Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

W pełni elektryczny prom na horyzoncie

Duńska wyspa Ærø, położona na Morzu Bałtyckim, jest jedną z niewielu wysp, która nie jest połączona mostem ze stałym lądem. Jest przez to uzależniona od promów samochodowych. Ale Ærø wyróżnia jeszcze jedno: cel osiągnięcia stuprocentowej neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla do 2025 r. Mimo znacznych postępów, takich jak zbudowanie kompleksowej infrastruktury zasilanej energią słoneczną i wiatrem, zależność wyspy od konwencjonalnych promów pasażerskich i samochodowych stanowi dużą przeszkodę w realizacji zamierzonego celu.
W pełni elektryczny prom na horyzoncie
Żeby ją pokonać, w ramach finansowanego przez UE projektu E-ferry (Prototype and full-scale demonstration of next generation 100 % electrically powered ferry for passengers and vehicles) prowadzone są prace nad zaprojektowaniem, skonstruowaniem i zaprezentowaniem w pełni elektrycznego, bezemisyjnego promu samochodowego i pasażerskiego. Nowoczesny prom będzie w stanie pokonać dystans 22 mil morskich (ok. 40 km) na jednym ładowaniu, czyli odległość siedem razy dłuższą niż inne promy elektryczne na świecie.

O szczegóły projektu zapytaliśmy jego koordynatora, Trine Heinemanna.

Jaki jest główny cel projektu?

Celem projektu jest pokazanie, że ekologiczna alternatywa może przynosić korzyści ekonomiczne operatorom flot promowych oraz zapewniać skuteczną obsługę pasażerów. Nasz prototyp jest prawie gotowy i wkrótce zostanie oddany do eksploatacji. Gdy to nastąpi, będziemy mogli powiedzieć, że stworzyliśmy w pełni elektryczny prom, który nie tylko przewyższa istniejące promy elektryczne pod względem pokonywanego dystansu na jednym ładowaniu i pojemności akumulatora, ale także oferuje alternatywne rozwiązania dla niektórych wyzwań i przeszkód, które do tej pory zniechęcały operatorów do inwestowania w napęd elektryczny.

W jaki sposób ładuje się E-ferry?

Podczas codziennej eksploatacji prom będzie cumował tylko przez ok. 20–25 minut, czyli czas potrzebny na załadowanie samochodów i towarów oraz zabranie pasażerów. Jest zatem kluczowe, żeby ładowanie zaczynało się jak najszybciej i trwało do ostatniej chwili przed odpłynięciem promu.

Stacja ładowania E-ferry może zasilić statek mocą maksymalnie 4,4 MW prądu stałego, jest też w pełni automatyczna, więc ładowanie zaczyna się w momencie, gdy statek zacumuje do rampy. W projekcie wybraliśmy system ładowania znajdujący się na rampie, zamiast na nabrzeżu, żeby uwzględnić fakt, że położenie statku w doku zawsze zależy od fal, warunków pogodowych i ciężaru ładunku. Jako że rampa porusza się praktycznie tak samo jak statek, oznacza to, że złącze męskie na rampie powinno zawsze połączyć się ze złączem żeńskim na statku, bez względu na fale, pogodę czy stan załadowania.

Czy mógłby nam Pan opowiedzieć więcej o akumulatorze?

Duża pojemność baterii akumulatorów jest niezbędna do zapewnienia, by E-ferry mógł kursować z częstotliwością do siedmiu kursów dziennie. Duży rozmiar nie jest problemem dla baterii akumulatorów użytkowanych na lądzie, ale zastosowanie na morzu wiąże się z szeregiem wyzwań. Na przykład akumulatory są ciężkie, więc większa pojemność oznacza większy ciężar. Akumulatory na pokładzie E-ferry ważą ok. 56 ton. Większy ciężar oznacza z kolei więcej energii potrzebnej do eksploatacji statku.

Jak rozwiązaliście ten problem?

Prototyp E-ferry został zaprojektowany z myślą o redukcji ciężaru i oszczędzaniu energii. Na przykład kadłub i nadbudowa statku zostały zaprojektowane tak, aby zmniejszać opór pod i nad powierzchnią wody. Dzięki temu statek jest długi i relatywnie smukły, a kabiny dla pasażerów i załogi są niewielkich rozmiarów. Ponadto tam, gdzie się dało, wykorzystaliśmy lekkie materiały, np. meble na mostku i pokładzie wykonane są z makulatury. Kolejnym rozwiązaniem kluczowym dla zmniejszenia ciężaru jest specjalnie zaprojektowany układ napędowy, który jest niewielki i lekki: waży tylko 750 kg w przypadku największego silnika napędowego.

Jesteśmy też w stanie osiągnąć znaczną redukcję ciężaru poprzez ładowanie instalacji elektrycznej statku prądem stałym zamiast prądem przemiennym, który zazwyczaj dostarcza sieć lądowa. Baterie akumulatorów zasilane prądem stałym muszą jednak dokonywać konwersji pomiędzy siecią lądową a akumulatorami, do czego potrzebne są napędy, konwertery, filtry i urządzenia sterujące, które zazwyczaj umieszcza się na statku. W przypadku E-ferry prąd jest konwertowany na lądzie, a statek doładowywany jest prądem stałym. Oznacza to, że wiele dużych i ciężkich komponentów potrzebnych do konwersji można umieścić na lądzie zamiast na statku, co w rezultacie pozwala znacznie zredukować jego ciężar.

Akumulatory mogą być łatwopalne. Jak podeszliście do problemu zagrożenia pożarem?

Po prostu zaprojektowaliśmy baterię akumulatorów przeznaczoną specjalnie do zastosowania na morzu. W jej skład wchodzi pianowa instalacja gaśnicza, która automatycznie uwolni pianę organiczną na konkretną część akumulatora, gdy dojdzie do potencjalnego przegrzania w jednym z 840 akumulatorów na statku. Piana nie tylko zgasi ogień w danym akumulatorze, ale także ochłodzi sąsiednie akumulatory, żeby powstrzymać proces przegrzania całej baterii.

Czego możemy się spodziewać, gdy E-ferry zostanie zwodowany?

E-ferry będzie symbolem przełomowego podejścia dla połączeń promowych średniego zasięgu. Po pierwsze oczekujemy, że E-ferry pozwoli ograniczyć emisje o 2000 ton CO2, 41 500 kg NOx i 1350 kg SO2 rocznie w porównaniu do konwencjonalnych promów o tej samej pojemności. Będzie też cichszy i będzie pozostawiał mniejszy ślad torowy, dzięki czemu jeszcze bardziej zmniejszy swój wpływ na środowisko. Poprawi również jakość życia osób mieszkających w okolicy portów, a także pasażerów i załogi promu.

Źródło: Wywiad zamieszczony w magazynie Research*eu (nr 77)

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę