A tengeri közlekedés egyik legnagyobb kihívása az emissziócsökkentés és a fenntartható energiaforrások alkalmazása. Ebben a folyamatban mérföldkőnek számít az ausztrál Incat Tasmania által épített Hull 096, amely jelenleg a világ legnagyobb akkumulátoros elektromos hajójaként teszteli a megawattos töltési és energiatárolási technológiák határait.
Hull 096 bemutatása és jelenlegi állapot
A Hull 096-at 2023 májusában mutatták be, és 2024 áprilisában kezdődött meg az első töltési folyamat. A hajó akkumulátorrendszere jelenleg 85%-ban telepített, ebből két akkumulátor terem már feltöltés alatt áll. A négy akkumulátor terem összesen 5,016 darab lítium-ion cellát tartalmaz, amelyek 12 különálló akkumulátor tömbbe rendezve helyezkednek el, egyenként 418 modullal.
A teljes energiatároló kapacitás 40 megawattóra, ami négyszerese bármely jelenlegi hajónak. Az akkumulátorokat a norvég Corvus Energy fejlesztette ki, különleges tervezési megoldásokkal, például rögzítőkeretek nélküli kialakítással, hogy csökkentsék a súlyt – ennek ellenére az egész rendszer súlya így is eléri a 250 tonnát.
Hűtési és biztonsági rendszerek
A nagy kapacitású akkumulátorok hűtése kritikus fontosságú. Victor Becerra, a Portsmouthi Egyetem energetikai mérnöke szerint „az ilyen méretű rendszerek megfelelő hőkezelést igényelnek, amely magában foglalja a hőmérséklet-figyelést és hűtőrendszereket.” A fő biztonsági cél a termikus katasztrófák megelőzése és elfojtása.
A Corvus Energy CTO-ja, Lars Ole Valoen elmondta, hogy az akkumulátorokat egyedi ventilátorok hűtik modulonként, így biztosítva a hatékony légáramlást. Emellett egyedülálló biztonsági elem az egyes cellák izolációja: ha egy cella termikus katasztrófába kerülne, nem terjed át a szomszédos cellákra.
Hajtásrendszer és működés
A hajó meghajtását a finn Wärtsilä biztosítja, akik integrálták az elektromos rendszert. A Hull 096 nyolc axiális vízsugaras meghajtót használ, amelyeket állandó mágneses villanymotorok hajtanak. Ezek az akkumulátorokkal akár 90 percig képesek működni újratöltés nélkül.
Töltési infrastruktúra és környezetbarát energiaforrások
Jelenleg Tasmania hálózatáról töltik a hajót Incat otthonában, Hobartban. Tasmania hálózata 2020 óta teljes egészében megújuló energiaforrásokra épül, főként vízerőművekre támaszkodva, így a Hull 096 energiatároló rendszere jelenleg teljesen emissziómentes.
A hajó végleges üzemeltetési helye Dél-Amerikában lesz, ahol Buenos Aires (Argentína) és Colonia del Sacramento (Uruguay) között közlekedik majd. A két kikötő között mintegy 60 kilométer távolság van, amit a Hull 096 várhatóan 90 perc alatt tesz meg.
Minden kikötőben telepítenek majd egyenáramú (DC) töltőállomásokat, amelyek mindkét ország hálózatából nyerik az energiát. Egy teljes töltés várhatóan mindössze 40 percet vesz igénybe.
Hajó paraméterei és kapacitás
- Hossz: 130 méter
- Szerkezet: könnyű alumínium
- Szállítható személyek száma: akár 2100 fő
- Szállítható gépjárművek száma: akár 225 autó egy út során
Dél-amerikai energiaellátás jellemzői
Uruguay hálózatának több mint 92%-a megújuló energiaforrásból származik, amelynek több mint harmadát szélenergia adja. Argentína hálózatában még mindig dominál a földgáz, de jelentős arányban vannak jelen víz-, szél- és nukleáris energiák is, amelyek összesen körülbelül 42%-ot tesznek ki.
A tengeri elektromos hajózás fejlődése és kihívásai
A kompformátum ideális az elektromos meghajtás korai alkalmazására: rövid távok, gyakori fordulók és part menti gyors töltési lehetőségek jellemzik ezt az üzemmódot. Az elmúlt években jelentős előrelépések történtek az akkumulátorok energiasűrűségében, hatékonyabb teljesítmény-elektronikában és kikötői töltőinfrastruktúrák kiépítésében.
Ezen felül az alumínium hajószerkezetek elfogadottsága is növekedett, ami csökkenti az energiaigényt és lehetővé teszi nagyobb méretű elektromos hajók építését. Az Incat szerint egy alumínium hajó súlya körülbelül fele egy ugyanolyan kialakítású acél hajónak.
Kihívások a tengeri elektromosításban
- Energiasűrűség: Az akkumulátorok még mindig messze elmaradnak a dízel üzemanyag energiasűrűségétől.
- Távhajók nehézségei: Hosszú távú elektromos hajók esetén az akkumulátor súlya és térfogata túl nagy lenne ahhoz, hogy elegendő rakományt szállítsanak.
- Komplex rendszer: Az elektromosítás nem csak akkumulátor kérdése; szükségesek hatékonyabb hajószerkezetek, nagy teljesítményű töltőállomások és operatív változtatások (pl. alacsonyabb sebesség vagy menet közbeni töltés).
- Költségek: A kezdeti beruházási költségek magasak lehetnek mind az akkumulátorok, mind a töltők esetében.
- Akkumulátor élettartam: Az akkumulátorok idővel veszítenek kapacitásukból és akár 5-10 évente cserére szorulhatnak, miközben maga a hajó akár több évtizedig is üzemelhet.
A világ vezetői az elektromos kompok terén
Norvégia vezető szerepet tölt be az elektromos kompok terén mintegy 80 ilyen hajójával és fejlett gyors töltési hálózatával, amely elsősorban vízerőművekre épül. Kína is élen jár a konténerizált akkumulátorok alkalmazásában a Jangce folyónál működő rendszerével. Amsterdam célja teljes csatornahajó flottájának elektromosítása 2025-re. Az Egyesült Államokban pedig San Diego és Seattle kikötőkben pilot programokat indítottak elektromos komp töltőállomások kiépítésére.
Kitekintés: Hull 096 szerepe és jövője
A Hull 096 nem csupán egy technológiai újdonság; fontos mérföldkő lesz a tengeri elektromosítás fejlődésében. A közeljövőben tervezett tengeri próbák során értékes adatokat gyűjtenek majd az akkumulátor teljesítményéről, karbantartási igényeiről és valós működési hatékonyságáról. Ezek az információk segíthetnek újabb fejlesztésekben mind a járművek tervezése, mind pedig a kikötők infrastruktúrájának fejlesztése terén.
A Hull 096 tehát nemcsak Dél-Amerika kompforgalmát forradalmasíthatja, hanem globálisan is hozzájárulhat ahhoz, hogy fenntarthatóbbá váljon a tengeri közlekedés.
Forrás: https://spectrum.ieee.org/electric-boat-battery-ship-ferry