06.05.2023
Πηγή: ΕφΣυν – Ένθετο: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ σελ. 12
Άρθρο του Ιωάννη Κ. Χατζηγεωργίου,
Kαθηγητή της Σχολής Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών ΕΜΠ,
Aντιπρύτανη Ερευνας και Διά Βίου Εκπαίδευσης ΕΜΠ
Η ναυτιλία είναι αδιαμφισβήτητα βασικός πυλώνας της παγκόσμιας οικονομίας. Ωστόσο, όπως κάθε ανθρώπινη δραστηριότητα, επιδεινώνει και αυτή, από την πλευρά της, το φαινόμενο του θερμοκηπίου λόγω των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα (CO2). Οσον αφορά τη ναυτιλία, οι εκπομπές CO2 παρουσιάζουν αύξηση 70% σε σχέση με τα επίπεδα του 1990. Με σκοπό τη μείωση αυτών των εκπομπών, ο Διεθνής Ναυτιλιακός Οργανισμός (International Maritime Organization – IMO) απαιτεί την τήρηση κανονισμών, οι οποίοι αυστηροποιούνται συνεχώς.
Το τρέχον πλαίσιο στοχεύει σε μείωση τουλάχιστον 50% των συνολικών εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου μέχρι το 2050 σε σύγκριση με το 2008. Ταυτόχρονα, για την αύξηση της αποδοτικότητας των θαλάσσιων μεταφορών, προβλέπεται η μείωση εκπομπών CO2 κατά τουλάχιστον 30% μέχρι το 2030, έχοντας ως τιμή-στόχο το 70% μέχρι το έτος 2050.
Για την επίτευξη των παραπάνω στόχων, ο IMO επικεντρώνεται κυρίως στους εξής βασικούς πυλώνες: στα εναλλακτικά βιοκαύσιμα, στη βελτιστοποίηση των θαλάσ σιων διαδρομών σε συνάρτηση με την ταχύτητα πλεύσης, στις τεχνολογίες ανάκτησης της απορριπτόμενης θερμότητας, καθώς και στις τεχνολογίες ανανεώσιμης ενέργειας.
Η μεγαλύτερη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου (περισσότερο από 80%) αναμένεται να προέλθει από τη χρήση εναλλακτικών καυσίμων. Η πράσινη αμμωνία (ΝΗ3) και το πράσινο υδρογόνο (Η2) αναγνωρίζονται ως τα καλύτερα υποψήφια καύσιμα γι’ αυτή τη μετάβαση. Η χρήση τους σε μηχανές εσωτερικής καύσης ή σε κυψέλες καυσίμου για την κίνη ση ηλεκτρικών μηχανών αποτελεί αντικείμενο εκτενούς μελέτης τόσο στα πανεπιστήμια/πολυτεχνεία όσο και στις κατασκευάστριες εταιρείες. Παρ’ όλο που το υδρογόνο έχει μεγαλύτερη ερμογόνο
ικανότητα σε σύγκριση με την αμμωνία, η τελευταία μπορεί να αποθηκευτεί ευκολότερα, οδηγώντας σε σημαντική μείωση του αποθηκευτικού χώρου που χρειάζεται το καύσιμο που καταναλώνουν οι μηχανές του πλοίου. Από την άλλη όμως πλευρά, αέρια του θερμοκηπίου τα οποία είναι παράγωγα της αμμωνίας όπως υποξείδια ή οξείδια του αζώτου (Ν2Ο, ΝΟx) απαιτούν ειδικά συστήματα μετεπεξεργασίας, αυξάνοντας, φυσικά, το κόστος χρήσης της αμμωνίας ως βασικού καυσίμου.
Τα βιοκαύσιμα διαθέτουν επίσης τη δυναμική για να ανταποκριθούν στα κριτήρια που θέτει ο ΙΜΟ, δεδομένου ότι μπορούν να εκμεταλλευτούν τις υπάρχουσες υποδομές και την ώριμη τεχνολογία των πλοίων μεταφοράς υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG). Συνδυαζόμενο με ορυκτό LNG σε ποσοστό 20%, το Βιο-LNG μπορεί να καλύψει έως και το 16% των συνολικών ενεργειακών αναγκών για τη ναυτιλία μέχρι το 2030, με
το ποσοστό αυτό να υπερβαίνει το 60% μέχρι το 2050.
Ο δεύτερος πυλώνας στον οποίο στοχεύει η στρατηγική του ΙΜΟ βασίζεται κυρίως στη βελτιστοποίηση της κατανάλωσης καυσίμου σε συνάρτηση με την ταχύτητα πλεύσης, καθώς και στη βελτιστοποίηση της διαχείρισης των στόλων. Εχει αποδειχθεί ότι τα συστήματα απόκτησης δεδομένων και διαχείρισης ενέργειας για τα πλοία μπορούν να μειώσουν την κατανάλωση καυσίμου σε ποσοστό 5%-10%, ενώ η βελτιστοποίηση της ταχύτητας και των θαλάσσιων οδών πλεύσης μπορεί να οδηγήσει σε περαιτέρω μείωση που αγγίζει το 3%.
“Η μεγαλύτερη μείωση
των εκπομπών αερίων
του θερμοκηπίου
(περισσότερο από 80%)
αναμένεται να προέλθει
από τη χρήση εναλλακτικών
καυσίμων”
Οι τεχνολογίες ανάκτησης της απορριπτόμενης θερμότητας μπορούν επίσης να συνδράμουν στη μετάβαση προς την πράσινη ναυτιλία μέσω εξοικονόμησης ενέργειας η οποία κατ’ εκτίμηση μπορεί να ανέλθει σε 3%-8%. Η εκτιμώμενη θερμότητα που απορρίπτεται από τα καυσαέρια και το νερό ψύξης της κύριας μηχανής του πλοίου αντιστοιχεί στο 35% περίπου της συνολικής κατανάλωσης καυσίμου. Με βάση τον τύπο του πλοίου και τις ιδιαίτερες ανάγκες του, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες τεχνολογίες για την παραγωγή ωφέλιμης ενέργειας (π.χ. ηλεκτρισμού, ωφέλιμης θερμότητας) με χρήση της απορριπτόμενης θερμότητας.
Τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας θα μπορούσαν επίσης να αποτελέσουν εναλλακτικές μεθόδους κάλυψης σημαντικών αναγκών των πλοίων. Χαρακτηριστικότερο των παραδειγμάτων είναι τα φωτοβολταϊκά συστήματα, αν και η δυναμικότητά τους είναι σχετικά μικρή στα πλοία δεδομένης της μεγάλης επιφάνειας που απαιτούν για την εγκατάστασή τους, η οποία γενικά δεν είναι διαθέσιμη στα περισσότερα είδη πλοίων.
Τέλος, υποστηρικτικά στην πορεία μετάβασης προς την πράσινη ναυτιλία μπορούν να λειτουργήσουν και οι εφαρμογές «ηλεκτροδότησης ελλιμενισμένων πλοίων» (Shore Side Electricity – SSE). Συγκεκριμένα, μέσω της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας προς τα ελλιμενισμένα πλοία από τις χερσαίες δομές, αποφεύγεται η χρήση ιδίων μέσων τα οποία αναπόφευκτα οδηγούν σε σημαντικές εκπομπές CO2. Οι τρέχουσες πρωτοβουλίες για την επέκταση των τεχνολογιών SSE περιλαμβάνουν χρήση ανανεώσιμης ενέργειας που παράγεται από «χερσαία» συστήματα (φωτοβολταϊκά, ανεμογεννήτριες, σταθμούς βιομάζας και υδροηλεκτρικούς σταθμούς). Στο ίδιο πλαίσιο, ακόμη και η χρήση του υφιστάμενου χερσαίου εθνικού δικτύου μπορεί να λειτουργήσει καταλυτικά και ευεργετικά προς τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου αφού η βασική παραγωγή γίνεται μέσω ανανεώσιμης ενέργειας και η συμμετοχή των ορυκτών καυσίμων στο ενεργειακό μίγμα μειώνεται συνεχώς.
