Ο κλάδος της ναυτιλίας θεωρείται υπεύθυνος για ένα τεράστιο μέρος της μόλυνσης του περιβάλλοντος, με κύριο υπαίτιο το γεγονός ότι αρκετά πλοία κινούνται με ορυκτά καύσιμα. Οι νέοι κανόνες για τα καύσιμα με περιορισμένη περιεκτικότητα σε θείο σίγουρα σμιλεύουν, αλλά δεν εξαλείφουν το πρόβλημα.
Είναι χαρακτηριστικό ότι οι συνολικές εκπομπές ρύπων από τη ναυτιλία αποτελούν την 6η μεγαλύτερη πηγή μόλυνσης, παγκοσμίως. Το 2018 μάλιστα ήταν μια χρονιά σταθμός όσον αφορά τον επιβαρυντικό ρόλο της ναυτιλίας στο περιβάλλον, καθώς οι συνολικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου από τη ναυτιλία ενισχύθηκαν κατά 9,6% και διαμορφώθηκαν σε 1,076 δισ. τόνους έναντι 977 εκατ. τόνων το 2012.
Αυτό αποτέλεσε ένα ηχηρό «καμπανάκι» ενόψει των στόχων που έχουν τεθεί για το 2030 και το 2050, χρονιά κατά την οποία ο minimum στόχος είναι η μείωση των εκπομπών κατά τουλάχιστον 50% από τα επίπεδα του 2008.
Βέβαια μια διαδρομή έχει ήδη γίνει. Σύμφωνα με ανάλυση της Royal Dutch Shell, τα διαθέσιμα στοιχεία της βιομηχανίας υποδηλώνουν βελτίωση της έντασης ρύπων CO₂ στον παγκόσμιο στόλο μεταξύ 2008 και 2018 από 20% έως 40%. Πιο συγκεκριμμένη είναι η μελέτη του ΙΜΟ Fourth Greenhouse Gas Study (2020), η οποία καταλήγει σ’ ένα ενδιάμεσο νούμερο βελτίωσης από το 2008 κατά 30% με βάση τον δείκτη ενεργειακής απόδοσης (EEOI).
Όποιο και από τα δύο ποσοστά και αν ισχύει, είναι γεγονός ότι η ναυτιλία έχει καταφέρει μια πρώτη μείωση των ρύπων.
Αυτό επιτεύχθηκε με την εισαγωγή μεγαλύτερων πλοίων, την βελτίωση του μηχανικού σχεδιασμού κύτους και επί του σκάφους, την εισαγωγή ψηφιακών τεχνολογιών που επιτρέπουν καλύτερη και βελτιωμένη διαχείριση της ταχύτητας του πλοίου και τον παροπλισμό παλαιότερων και άρα λιγότερο αποδοτικών πλοίων.
Ο δρόμος όμως που πρέπει να διανυθεί είναι μακρύς ακόμα και πέραν του τεχνικού και επιχειρησιακού επιπέδου, νομοτελειακά η μετάβαση της ναυτιλίας σε «γραμμές» μηδενικών ρύπων άνθρακα εξαρτάται σε πολύ μεγάλο βαθμό από τα ναυτιλιακά καύσιμα.
Η πρόσφατη μελέτη του νορβηγικού νηογνώμονα DNV GL μας δίνει τις πρώτες εκτιμήσεις όσον αφορά ποια καύσιμα αναμένεται να δώσουν στη ναυτιλία το πολυπόθητο μηδενικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα μέχρι το 2050.
Η μελέτη εξετάζει 15 διαφορετικούς τύπους καυσίμων και 10 τεχνολογικά συστήματα καυσίμων και καταλήγει στο συμπέρασμα ότι τη δεδομένη χρονική στιγμή είναι δύσκολο να εντοπιστούν «σαφείς νικητές», όμως κάποιοι τύποι καυσίμων δείχνουν να έχουν το προβάδισμα.
Μια από τις πιο σημαντικές παρατηρήσεις της έκθεσης είναι ότι το LNG κερδίζει σημαντικό μερίδιο στην αγορά, μέχρι τουλάχιστον οι κανονισμοί να γίνουν πιο αυστηροί το 2030 ή το 2040.
Τα Bio-MGO, e-MGO, bio-LNG και e-LNG αναδύονται λοιπόν ως καύσιμα για τα υπάρχοντα πλοία, ενώ μέχρι το 2050 η e-αμμωνία, η μπλε αμμωνία και η βιομεθανόλη αναμένεται να αποκτήσουν ισχυρό μερίδιο στην αγορά, καθώς θεωρούνται ως τα περισσότερο υποσχόμενα καύσιμα με ουδέτερο αποτύπωμα άνθρακα, αλλά σε μακροπρόθεσμο ορίζοντα.
Όσον αφορά το πράσινο υδρογόνο η συγκεκριμμένη μελέτη πιστεύει ότι η χρήση του θα είναι σχετικά περιορισμένη, αφενός λόγω της τιμής του και αφετέρου του επενδυτικού κόστους για τον κινητήρα και τα συστήματα του καυσίμου. Ωστόσο, επισημαίνεται, ότι το πράσινο υδρογόνο έμμεσα θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο ως δομικό στοιχείο για την παραγωγή άλλων καυσίμων με ουδέτερο αποτύπωμα άνθρακα, όπως η e-αμμωνία, η μπλε αμμωνία και η e-μεθανόλη.
Πόσο αμφιλεγόμενος είναι τελικά ο πρωταγωνιστικός ρόλος του υδρογόνου;
Η στήλη πιστεύει ότι ο κύβος δεν ερρίφθει ακόμα όσον αφορά τον πρωταγωνιστικό ή όχι ρόλο του υδρογόνου στην ναυτιλία. Και από ότι φαίνεται ούτε η ΕΕ, η οποία επιχορήγησε με 8 εκατ. ευρώ την νορβηγική πρωτοβουλία για τη ναυπήγηση πλοίου καύσης περιβαλλοντικά ουδέτερου υδρογόνου.
Το «Topeka», θα λειτουργεί με μπαταρία ισχύος 1.000 kilowatts/ώρα καθώς και με ειδική κυψέλη υδρογόνου, γεγονός που θα το καθιστά περιβαλλοντικά ουδέτερο. Θα μεταφέρει φορτία μεταξύ των λιμένων της Νορβηγίας και την παράδοση περιβαλλοντικά ουδέτερου υδρογόνου σε αποθήκες καυσίμων κατά μήκος της ακτογραμμής της Νορβηγίας.
Το εν λόγω εγχείρημα χαίρει και της υποστήριξης του ενεργειακού κολοσσού Equinor, ο οποίος αναφέρει ότι το πλοίο θα αποτελέσει γέφυρα για την ομαλότερη και αποτελεσματικότερη ενεργειακή μετάβαση της ναυτιλίας.
Το υδρογόνο πράγματι μπορεί να έχει ένα λαμπρό μέλλον στη ναυτιλία.
Χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες στα υποβρύχια και τους πυραύλους ως καύσιμο, κυρίως ως καθαρή διαθέσιμη πρώτη ύλη παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ,άρα και ηλεκτροπρόωσης.
Η υβριδική τεχνολογία των πλοίων μπορεί να συμπεριλάβει την ηλεκτροπρόωση σε συνεργασία με τις νέες dual μηχανές biodiesel και LNG, που ανταποκρίνονται και στους κανονισμούς εκπομπών θείου, αλλά και στα νέα καύσιμα e-Fuels. Τόσο οι Νορβηγοί όσο και οι Γάλλοι και οι Ιταλοί έχουν αποδείξει την δυνατότητα εφαρμογής του υδρογόνου.
Εταιρείες όπως η φιλανδική Wartsila, η γερμανική Siemens, η ιταλική Τransfluid, οι ιαπωνικές η Toyota και Honda -με την πρώτη να έχει αναπτύξει το Energy Observer, το πρώτο σκάφος στον κόσμο που πλέει με ηλεκτρική ενέργεια από κυψέλες καυσίμου τις οποίες εξελίσσει η Toyota για μελλοντική χρήση στη ναυσιπλοΐα- η νοτιοκορεάτικη Huyndai, μαζί με εταιρείες παροχής ενέργειας, όπως για παράδειγμα η Royal Dutch Shell, διαθέτουν μεγάλα κονδύλια έρευνας για τις ναυτιλιακές εφαρμογές του υδρογόνου και των κυψελών καυσίμου (fuel cells).
Ειδικά όσον αφορά τις τελευταίες, ένα από τα μεγαλύτερα ναυπηγεία στον κόσμο η Samsung Heavy industries και η αμερικανική Bloom Energy συνεργάζονται ώστε να αναπτύξουν κυψέλες καυσίμων σε υπάρχοντα πλοία μέχρι το 2022, ενώ η σουηδο-ελβετική πολυεθνική ABB, «βλέπει» τη ναυτιλία μικρών αποστάσεων ως την πρώτη που θα υιοθετήσει τη τεχνολογία κυψελών καυσίμου.
Να αναφέρουμε ότι το υδρογόνο έχει την αποδοχή και την θετική ψήφο του 65% των συμμετεχόντων στην κοινή έκθεση της Shell με την Deloitte « All Hands on Deck report», που αποτυπώνει την βιομηχανική άποψη όσον αφορά την ενεργειακή μετάβαση της ναυτιλίας.
Γιατί «ψηφίζουμε» το πράσινο υδρογόνο ως μελλοντικό ναυτιλιακό καύσιμο
Η πρωταγωνιστική θέση πιστεύουμε ότι εν τέλει θα καταληξει στο «πράσινο» υδρογόνο, το οποίο να υπενθυμίσουμε ότι παράγεται μέσω ηλεκτρόλυσης του νερού, η οποία λειτουργεί από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), οδηγείται απευθείας ή μέσω δεξαμενών αποθήκευσης στις κυψέλες καυσίμου και μετατρέπεται χημικά, άρα άνευ θερμικής καύσης, σε ηλεκτρική ενέργεια.
Δεν είναι μόνο οι μηδενικές εκπομπές ρύπων που προσδίδουν στο πράσινο υδρογόνο αυξημένες πιθανότητες να επικρατήσει στο τέλος ως η ιδανική λύση για την ναυτιλία.
Το μεγάλο του προσόν είναι η ενεργειακή πυκνότητα. Η ενέργεια που κρύβει μέσα του είναι πολλαπλασίως μεγαλύτερη ως προς το βάρος σε σχέση με οποιοδήποτε άλλο καύσιμο. Ακριβώς αυτή η ενεργειακή πυκνότητα μπορεί να του δώσει το διαβατήριο να αντικαταστήσει μεγάλο μέρος συστοιχιών μπαταριών.
Τι σημαίνει αυτό σε απλά ελληνικά; Oτι θα αντικαταστήσει το τεράστιο βάρος των μπαταριών ενός εξηλεκτρισμένου πλοίου με πολύ ελαφρύτερα fuell cells ίσης ή και μεγαλύτερης ακόμα απόδοσης από τις μπαταρίες!
Συμπερασματικά, η στήλη ενστερνίζεται την άποψη ότι οι κυψέλες καυσίμου που λειτουργούν με καθαρό υδρογόνο έχουν αυξημένες πιθανότητες ν’αντικαταστήσουν σύντομα όλους τους κινητήρες εσωτερικής καύσης και θα συμπληρώνουν μαζί με τις μπαταρίες- ή ξεχωριστά -όλες τις υβριδικές εφαρμογές πρόωσης των πλοίων.
Η γέφυρα του LNG
Όμως, οι παραπάνω τεχνολογίες θέλουν χρόνο μέχρι να τελειοποιηθούν και να εφαρμοστούν ευρέως.
Μέχρι τότε, το LNG μπορεί να βοηθήσει τη ναυτιλία στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, καθώς είναι το καθαρότερο καύσιμο που διατίθεται σήμερα σε σημαντικές ποσότητες.
Σε σύγκριση με το βαρύ μαζούτ, από την εξόρυξη έως την καύση, το LNG μειώνει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου έως και 21% για δίχρονους κινητήρες αργής ταχύτητας και έως 15% για τετράχρονους κινητήρες μεσαίας ταχύτητας.
Πιο συγκεκριμμένα το LNG μειώνει σημαντικά τη ρύπανση από τα οξείδια του αζώτου και τα σωματίδια σε σύγκριση με τα συμβατικά καύσιμα πλοίων, ενώ μειώνει τις εκπομπές οξειδίων του θείου κατά περισσότερο από 90%.
Μια από τις εταιρείες που αντιλήφθηκε πρώτη την αυξημένη σημασία του LNG για την ναυτιλία τα προσεχή χρόνια είναι η Royal Dutch Shell, η οποία πέραν της εξερεύνησης, παραγωγής, διύλισης, διανομής και εμπορίου πετρελαίου και φυσικού αερίου, έχει επίσης σημαντικές δραστηριότητες σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των βιοκαυσίμων, υδρογόνου, ηλιακής και αιολικής ενέργειας.
Ένα μάλιστα από τα «κοσμήματα» της εταιρείας είναι το Pearl GTL, ήτοι το μεγαλύτερο εργοστάσιο στον κόσμο που μετατρέπει το φυσικό αέριο σε καθαρότερα καύσιμα και λιπαντικά, συμβάλλοντας στην κάλυψη της αυξανόμενης ζήτησης παγκοσμίως για καθαρότερη ενέργεια.
Η τεχνολογία shell-gas-to-liquid (GTL) μετατρέπει το φυσικό αέριο σε υψηλής ποιότητας υγρά προϊόντα που διαφορετικά θα κατασκευάζονταν από αργό πετρέλαιο. Ταυτόχρονα το εργοστάσιο αποτελεί πρότυπο, καθώς είναι το μεγαλύτερο στον κόσμο για την ανάκτηση, επεξεργασία και επαναχρησιμοποίηση νερού βιομηχανικής επεξεργασίας.
Επιστρέφοντας στη ναυτιλία, σύμφωνα με τη μοντελοποίηση της Shell, εαν ένα πλοίο χρησιμοποιεί υψηλής απόδοσης κελί καυσίμου LNG σε συνδυασμό με την υιοθέτηση άλλων ενεργειακώς αποδοτικών τεχνολογιών, θα μπορούσε ενδεχομένως να μειώσει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου έως και 80%.
Υπάρχουν περισσότερα από 75 λιμάνια με υποδομή ανεφοδιασμού LNG παγκοσμίως και η Shell στοχεύει να διπλασιάσει το δικό της δίκτυο τροφοδοσίας LNG μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 2020.
Αυτό που κάνει το LNG ξεχωριστό είναι ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε κυψέλες καυσίμου, καθώς αποτελεί το μοναδικό καύσιμο που διατίθεται σήμερα για να βοηθήσει στην προώθηση αυτής της κρίσιμης τεχνολογίας.
Με αυτόν τον τρόπο, η ναυτιλία, ενώ αναπτύσσεται η διαθέσιμη κλίμακα και η παγκόσμια υποδομή εφοδιασμού για υδρογόνο και αμμωνία, θα μπορέσει μέσω του LNG να βάλει ταυτόχρονα τα θεμέλια για τα καύσιμα του αύριο, εξασφαλίζοντας άμεση μείωση εκπομπών σήμερα. (σ.σ: Ως καύσιμο, το υδρογόνο μπορεί να μετατραπεί σε χρήση με κυψέλες καυσίμου ‘fuel-agnostic’ που έχουν αναπτυχθεί με την χρήση LNG).
Σε αυτό το νέο ναυτιλιακό τοπίο η Shell πιστεύει ότι μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο και στην τεχνολογία, την υποδομή και παραγωγή υδρογόνου.
Οι κυψέλες καυσίμου είναι το κλειδί
Οι κυψέλες καυσίμου αποτελούν κατά την άποψη της Shell τη βασική τεχνολογία για το ξεκλείδωμα της χρήσης των μελλοντικών ναυτιλιακών καυσίμων.
Οι κυψέλες καυσίμου, που χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή καυσίμου σε ηλεκτρική ενέργεια, θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν την τεχνολογία κινητήρα εσωτερικής καύσης, καθώς μπορούν να βελτιώσουν την απόδοση μετατροπής ενέργειας σε πάνω από 60% και εάν η «σπατάλη» θερμότητας αξιοποιηθεί , η αποδοτικότητα μπορεί να φτάσει ως το 80%.
Αυτή ακριβώς η αποδοτικότητα συνεπάγεται μειωμένη ανάγκη για σημαντική βοηθητική μονάδα παραγωγής ενέργειας, γεγονός που κατά την Shell θα μπορούσε να οδηγήσει σε βελτιωμένο σχεδιασμό πλοίων με επιπλέον χώρο για φορτίο.
Οι κυψέλες καυσίμου έχουν επίσης το πλεονέκτημα ότι μπορούν να λειτουργήσουν με διάφορα καύσιμα, όπως το υδρογόνο ή η αμμωνία, τα οποία, εάν παράγονται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, θα έχουν ως αποτέλεσμα μηδενικές εκπομπές.
Το κόστος βέβαια είναι ένα θέμα, καθώς οι κυψέλες καυσίμου είναι πιο ακριβές από τους κινητήρες εσωτερικής καύσης .
Η Shell ισχυρίζεται ότι υπάρχει η δυνατότητα η τεχνολογική εξέλιξη να μας οδηγήσει πολύ γρήγορα σε βελτίωση του κόστους, ενώ μέχρι τότε, το κόστος μπορεί να αντισταθμιστεί εν μέρει από το γεγονός ότι οι κυψέλες καυσίμου έχουν ανταγωνιστικό κόστος λειτουργίας μόλις εγκατασταθούν, καθώς έχουν πολύ λίγα «κινούμενα» μέρη. Ως εκ τούτου, οι απαιτήσεις συντήρησης θα είναι πολύ χαμηλές σε σύγκριση με εκείνες των κινητήρων εσωτερικής καύσης.
Αποποίηση Ευθύνης
Το υλικό αυτό παρέχεται για πληροφοριακούς και μόνο σκοπούς. Σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να εκληφθεί ως προσφορά, συμβουλή ή προτροπή για την αγορά ή πώληση των αναφερόμενων προϊόντων. Παρόλο που οι πληροφορίες που περιέχονται βασίζονται σε πηγές που θεωρούνται αξιόπιστες, καμία διασφάλιση δε δίνεται ότι είναι πλήρεις ή ακριβείς και δεν θα πρέπει να εκλαμβάνονται ως τέτοιες.
