Na rozdiel od odvetví akými sú poľnohospodárstvo alebo energetika, je doprava sektorom, dokonca jediným, ktorý produkuje vyššie emisie skleníkových plynov (GHG) v súčasnosti ako v roku 1990. Obzvlášť ťažkým orieškom je námorná doprava, ktorá sa podieľa na svetových emisiách skleníkových plynov približne troma percentami.
Cieľom Európskej zelenej dohody je dosiahnuť klimatickú neutralitu do roku 2050, pričom Medzinárodná námorná organizácia (IMO) si kladie za cieľ znížiť emisie z lodnej dopravy o najmenej polovicu. Kľúčovou technológiou na zníženie emisií z lodnej dopravy by sa mala stať elektrifikácia, no technológia batérií pre lode ešte nie je zďaleka taká vyspelá, aby to umožnila.
Ďalším problém sú náklady. „Batérie sú ešte pridrahá na to, aby bola možná plno elektrická doprava v širokom rozsahu,“ povedal Jeroen Stuyts z výskumného ústavu Flanders Make v Belgicku. Podľa Stuytsa sú niektoré typy plavidiel vhodnejšie pre presedlanie na elektrickú energiu z batérií. Patria medzi ne trajekty, ktoré premávajú na vopred určených trasách a tiež menšie kontajnerové lode, ktoré sa plavia po pevne stanovených trasách.
Znižovanie nákladov
Na druhej strane stoja plavidlá, kde elektrifikáca bude oveľa náročnejšia. Ide najmä o zaoceánske kontajnerové nákladné lode, ktorých prevádzku charakterizujú premenlivé podmienky.
„Potrebujete obrovskú batériu, aby ste prekonali všetku tú neistotu,“ vysvetľuje Stuyts. Dodáva, že lode poháňané batériami sú nákladným riešením predovšetkým preto, že doteraz vyvinuté batérie pre námorný priemysel sú robené na mieru pre konkrétny dizajn lode. Vďaka tomu sú jedinečné, a teda aj drahé.
Stuyts je koordinátorom projektu SEABAT financovaného EÚ, v rámci ktorého sa vyvíjajú elektrické batéria pre námorný sektor. Spolu s kolegami pracujú na tom, aby preniesli inovácie z automobilového priemyslu do námorného sektora a znížili náklady.
Väčšina automobilov má však kapacitu batérie približne 40 až 100 kWh, kým lode potrebujú 10-, 20- alebo dokonca až 100-krát väčšiu kapacitu. Ich cieľom je preto vývoj modulárneho batériového systému pre plavidlá, ktorý bude možné použiť v širokej škále lodí.
Ich systém pozostáva zo štandardizovaných modulov pre rôzne komponenty batérií, ako sú batériové články, chladiace systémy a výkonová elektronika. Tie je potom možné kombinovať a škálovať tak, aby bolo možné vytvoriť batérie rôznych veľkostí a kapacity. Cieľom je sériová výroba, čím sa výrazne znížia náklady.
Ekologický vodík
Podľa Jyrkiho Mikkolu zo spoločnosti VTT so sídlom vo Fínsku sú však okrem batérií potrebné aj iné riešenia, ktoré sa dajú využiť tam, kde batérie nezafungujú. Mikkola je koordinátorom projektu FLAGSHIPS financovaného EÚ, ktorý pracuje na vývoji vodíkových palivových článkov pre dva typy plavidiel. Chcú navrhnúť čln a kontajnerové plavidlo poháňané ekologickým vodíkom.
FPS Waal, 110-metrová vnútrozemská kontajnerová loď registrovaná v Holandsku, sa bude plaviť približne 80 kilometrov tam a späť z Duisburgu v Nemecku do Rotterdamu v Holandsku. Loď prepravujúca 200 štandardných prepravných kontajnerov nahradí plavidlo poháňané dieselovým motorom, ktoré v súčasnosti prepravuje tovar na tejto trase.
Druhým plavidlom je 60-metrový čln pre vnútrozemskú plavbu určený na prepravu nákladu po rieke Seina. Toto nové plavidlo s názvom „Zulu 06“ prináša vodíkový pohon priamo do centra Paríža a to bez potreby elektrických dobíjacích staníc, ktorých vybudovanie je zdĺhavé. Zulu 06 je plánovaný ako prvý riečny čln s nulovou produkciou emisií na vodíkový pohon v Európe.
Ako vysvetlil Mikkola, riečne plavidlo bude distribuovať tovar pozdĺž rieky Seiny v samom centre Paríža s cieľom nahradiť časť nákladnej dopravy na preťažených cestách mesta. „Čln bude mať vlastný žeriav, takže ho bude možné vyložiť kdekoľvek pozdĺž rieky,“ vyhlásil. Do prevádzky ho uvedú už v tomto roku.
Pohonný systém, ktorý vyvinuli odborníci v rámci projektu FLAGSHIPS, je tiež modulárny. Každý modul vodíkového palivového článku má výkon 200 kilowattov, pričom je možné prepojiť viacero modulov tak, aby sa zvýšil výkon podľa potreby. Čln plaviaci sa do Paríža bude využívať dva palivové články s celkovou kapacitou 400 kilowattov, zatiaľ čo kontajnerová loď FPS Waal bude dosahovať výkon až 1,2 megawattu pomocou šiestich modulov palivových článkov.
Hybridné plavidlá poháňané vodíkom
Ďalším riešením pre námorný priemysel sú hybridné plavidlá poháňané vodíkom, ktoré pritom používajú aj elektromotory poháňané batériami. Umožňujú však použitie menších batérií, ktoré sa neustále dobíjajú cez vodíkové palivové články.
Vodík umožní dlhší dojazd s menším celkovým vplyvom na dizajn lode. Okrem znižovania emisií skleníkových plynov plavidlá poháňané vodíkom nevypúšťajú ani znečisťujúce plynné látky, akými sú napríklad oxid siričitý a oxidy dusíka.
„Lokálne vyrábaný ekologický vodík v kombinácii s technológiou palivových článkov ponúka veľmi zaujímavú a realizovateľnú možnosť pre lodný priemysel, ktorý horlivo hľadá riešenia, ako docieliť, aby boli plavby aspoň na vnútrozemských vodných cestách ekologické,“ hovorí Mikkola. Výhodou je aj možnosť lokálnej výroby vodíka. „Môžu sa zriadiť malé elektrolyzéry v rôznych prístavoch v Európe a vyrábať si vodík lokálne,“ dodáva.
Výskum, ktorý je predmetom tohto článku bol financovaný EÚ. Tento materiál bol pôvodne publikovaný v magazíne EÚ pre výskum a inovácie Horizon.
