Καράβια που θα… φορτίζονται από το ηλεκτρικό δίκτυο, θα αξιοποιούν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ή θα χρησιμοποιούν διάφορες μορφές ιστίων, για να εκτελούν τα δρομολόγιά τους με ελάχιστους ρύπους. Τέτοια σενάρια μελετούν ερευνητές από τη σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών του Μετσόβιου Πολυτεχνείου, στοχεύοντας στον δραστικό περιορισμό της χρήσης του ντίζελ ναυτιλίας στις θαλάσσιες μεταφορές.
Πιο συγκεκριμένα, στο πλαίσιο του προγράμματος Marinelive, που έχει ξεκινήσει από τον Δεκέμβριο του 2010 και στο οποίο συντονιστής είναι το Μετσόβιο Πολυτεχνείο, οι Ελληνες επιστήμονες σε συνεργασία με Ευρωπαίους συναδέλφους τους ερευνούν μία σειρά από τεχνολογίες, για να διαπιστώσουν ποιες από αυτές θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα Πλήρως Εξηλεκτρισμένα Πλοία, δηλαδή σε επιβατηγά και φορτηγά σκάφη τα οποία θα καλύπτουν τις ενεργειακές τους ανάγκες αποκλειστικά με ρεύμα.
«Το βασικό χαρακτηριστικό αυτών των πλοίων θα είναι ο κινητήρας τους, ο οποίος θα περιστρέφει τις προπέλες λειτουργώντας με ρεύμα, σε αντίθεση με τις μηχανές εσωτερικής καύσης που χρησιμοποιούν σήμερα τα περισσότερα πλοία», λέει στην «Κ» ο δρ Ιωάννης Προυσαλίδης, αναπληρωτής καθηγητής στο ΕΜΠ και υπεύθυνος του έργου. Ετσι, το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας που θα είναι αποθηκευμένη στο καράβι, ή θα παράγεται εν πλω, θα δαπανάται για την προώθηση του σκάφους. «Τα πλοία ονομάζονται πλήρως εξηλεκτρισμένα, επειδή και όλα τα υπόλοιπα συστήματά τους θα χρησιμοποιούν ρεύμα – όπως οι αντλίες, οι συμπιεστές ή ο κλιματισμός», συμπληρώνει.
Προτεραιότητα των επιστημόνων είναι να μελετήσουν κατ’ αρχάς νέες εξελιγμένες ηλεκτρικές μηχανές, ή συστήματα ηλεκτρικής πρόωσης όπως ονομάζονται πιο αυστηρά. «Παρόλο που η ηλεκτροκίνηση είναι σήμερα αρκετά ανεπτυγμένη, αφού εφαρμόζεται ήδη σε αυτοκίνητα και τρένα, στην περίπτωση των πλοίων οι ηλεκτρικές μηχανές θα πρέπει να είναι πολύ πιο ισχυρές, ενώ ταυτόχρονα θα καταλαμβάνουν λίγο όγκο και θα έχουν μικρό βάρος», προσθέτει ο κ. Προυσαλίδης. Ιδιαίτερα χαρακτηριστικά στα οποία, σύμφωνα με τον αναπληρωτή καθηγητή, μπορούν να γίνουν σημαντικές βελτιώσεις.
Εξίσου μεγάλες βελτιώσεις μπορούν επίσης να γίνουν και στις μεθόδους που θα εξασφαλίζουν το ρεύμα που χρειάζεται ένα τέτοιο πλοίο. Κατ’ αρχάς ως προς την αποθήκευση της ενέργειας με την οποία αυτό θα ανεφοδιάζεται όταν θα «πιάνει» λιμάνι και συνδέεται στο ηλεκτρικό δίκτυο, αξιοποιώντας τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στον τομέα των ηλεκτρικών μπαταριών. Επειδή οι μπαταρίες δεν μπορούν να εξασφαλίσουν την απαραίτητη αυτονομία σε ένα καράβι, η έρευνα επεκτείνεται επιπλέον και σε ηλεκτρογεννήτριες οι οποίες θα παράγουν ρεύμα εν πλω, «καίγοντας» φυσικό αέριο ή ακόμη και ντίζελ ναυτιλίας, το οποίο όμως θα περνά από κατάλληλες διεργασίες για να απελευθερώνει ελάχιστους ρύπους.
«Επίσης εξετάζουμε πώς τα ηλεκτρικά πλοία θα μπορούσαν να εκμεταλλευθούν και ανανεώσιμες πηγές όπως ο ήλιος, εγκαθιστώντας φωτοβολταϊκά», επισημαίνει ο υπεύθυνος του έργου. Μέχρι την ολοκλήρωση του έργου, οι επιστήμονες θα έχουν ελέγξει μέσω δοκιμών σε προσομοιωτή στο ΕΜΠ ποιες τεχνολογίες θα αποτελέσουν τη βάση για τα «ηλεκτρικά» σκάφη του αύριο. «Παράλληλα, χάρις στην τεχνογνωσία που θα έχουν αποκτήσει οι ερευνητές και οι φοιτητές της Σχολής, φιλοδοξούμε το Πολυτεχνείο να μετατραπεί σε κέντρο αριστείας στον συγκεκριμένο τομέα», καταλήγει ο κ. Προυσαλίδης.
Σχέδια και από το πολεμικό ναυτικό
Εκτός από οικονομικότερα στη λειτουργία και λιγότερο ρυπογόνο, τα πλήρως εξηλεκτρισμένα πλοία υπόσχονται και άλλα πλεονεκτήματα. Ειδικότερα, ο κινητήρας τους θα εξασφαλίζει μεγαλύτερη δυνατότητα για πραγματοποίηση ελιγμών, πολύ καλύτερο έλεγχο της ταχύτητας και λιγότερο θόρυβο. Ακόμη πιο σημαντικό είναι ότι οι ηλεκτρικές μηχανές έχουν πολύ μικρότερο μέγεθος από τις μηχανές ντίζελ, με συνέπεια ένα ηλεκτρικό φορτηγό πλοίο να έχει περισσότερο ωφέλιμο χώρο απ’ ό,τι ένα συμβατικό καράβι ίδιων διαστάσεων. Επίσης οι ηλεκτροκινητήρες φθείρονται πολύ λιγότερο με τη χρήση, με συνέπεια τα σκάφη να είναι πιο αξιόπιστα και να χρειάζονται λιγότερα συχνά συντήρηση.
Αυτά τα πλεονεκτήματα ώθησαν το πολεμικό ναυτικό πολλών χωρών του ΝΑΤΟ να ξεκινήσουν ερευνητικά πρότζεκτ για την ανάπτυξη ηλεκτρικών πολεμικών πλοίων. Μάλιστα, στην πραγματικότητα οι έρευνες για στρατιωτικές εφαρμογές άρχισαν πριν από περίπου 15 χρόνια, πριν ακόμη υπάρξει ερευνητικό ενδιαφέρον για εμπορικά σκάφη που θα βασίζονται στην ηλεκτρική ενέργεια για να μεταφέρουν εμπορεύματα ή επιβάτες. Ενα τέτοιο πρότζεκτ έχει ξεκινήσει από το 2002 το πολεμικό ναυτικό των ΗΠΑ, στο πλαίσιο της κοινοπραξίας Electric Ship Research and Development Consortium (ESRDC), στην οποία συμμετέχουν αμερικανικά ιδρύματα όπως το MIT και το πανεπιστήμιο Ρurdue.
Μικρότερη κατανάλωση, λιγότεροι ρύποι
Επειδή ο ηλεκτρισμός είναι πιο διαχειρίσιμος από τις άλλες μορφές ενέργειας, οι ειδικοί στη ναυτιλία συμφωνούν πως αυτός ο καινούργιος τύπος σκαφών θα έχει μικρότερη κατανάλωση και, κατά συνέπεια, λιγότερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Εξάλλου, ο Διεθνής Οργανισμός Ναυτιλίας σχεδιάζει να επιβάλει για ορισμένες κατηγορίες σκαφών συγκεκριμένες προδιαγραφές για τον μέγιστο αριθμό ρύπων που εκπέμπουν. Σε συνδυασμό με τη μείωση των λειτουργικών εξόδων, αυτό είναι το κίνητρο πίσω από την απόφαση ορισμένων ναυτιλιακών εταιρειών να παραγγείλουν μέσα στην επόμενη τριετία τα πρώτα καράβια, κυρίως φορτηγά μεταφοράς υγροποιημένου αερίου (LNG), τα οποία θα διαθέτουν ηλεκτρικούς κινητήρες.
Ποιο νόημα έχει όμως ένα πρόγραμμα σαν το Marinelive, τη στιγμή που τα πρώτα ηλεκτρικά σκάφη βρίσκονται προ των πυλών; «Ο δικός μας στόχος είναι ουσιαστικά να μελετήσουμε τα ηλεκτρικά σκάφη της επόμενης γενιάς, ώστε να βρούμε καλύτερες λύσεις από αυτές που θα εφαρμοστούν άμεσα και οι οποίες θα έχουν να κάνουν είτε με εντελώς νέες τεχνολογίες είτε με βελτιώσεις των τεχνολογιών που θα χρησιμοποιηθούν στα καράβια τα οποία έχουν ήδη προγραμματισθεί να ναυπηγηθούν», απαντά ο κ. Προυσαλίδης. Γι’ αυτό, τα συστήματα που θα ερευνήσουν οι επιστήμονες είναι κυρίως πειραματικά και προέρχονται είτε από τα ίδια τα επιστημονικά κέντρα και τις επιχειρήσεις που συμμετέχουν στο έργο είτε από άλλους ερευνητές.
Ετσι, το Μarinelive θα βοηθήσει ώστε τα πλήρως εξηλεκτρισμένα πλοία που θα διαδεχθούν την «πρώτη» γενιά να είναι πιο «πράσινα» και να έχουν ακόμη μικρότερη κατανάλωση. Λόγος που έκανε την Ευρωπαϊκή Ενωση να χρηματοδοτήσει το πρόγραμμα με 1,94 εκατομμύρια ευρώ, προκρίνοντας το Marinelive, μαζί με 13 ακόμα έργα, μεταξύ 254 προτάσεων που είχαν υποβληθεί από όλη την Ευρώπη.