تتم حوالي 80 في المائة من التجارة العالمية في البضائع عن طريق البحر، لكن 98.8 في المائة من السفن لا تزال تستخدم الوقود الأحفوري، وفقًا لمنظمة الأمم المتحدة للتجارة والتنمية. وهذا يعني أنه من الأهمية بمكان جعل هذه الصناعة المهمة أكثر استدامة إذا أردنا تحقيق أهداف صافي الانبعاثات الصفري.
تعمل شركة Norsepower الفنلندية الناشئة على تطوير الأشرعة. وهي ليست كتلك الأشرعة التي تراها على المراكب الشراعية.
فهي تصنع أشرعة دوّارة وأعمدة دوّارة طويلة تستخدم تأثير ماغنوس. وهي نفس القوة التي تتيح للاعبي كرة القدم ركل الكرة وجعلها تلتف في الهواء.
تعمل المحركات الكهربائية على جعل الدوّارات تدور. وعندما تصطدم الرياح بالدوّارات من الجانب، تتولد قوة في الأمام، مما يساعد على دفع السفينة إلى الأمام. ويجب أن يكون الدفع الأمامي أكبر بكثير من الطاقة المطلوبة لتدوير الدوّارات.
يقول جاركو فاينامو، مدير العمليات في شركة Norsepower: “تُعد سفن الشحن سوقنا الرئيسية”. “وقد قمنا أيضًا بتركيب أشرعتنا على سفن الركاب. ويمكننا تركيبها على متن سفينة قديمة، ولكنها تعمل بصورة أفضل على السفن ذات الهياكل المصممة خصيصًا لاستخدام طاقة الرياح.”
تقليل التكاليف والانبعاثات
سفينة Chinook Oldendorff، وهي سفينة يمكنها حمل أكثر من 100,000 طن، ومزودة بثلاثة أشرعة دوّارة من Norsepower.
الصورة: Norsepower
يعتمد أداء الأشرعة الدوّارة كما هو الحال مع الأشرعة القماشية التقليدية، على ظروف الرياح والتعامل الصحيح مع المعدات. وعادةً ما تكون الأشرعة الدوّارة مكملة للمحركات الموجودة، أما عندما تكون الظروف مثالية، فيمكن للأشرعة الدوّارة وحدها دفع السفينة.
يقول فاينامو: “عادةً ما تقلل الأشرعة الدوّارة من استخدام الوقود والانبعاثات بنسبة تتراوح بين 5 و20 في المائة”. “ونحن بصدد العمل على سفينة نقل من طراز Airbus ستحتوي على 6 أشرعة ومن المتوقع أن تحقق توفيرًا بنسبة 50%. ومؤخرًا، كان لدينا سفينة فرنسية تزن 50,000 طن من الحمولة الساكنة تبحر بسرعة ثماني عُقد باستخدام شراعين دوّارين فقط.”
يؤدي خفض استخدام الوقود إلى خفض التكاليف، مما يجعل الأشرعة الدوّارة مقنعة لمالكي السفن. كما أن اللوائح الأكثر صرامة مثل التوجيهات البحرية الخاصة بالوقود في الاتحاد الأوروبي تزيد من الطلب على حلول الطاقة النظيفة.
ويضيف فاينامو قائلاً: “نعتقد أن 20,000 سفينة حول العالم يمكن أن تستفيد من الأشرعة الدوّارة.” “إن هذه صناعة يحتمل أن تصل قيمتها إلى 60 مليار يورو.”
الإبحار السلس باستخدام البطاريات
أحد موظفي Wärtsilä يعمل في ساحة الإنتاج في مركز التكنولوجيا المستدامة التابع للشركة في فاسا على الساحل الغربي الفنلندي.الصورة: Wärtsilä
تطورت محركات السيارات من استخدام الوقود الأحفوري إلى المحركات الهجينة وصولاً إلى المحركات الكهربائية بالكامل. والأمر ذاته يحدث في مجال النقل البحري، وتأتي شركة Wärtsilä الفنلندية في خضام هذه الثورة. تأسست شركة Wärtsilä في عام 1834، وتركز على صناعات الطاقة والصناعات البحرية.
يقول تورستن بوسو، مدير الأعمال التجارية للأنظمة الكهربائية وأنظمة الطاقة في Wärtsilä Marine: “إن الإقبال على هذه التكنولوجيا هائل.” “وقد سلمنا بالفعل أكثر من 100 سفينة تعمل بالبطاريات.”
في حين أن الأشرعة الدوّارة تعمل بشكل أفضل في ظل الرياح المستمرة في رحلات منتصف المحيط، إلا أن البطاريات تحظى برواج كبير بين مجموعة متنوعة من السفن التي تجوب المياه الساحلية والمسارات الأقصر. وتشمل سفن الرحلات البحرية، وعبّارات السيارات، وسفن الشحن، وقوارب العمل في الموانئ. كما أن هناك فئة متزايدة من السفن الكهربائية هي سفن Ropax، وهي سفن ركاب وعبّارات مركبات مدمجة. وعادةً ما تُشاهَد هذه الرحلات في المسارات بين هلسنكي وستوكهولم، السويد، أو تالين، إستونيا.
يقول بوسو: “لقد عملنا مؤخرًا مع شركة Finnlines على سفينة Ropax جديدة مزودة بنظام طاقة هجين وبقدرة تخزين طاقة تبلغ 5 ميجاوات.” “يمكن أن تستخدم المحركات الكهربائية للمناورة في الميناء أو عندما تكون على مقربة من اليابسة، مثلاً، وتستخدم المحركات العادية عندما تكون في عرض البحر.”
كيفية الوصول إلى صافي الانبعاثات الصفري بحلول عام 2050
أكبر سفينة كهربائية في العالم، وهي عبّارة سريعة جديدة بطول 130 مترًا تخدم مسار بين الأرجنتين وأوروغواي، تحتوي على نظام دفع كهربائي يعمل بالبطاريات ونفاثات مائية من Wärtsilä.الصورة: Incat Tasmania/Wärtsilä
إن الهدف النهائي، بالطبع، ليس مجرد الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، بل التخلص منه تمامًا. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام السفن الكهربائية بالكامل، إذا كانت البطاريات تُشحن بالكهرباء المولدة من مصادر متجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية والمائية. وقد قامت Wärtsilä بالفعل بتزويد نظام الدفع الكهربائي الخاص بها للعديد من السفن الكهربائية بالكامل، وتعمل حاليًا على عبّارة سريعة بطول 130 مترًا ستعمل بين الأرجنتين وأوروغواي. وستكون أكبر سفينة كهربائية في العالم تعمل ببطاريات بقدرة 40 ميجاوات.
وهناك طرق أخرى لتشغيل السفن دون انبعاثات، مثل استخدام الوقود الحيوي أو الوقود الاصطناعي. يعتقد بوسو أن الجمع بين أنواع الوقود والتقنيات سيجعل الصناعات البحرية مستدامة، وليس اختراعًا واحدًا يناسب الجميع. لكن الوقت يداهمنا.
يقول بوسو: “إذا كان عمر السفينة 25 عامًا ونريد أن نصل إلى صافي الانبعاثات الصفري بحلول عام 2050، فنحن على بعد “عمر سفينة” واحد فقط من الموعد النهائي المحدد لنا”. “فعلينا أن نعمل بسرعة.”
بقلم ديفيد كورد، ديسمبر 2024
