10 Decembrie 2025, 17:13
Redacţia PiataAuto.md
Toată industria de transporturi maritime este într-un proces intens de sondare şi pregătire a noilor tehnologii de propulsie, care ar reduce considerabil emisiile uriaşe de CO2, generate de navele cargo, iar în ultimii ani noi am vorbit adeseori despre cristalizarea câtorva direcţii şi tehnologiile principale — propulsia cu amoniac verde, cu metanol verde, iar în ultimul timp de experimentează şi cu etanolul. Propulsia cu hidrogen a fost studiată mult timp, dar în cele din urmă s-a renunţat în mare parte la ea din cauza dificultăţilor în păstrarea criogenică a acestui combustibil şi volumele necesare. Bineînţeles, şi propulsia electrică cu baterii e una din tehnologiile esenţiale tatonate, dar această tehnologie funcţionează perfect la distanţe relativ scurte, cum ar fi traseele feriboturilor, însă nu şi la rute lungi, oceanice. Motivul e evident — greutatea prea mare a bateriilor necesare pentru a stoca energia necesară, or, o navă trebuie să-l păstreze flotanţa, şi să aibă sarcină utilă rămasă pentru a lua a bord mărfuri sau pasageri. Ei bine, acum inginerii chinezi de la CATL au făcut un anunţ neaşteptat şi au declarat că ei lucrează la baterii atât de dense energetic, încât în doar 3 ani în China vor exista nave transportatoare de containere cu propulsie electrică şi baterii cu autonomie suficientă pentru oceane.
În lume există o navă transportatoare de containere, numită Yaka Birkeland, construită în România, dar concepută de norvegieni. Dar ea are o capacitate de doar 106 containere şi navighează pe o rută de doar circa 20,3 km într-o direcţie. Deci, e clar de ce acolo lucrurile funcţionează. Da, de fapt, dacă intrăm în statisticile de tracking a acestei nave, observăm că ultima rută e făcută acum o săptămână. Deci, se pare că rata de utilizare e mai mică decât cea intenţionată iniţial, de a avea o rută la fiecare două zile.
Cea mai mare navă electrică din lume a feribotul China Zorilla, construit pentru compania argentiniană Buquebus. Nava are 135 metri lungime şi navighează pe ruta Buenos Aires spre Montenvidio şi înapoi, pe o distanţă de 100 km într-o singură direcţie. Iar pentru a acoperi autonomia necesară, nava are 40 MWh de baterii la bord. Partea curioasă e că de la proiectare până la construcţie tehnologiile de baterii au evoluat atât de mult, încât greutatea totală a bateriilor s-a redus cu 150 tone, de la 400 tone intenţionate la 250 tone de factor, în jumătate faţă de cât ar fi cântărit rezervoarele LNG şi motoarele necesare propulsiei clasice. Deci, acolo totul a ajuns la o formulă foarte reuşită, dar vorbim efectiv de o autonomie de maxim 200 km, nu rute oceanice.
Chinezii de la CATL, însă, spun că au prins experienţă enormă cu nava Yangtze River Three Gorges 1, căreia i-au furnizat baterii de 7,5 MWh capacitate totală, iar acum lucrează la baterii compatibile cu rutele transoceanice.
Ei nu menţionează exact densitatea energetică a bateriilor pe care le pregătesc, dar anterior CATL a menţionat că are deja baterii elaborare de 500 Wh/kg, pe care le ţinteşte şi pentru avioane electrice. Deci, putem prezuma că ar fi vorba de minim 500 Wh/kg şi în acest caz, iar inginerii chinezi mai fac referinţă şi la un studiu ştiinţific chinez, care spune că densităţile de 500-1.000 Wh/kg ar putea face transporturile oceanice cu propulsie electrică fezabile. Prin urmare, dacă se face referinţă la acest studiu, putem prezuma că cei de la CATL ţintesc mai sus, în regiunea a 750-1.000 Wh/kg. Totuşi, noi am cercetat acel studiu şi el menţiona că de la aceste cifre transporturile abia ar începe să devină fezabile în anumite scenarii şi anumite mărfuri, dar avea provocări majore şi e posibil că ar fi mai logică limitarea distanţelor într-o primă perioadă.
Noi ne-am propus, prin urmare, să vedem cât de mari şi de grele ar trebui să fie bateriile unei nave transportatoare de containere uriaşe, pentru a putea acoperi o rută oceanică. Consumul de energie a unor asemenea nave, chiar dacă acum se foloseşte propulsia cu diesel marin sau gaz LNG, se cunoaşte în esenţă, se cunosc şi distanţele şi timpii necesari, deci am putea face nişte conversii pentru a calcula aceşti parametri pentru propulsia electrică.
Pentru a modela două scenarii realiste paralele, vom lua două dimensiuni de nave — una medie şi populară în industrie, de 15.0000 TEU, şi alta dintre cele mai mari, de 24.000 TEU. Astfel vom putea vedea şi dacă e mai logic să se opteze pentru nave mai mari sau mai mici.
Iar drept reper de rută vom lua unul din cele mai populare trasee oceanice, din Shaghai spre Rotterdam în Europa, prin Oceanul Pacific, Indian, Canalul Suez şi Marea Mediterană şi apoi pe coasta nordică a Europei. E o rută de 10.500 mile nautice, echivalentul a aproximativ 19.445 km, şi e navigată de obicei în 22 de zile.
În prezent, o navă mare de 24.000 TEU consumă circa 250 tone de combustibil pe zi, iar cele medii — circa 150 tone pe zi. Acest combustibil are circa 11,7 MWh de energie per tonă, iar motoarele în doi timpi îl ard cu un randament de circa 50%. Electromotoarele ar putea consuma energia cu un randament de 90%.
La 250 tone consumate pe zi, asta înseamnă 2.920 MWh/zi, din care energie efectiv utilizată, la 50%, e de 1.460 MWh/zi. Divizat la 24 ore, asta înseamnă o putere medie de 60,83 MW pentru navele uriaşe de 24.000 TEU. Transferând totul pentru propulsia electrică, şi estimând că cei 1.460 MWh/zi reprezintă 90% din energia convertită, ajungem la un necesar de 1.622 MWh/zi. Pentru 22 zile, energia necesară ar fi de 35.684 MWh.
La o navă medie de 15.000 TEU, se consumă direct în propulsie 875 MWh/zi, ceea ce, raportat faptul că asta reprezintă 90% energia convertită iniţial, ar însemna un necesar de energie de 972,2 MWh/zi. Pentru o călătorie de 22 zile, asta ar însemna 21.388 MWh.
La aceste valori, mai e nevoie să se adauge 10% pentru alimentarea altor elemente consumatoare de electricitate la bord, ceea ce înseamnă că avem circa 23.765 MWh în total la nava mai mică şi 39.650 MWh la nava mare.
În mod normal, pe lângă asta, standardele maritime mai adaugă o marjă de 25% pentru siguranţă, pentru eventuale furtuni, ocoliri, etc. Ajungem la un total de circa 29.705 MWh pentru nava mai mică şi 49.562 MWh pentru nava uriaşă. Putem rotunji un pic în jos la 29.000 MWh pentru nava mai mică şi 49.000 MWh pentru nava uriaşă, ceea ce înseamnă 29 GWh şi 49 GWh de baterii.
Combustibilul înlocuit la o navă mică cântăreşte doar 3.960 tone iar la cea uriaşă dor 6.600 tone. Probabil ar mai bine sute sau chiar peste 1.000 tone şi pentru motoarele înlocuite. Cât ar cântări 29 GWh sau 49 GWh de baterii? La 750 Wh/kg, 29 GWh de baterii înseamnă 38.667 tone, iar 49 GWh înseamnă 65.333 tone. La 1.000 Wh/kg, 29 GWh cântăresc 29.000 tone, iar 49 GWh cântăresc 49.000 tone.
Cele mai mari nave, de 24.000 TEU, pot transporta circa 240.000 tone de baterii. Deci, 49.000 tone ar însemna să se renunţe la o cantitate imensă de containere, din sarcina de transport. În greutate proporţională, asta ar însemna cam 4.900 TEU în cel mai optimist scenariu al bateriilor de 1.000 Wh/kg. La cele de 750, ar trebui să se renunţe la 6.535 de TEU, ceea ce e enorm.
Sigur, marea problemă e costul uriaş de a pune atât de multe baterii pe o singură navă, or, 49 GWh pe o singură navă echivalează toată producţia anuală de Tesla Megapack din prezent. Costul ar fi exorbitant, şi chiar dacă cei de la CATL şi şantierele navale chinezeşti ar vrea să construiască o navă pilot pentru a demonstra că e posibil şi aşa, ea ar fi oricum dominată de baterii şi ar fi puţin fezabilă chiar şi în simpla delimitare a acestei cantităţi imense de baterii pentru ea din producţia mondială actuală.
Prin urmare, toată ecuaţia mare mai mult o intenţie decât ceva foarte realist, pentru că ar fi nevoie de cantităţi colosale de baterii care zădărnicesc orice utilitate sau rentabilitate a unei asemenea nave. Într-un asemenea context, e mult mai logică tehnologia pe care o prezenta altă echipă de ingineri din China, a unui reactor nuclear cu toriu pentru o navă transportatoare de containere. Acolo ea pare într-adevăr extraordinară în parametri şi foarte fezabilă.
2
30,748
ŞTIRI DE CARE AŢI PUTEA FI INTERESAT