Energetska revolucija na moru: Vjetar ponovno postaje poželjno sredstvo za pogon brodova

Autor:

Srđan Kurajica, Wind Challenger Project

Vjetar je bio pogonsko sredstvo koje je stoljećima nosilo jedrenjake svjetskim morima, no pojava pouzdanijih i snažnijih pogona izgurala ga je iz komercijalne pomorske industrije. Ipak, nova tehnološka rješenja pokazuju da taj obnovljivi izvor energije nije zauvijek zaboravljen

Proizvođači brodova i brodarske kompanije itekako prate kretanja cijene energenata, a želja da smanje troškove i pritom umanje vlastitu stopu emisije CO2 natjerala ih je da se ponovno vrate kroćenju vjetra jedrima. Da sve brodove na svijetu predstavimo kao jednu državu, bila bi to šesta država na svijetu po količini ispusta stakleničkih plinova. Kako bi se smanjile te štetne emisije i očuvale zalihe skupih fosilnih goriva, inženjeri teretnih brodova sada se okreću najstarijem izvoru energije na svijetu – vjetru. Nova plovila, koja uglavnom još postoje samo na crtaćim pločama ili u obliku prototipa, nisu nimalo nalik gracioznim škunama i galijama iz davne prošlosti.

Vjetar je bio pogonsko sredstvo koje je stoljećima nosilo jedrenjake svjetskim morima, no pojava pouzdanijih i snažnijih pogona izgurala ga je iz komercijalne pomorske industrije. Ipak, nova tehnološka rješenja pokazuju kako taj obnovljivi izvor energije nije zaboravljen zauvijek. Tako je prošle godine zaplovio i prvi brod za rasuti teret na svijetu pogonjen čvrstim jedrom i novom tehnologijom nazvanom Wind Challenger. Prošlog proljeća na sajmu pomorstva u Japanu Tokijsko sveučilište predstavilo je model pod nazivom UT Wind Challenger. Taj brod ima devet jarbola od kojih je svaki visok 50 metara s pet krutih jedara izrađenih od aluminija i plastike pojačane vlaknima. Jedra su šuplja, dizajnirana tako da se tijekom lošeg vremena ili za vrijeme sidrenja teleskopski uvlače. A tu je i stometarski teretni brod od 2700 metričkih tona koji je osmislila tvrtka B9 Shipping (izgovara se “benign”, što u prijevodu znači “dobroćudno”) u sklopu B9 Energy Group iz Sjeverne Irske. Svaki od njegova tri jarbola uzdiže se 55 metara u visinu, poput zgrade od 14 katova. Pogoni ga kombinacija vjetra i motor Rolls Roycea na biogorivo, što znači da uopće ne upotrebljava fosilna goriva. Model broda B9 testiran je u lipnju na engleskom Sveučilištu u Southamptonu.

Da sve brodove na svijetu predstavimo kao jednu državu, bila bi to šesta država na svijetu po količini ispusta stakleničkih plinova

Tu je i brod Shofu Maru dužine 235 metara, u vlasništvu japanske kompanije Mitsui O.S.K. Lines koji je u pogon pušten krajem prošle godine. Prije toga je obavio i svoju prvu službenu komercijalnu plovidbu stigavši u luku u australskom Newcastleu. Otprilike u isto vrijeme porinut je i supertanker New Aden, izgrađen u Kini, koji također koristi tehnologiju čvrstog jedra za pogon.

Za razliku od onih kakve koriste jedrenjaci, većina ovih golemih brodova koriste rotirajuća jedra koja rade na principu Magnusovog učinka. Ovaj fizikalni fenomen može se primijetiti kod rotirajućih objekata, kada zbog aerodinamičkog otpora dolazi do bržeg protoka zraka s jedne strane i razlike u tlakovima. Objekt iz ovog razloga nastavlja kretanje u smjeru nižeg tlaka. Najbolje primjere Magnusovog učinka moguće je vidjeti u nogometu, kad se prilikom snažnih felšanih udaraca čini kao da su igrači „potukli zakone fizike“.

Prošle godine zaplovio je i prvi brod za rasuti teret na svijetu pogonjen čvrstim jedrom i novom tehnologijom nazvanom Wind Challenger. FOTO: Wind Challenger Project

Rotirajuća jedra rade na istom principu, samo što ova 30-metarska čuda snižavaju potrošnju broda za 10-ak posto. Najveći brodar na svijetu, danski Maersk, već koristi rotirajuća jedra na svojim tankerima, a kompanija ih planira instalirati na desetke svojih brodova. WSJ piše kako Maersk godišnje na gorivo troši tri milijarde dolara pa bi se ušteda od deset posto, čak i na dijelu flote od 164 tankera, itekako osjetila. Rotirajuća jedra i nisu tako jeftina za instalaciju. Ipak, cijena od dva milijuna eura po sustavu vrlo brzo se vrati kroz uštede u transportu.

Osim ove tehnologije, tu je i ona koju je usavršila tvrtka SkySails iz Hamburga. Tvrtka osnovana 2001. godine već nekoliko godina prodaje automatizirane zmajeve za vuču teretnih brodova. Zmaj veličine 325 četvornih metara SkySailsa nalik je divovskom krilu za padobransko jedrenje, a ispaljuje se s pramca broda te ga vuče naprijed pri pogodnom vjetru. Iz te tvrtke tvrde da se, ovisno o uvjetima vjetra, potrošnja goriva može smanjiti između 10 i 35 posto. SkySails je postavio svoje goleme zmajeve na šest brodova, a Cargill, jedan od najvećih svjetskih brodarskih prijevoznika, najavio je planove instalacije najnovije tehnologije SkySailsa na svoj brod Aghia Maina već ove godine.

Makarska Sailing Crew na jedrilici ‘Makarska’ koja je nabavljena prošle godine, a riječ je o prototipu „Dragon FLY“ slavnog talijanskog dizajnera Valicellija. FOTO: Srđan Kurajica

Nekoliko čimbenika potiče ova i slična nastojanja. Od kolovoza 2022. se od brodova u sjevernoameričkim vodama zahtijeva korištenje goriva s manjim izgaranjem sumpora, a to gorivo stoji 60 posto više od uobičajenog. I Međunarodna pomorska organizacija Ujedinjenih naroda polako uvodi ograničenja vezana uz emisije stakleničkih plinova komercijalnih brodova. Istodobno cijena goriva za tankere, koja predstavlja najveći operativni trošak svih plovila, vrtoglavo raste, pa je tako u posljednjih deset godina to gorivo poskupjelo 600 posto. No niti jedno od vjetrovnih rješenja koja se trenutno razmatraju ne zamjenjuje brodski motor u potpunosti, već ga samo nadopunjuje. Također, energija vjetra nije praktična za velika plovila poput kontejnerskih brodova koji plove brže od 15 čvorova, a palubu upotrebljavaju za smještaj tereta. Međutim, pogodna je za brodove u kategoriji od 2700 do 9100 metričkih tona, a takvih je oko 10.000, odnosno jedna petina ukupnog broja teretnih brodova na svijetu.Vjetar je jedan od niza tehnoloških rješenja koja se razmatraju u nastojanju da se smanje troškovi i štetni ispusti. Među njima su zamjena tradicionalnog goriva prirodnim plinom, aerodinamičan dizajn trupa, dodavanje pročišćivača ispusnih plinova ili sporije izgaranje i ispuštanje plinova. No vlasnici brodova nisu uvijek ti koji plaćaju gorivo, često to čine unajmljivači. Stoga nema previše poticaja da se pokrene ulaganje kojim bi se uštedjela energija ako vlasnik od toga nema financijske koristi. Tehnologija vjetra za moderne teretne brodove stara je četvrt stoljeća. Naime, 1986. godine kapetan D. C. Anderson iz tvrtke Earth Ship Limited usavršio je teretni brod od 3200 metričkih tona ugradivši na njega pomoćni sustav na vjetrovni pogon pod nazivom Comsail. “Kad je sve bilo savršeno, znao je uštedjeti zapanjujućih 35 posto goriva” sjeća se on. No nakon što je te godine cijena nafte naglo pala, vlasnik broda Carib Alba odstranio je jarbole kapetana Andersona i time oštro prekinuo obećavajući eksperiment nakon čak 363 dana uspješnih testiranja. No sada kineski Mitsui O.S.K. Lines najavljuje da će nastaviti s izgradnjom modernih teretnih “jedrenjaka”, primarno namijenjenih, pomalo ironično, prijevozu ugljena ili drvenih peleta. Rade i na tehnologiji rotirajućih jedara pa procjenjuju da bi ugradnja i jednog i drugog sustava mogla klasičnim teretnim brodovima smanjiti potrošnju dizelskog goriva do 20 %.

Jedrilica ‘Makarska’ primjer je kako tehnologija može konstrukcijom jedrilica iskoristiti vjetar, što se zatim u posljednje vrijeme počelo koristiti i na puno većim brodovima

Pitanje je koliko su na te i slične izazove spremni domaći brodari. Nažalost, osim Jadrolinijinog pokušaja s trajektima na električni pogon, nema drugih naznaka za promjenu na moru. Ono što postoji je nekoliko jedrilica za sportsko jedrenje koje su sagrađene od posebnih materijala i mogu poslužiti kao test za poboljšanje tehnologije za veće brodove. Jedna od tih jedrilica je i jedrilica “Makarska”, koja je nabavljena prošle godine, a riječ je o prototipu „Dragon FLY“ slavnog talijanskog designera Valicellija, dužine trupa 12,70 metara, širine 5,60 metara, s vrhom jarbola na 19 metara iznad morske razine. Jedrilicu Makarska koriste članovi Makarska Sailing Crewa koji čine iskusni jedriličari: Branko Miloš, Prvenko Bušelić, Domagoj Lončar, Dinko Brkulj, Antonio Širić, Nikola Mihaljević, Zoran Jurasović, Denis Iljukić, Toni Mladinov, Mladen Kovačević, Krunoslav Boban i Marin Kušar, a ponekad se posada prigodno i proširi prijateljima. Kako ističu jedrilica Makarska je pravi primjer kako tehnologija može konstrukcijom jedrilica iskoristiti vjetar, što se zatim u posljednje vrijeme počelo koristiti i na puno većim brodovima. Naime, trup, jarbol i deblenjaci “Makarske” napravljeni su od karbonskog kompozita, a jedra su također od modernih materijala poput karbona, kevlara ili folije. Jedrilica je neobičnog dizajna jer krila široko postavljena na trupu daju dinamičku stabilnost jedrilici putem razmještaja posade, ali i putem vodenog balasta koji se nalazi u „krilima“. Cijela jedrilica je projektirana da se smanje otpori zraka i naročito vode pa je vrlo uzak trup u vodi, a širok iznad vodene linije što razmještajem posade i upotrebom pokretnog balasta/vode u krilima, putem sistema vodenih pumpi, daje dodatnu stabilnost i time omogućava korištenje veće kvadrature jedara na određenom vjetru, što za konačnu posljedicu ima veću energetsku učinkovitost, odnosno veću brzinu.

Kako kaže jedan od članova Makarska Sailing Crewa Domagoj Lončar, cilj ekipe je, osim primarno regatnog jedrenja, prema mogućnostima, promovirati jedrenje i aktivan način života s morem i na moru u što će pokušati uključiti što je moguće šire lokalnu zajednicu, pa postoje i planovi o suradnji s lokalnim udrugama. On je želio naglasiti i kako je kroz povijest stoljećima za pogon na moru korištena energija vjetra te da su “clipperi” kao „savršeni jedrenjaci“ dio stoljetnog tehnološkog razvoja s materijalima i znanjem koje je bilo dostupno. Lončar kaže i da je do osvještavanja problema koji nose goriva u upotrebi na moru – dizel, a posebno na većim brodovima mazut – došlo u nekoliko posljednjih desetaka godina, te se sve više svjetsku pomorsku trgovinu i putnički promet pokušava dovesti u eco-friendly okvire te dodaje: “Sada se ‘izmišljaju’ stari izumi ili se počinju primjenjivati stvarni izumi stari 10-30 godina, ali ne kao dio osmišljenog plana ekološke ekonomije nego upravo iz industrije zabave i sporta. U svijetu sportskog jedrenja tehnologija popraćena ozbiljnom znanošću postoji, ogroman fond znanja postoji, projekti jedrilica su super precizni i tehnološki skoro mogu parirati svemirskoj tehnologiji. Samo je pitanje vremena kada će ekonomija početi ozbiljno koristiti sve ono što jedriličari već znaju i sve to, ili veći dio znanja i tehnologije, primijeniti u komercijalnom pomorskom prometu.”

Komentari

Morate biti ulogirani da biste dodali komentar.