردن مصرف سوخت دفاع  کند.

هماهنگی با حمل‌ونقل مدرن

عملکرد این سیستم نشان می‌دهد که فنّاوری نیروی محرکه بادی می‌تواند با عملیات حمل‌و‌نقل مدرن هماهنگ باشد.

بدین ترتیب باید گفت بادبان‌های روتور یک قرن است که وجود داشته‌اند، اما اکنون به عنوان یک راه‌حل عملی در حال ظهور هستند. نکته جالب این جاست که ابتدا تصور می‌شد این پیشرانه‌ها صرفاً در کشتی‌های فله‌بر قابل استفاده است در حالی‌که در تمام کشتی‌ها  قابل نصب و راه اندازی است.

اینک برخی از تصمیم گیران صنعت کشتیرانی در دوراهی انتخاب سیستم‌های پیشران جایگزین و سوخت‌های جایگزین قرار دارند در حالی‌که هر دو به عنوان مکمل هم در خدمت کربن زدایی قرار دارند.

پیشرانه‌های بادی که برای مهار نیروی باد به عنوان نیروی محرکه کمکی طراحی شده‌اند، تلاقی تخصص مهندسی و سازگاری عملیاتی را نشان می‌دهند. بادبان‌ها می‌توانند مصرف سوخت و انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را کاهش دهند و سیستم‌های استقرار انعطاف پذیری از جمله پیکربندی‌های تاشو و نصب شده روی ریل را ارائه دهند.

بسیاری از کارشناسان و صاحبان کشتی اعتقاد دارند نصب این نوع فنّاوری در کنار سوخت‌های جایگزین در انواع کشتی‌ها حیاتی است. با پیشرفت در طراحی و ساخت، این پیشرانه در کمتر از ۲۳ روز تکمیل می‌شوند، که نشان‌دهندۀ نقش نیروی بادی برای تأثیرگذاری فوری است.

دیدگاه متفاوت با اهداف مشابه

شرکت‌های سازنده از دیدگاه‌های متفاوتی به فنّاوری نیروی محرکه بادی می‌نگرند، اما اهداف مشابهی دارند. هدف آنها نه تنها بهبود کارایی و انتشار گاز‌های گلخانه‌ای امروزی است، بلکه به پایداری بلندمدت نیز متعهد هستند. این تعهدی است که با دیدگاه‌های اجتماعی در حال تحول در مورد نظارت بر محیط زیست و هدف IMO برای حمل‌و‌نقل خالص تا سال ۲۰۵۰ میلادی مطابقت دارد.

این تمرکز بر پایداری در مقطع زمانی مهم برای صنعت کشتیرانی با فشار‌های نظارتی فزاینده و فشار جمعی برای کربن زدایی توسط مقامات منطقه‌ای و بین‌المللی  صورت می‌گیرد.

بسیاری از ذی‌نفعان منتظر‌ند تا ببینند این تغییرات در کاهش میزان مصرف سوخت چه چیزی را در پی خواهد داشت. به هر حال شرکت‌های آینده‌نگر در حال نشستن بر سر میز مذاکره و کمک به تدوین قوانینی هستند که نه تنها تأثیر مطلوبی بر محیط‌زیست خواهد داشت، بلکه برای صنعت کشتیرانی نیز نیز معنادار است.

تطبیق با استاندارد‌ها

همکاری با انجمن‌های طبقه‌بندی مانند Lloyd’s Register و DNV تضمین می‌کند که پیشرانه‌های بادبانی استاندارد‌های ایمنی و عملیاتی دقیقی را رعایت می‌کنند. در مواردی که ممکن است این استاندارد‌ها وجود نداشته باشد، شرکت‌های سازنده در حال توسعه آنها است و در این راستا با نهاد‌های نظارتی برای تسهیل انطباق با اقداماتی مانند EEDI (شاخص طراحی بازده انرژی) و EEXI (شاخص کشتی موجود بازده انرژی) همکاری می‌کنند.

از سوی دیگر شرکت‌ها تلاش دارند تا میزان صرفه جویی در سوخت را توسط پیشرانه‌ها از میزان ۱۰ درصد فعلی بالاتر ببرند؛ که بدون شک این کار با بکارگیری فنّاوری‌های پیشرو عمل می‌شود.

سوخت‌های جایگزین با سطح دقیق خود مواجه هستند. برای مثال آمونیاک بسیار سمی است. MAN Energy Solutions به‌عنوان سازنده‌ای پیشگام در موتور‌های دارای آمونیاک، همواره در تلاش است تا اطمینان حاصل کند که اقدامات ایمنی قوی از جمله سنسورها، لوله‌های دوجداره و تهویه سیستم نه تنها نصب شده‌اند، بلکه توسط انجمن‌های طبقه‌بندی و نهاد‌های نظارتی مورد نیاز است.

MAN نه تنها نوآوری را هدایت می‌کند، بلکه از تغییرات سیاستی حمایت می‌کند که کربن‌زدایی را تسریع می‌کند، و IMO را وادار می‌کند تا اقدامات مشخصی را برای دستیابی به اهداف کربن‌زدایی خود تا سال ۲۰۲۵ میلادی تعریف کند. مکانیسم جهانی CO۲ برای حمل‌ونقل برای دوام بخشیدن به سوخت‌های سبز و فنّاوری‌های کارآمد ضروری است.

بدین‌ ترتیب افزایش تقاضا برای پیشرانه‌های بادی باعث شد که شرکت Anemoi  با همکاری شرکت MAN Energy Solutions  ظرفیت تولید خود را به ۷۵ واحد در سال افزایش دهد. این شرکت زنجیرۀ تأمین جهانی خود را ساده‌تر کرده است. همراه با شیوه‌های نصب کارآمد می‌تواند پیشرانه‌های مورد نیاز کارخانجات کشتی‌سازی را برای ساخت کشتی تأمین کند. همچنین از حداقل زمان توقف کشتی در طول مقاوم‌سازی اطمینان حاصل کند.

در پایان باید به این نکته اشاره کرد دیجیتالی شدن سنگ بنای استراتژی در تولید موتور‌آلات و پیشرانه‌های بادی است. بدین ترتیب با  ابزار‌های تکمیلی  و محدود کردن تعمیر و نگهداری غیر‌ضروری از طریق نظارت بر شرایط و کاهش مصرف سوخت از طریق فنّاوری‌های پیشرفته کنترل موتور، کارایی کشتی را بیشتر می‌کنند.

مترجم: بهاره قهرمانی

منبع: energy.gov