Sudbina SUS motora u pomorskom saobraćaju se čini zagarantovanom

Motori s unutrašnjim sagorevanjem predstavljaju dominantnu tehnologiju kada je reč o pogonskim solucijama kod plovila.

Ukoliko će kojim slučajem SUS motori odigrati neku značajniju ulogu u okviru opšte dekarbonizacije, moraće da se okrenu alternativama po pitanju pogonskog goriva.

Dvotaktne mašine u plovilima su dokazana, sveprisutna solucija, koja će nastaviti da igra centralnu ulogu kada je reč o brodskom pogonu, i to verovatno još nekoliko decenija.

Ukoliko se žele ispuniti zahtevi koje nameće dekarbonizacija pomorskog saobraćaja, glavno pitanje koje se postavlja se odnosi na gorivo. Naime, koja goriva mogu biti dovoljno ekološki podobna da zadovolje strože propise o emisiji izduvnih gasova i kako će se proizvođači motora prilagoditi novim normama vezanim za goriva koja neće biti fosilnog porekla?

Kako napraviti tranziciju na planu SUS motora

Svi veliki proizvođači pogonskih agregata su u potrazi za alternativnim rešenjima, počev od izvora energije pa do same tehnologije. Stručnjaci predviđaju da će motori s unutrašnjim sagorevanjem biti dominantna sila u pomorskom saobraćaju u narednih dvadeset do trideset godina, kako zbog rokova za razvoj alternativnih solucija, tako i zbog vremena potrebnog da se dotične solucije rašire i postanu validne na tržištu.

Ono u čemu bi mogao da leži odgovor je iznalaženje rešenja na planu alternativnih goriva. Veliki dvotaktni motori  su blizu svojih limita po pitanju efikasnosti, ali dobitak može biti ostvaren u okviru drugih tehnologija, koje će otvoriti put za manje jedinice koje troše manje goriva.

Pronalaženje pravog goriva za motore s unutrašnjim sagorevanjem

Dakle, koje bi to bilo „pravo“ gorivo za SUS motore budućnosti? To još uvek nije definitivno potvrđeno, ali kandidata ima više. Kako se bude dolazilo do više saznanja, tako će stvari postajati jasnije. Mada je potraga za optimalnom solucijom i dalje u toku, pomorski saobraćaj će uskoro morati da dostigne kritičnu masu goriva s niskim sadržajem ugljenika da bi ostvario emisione ciljeve zacrtane za 2050. Dotični ciljevi predviđaju smanjenje emisije gasova koji izazivaju efekat staklene bašte za 50 odsto, kao i smanjenje koncentracije ugljenika za 70 odsto do 2050. Nešto će se postići kroz uvođenje mera, ali će ostatak ići na konto alternativnih goriva.

Iako će tržišta i propisi odrediti cenu, drugo ključno pitanje se tiče proizvodnje goriva. Naime, alternativna goriva se moraju proizvoditi iz obnovljivih izvora energije, i to na održiv način, ili u krajnjoj liniji neće pomoći smanjenju ukupne emisije ugljenika.

Amonijak kao gorivo

Kao rasprostranjen industrijski artikal, amonijak predstavlja jednu od alternativa koje neprestano privlače interesovanje. Ovo jedinjenje predstavlja sjajan medijum za skladištenje vodonika, ali zahteva drugačije baratanje u poređenju s prirodnim gasom. Amonijak zauzima manje prostora od vodonika, ali je u isto vreme toksičan i izaziva koroziju. Postojeća regulativa vezana za amonijak kao teret i kao rashladno sredstvo, dobra je polazna osnova za razvijanje pravilnika o ovom jedinjenju kao gorivu, ali emisija i dalje predstavlja izazov. Tehnologija potrebna za sagorevanje amonijaka u SUS motoru se još uvek usavršava.

Emisija sagorelog amonijaka može sadržati visoku količinu azot-oksida (N₂O), opasnog gasa koji izaziva efekat staklene bašte, čije čak i male količine predstavljaju rizik po životnu sredinu. Postoji solucija da se kroz izduvni sistem otpadni gasovi pročišćavaju, ali ta tehnologija još uvek nije dokazana. Ono što se takođe može emitovati su male količine neutrošenog amonijaka, a sve preko 30 ppm na lokalnom planu može biti opasno. Karakterističan miris se može osetiti već pri 5 ppm.

Postoji mogućnost da tankeri za amonijak sagorevaju svoj teret kao pogonsko gorivo, slično kao što to čine moderni tankeri koji prevoze tečni prirodni gas. Međutim, ova tehnologija tek treba da dobije na zamahu, dok se u međuvremenu budu formirali propisi i ugovori koji favorizuju održivu energiju. Naravno, iz vida ne treba izgubiti troškove proizvodnje amonijaka.

Dakle, postoji čitav niz različitih goriva koji predstavljaju potencijalnu soluciju, a amonijak se pozicionirao kao jedan od njih. MAN planira da u ponudu stavi motore prilagođene za sagorevanje zelenog amonijaka do 2024. godine, a ispitivanja počinju već sada. Cilj je da se kroz testove eliminiše miris i N₂O.

Neki klijenti traže motore na amonijak pre 2024., a reč je prvenstveno o vozilima koja mogu sagorevati teret kao gorivo, mada svakako postoji i širi interes.

Zelene alternative

Sagorevanje vodonika u cilindrima SUS motora je još jedna opcija, o čemu smo pisali nedavno. Mada vodonik ne sadrži atome ugljenika, te ne emituje CO₂ tokom sagorevanja, on se još uvek u najvećoj meri proizvodi uz pomoć prirodnog gasa. Vodonik može da se iskoristi da delimično zameni prirodni gas u SUS motorima, redukujući na taj način emisiju ugljenika.

Biogoriva se već duže vreme smatraju validnom alternativom fosilnim gorivima ali njihova proizvodnja u velikom obimu i dalje predstavlja problem. Infrastruktura, uključujući proizvodne pogone, ne opravdava realizaciju, ni u ekonomskom ni u tehničkom smislu. Primera radi, ako je potrebno 50 godina za sazrevanje jedne šume, a samo dva odsto može da se poseče godišnje da bismo osigurali regeneraciju, to bi u velikoj meri ograničilo održivost navedene sirovine.

Sintetička goriva mogu da koriste istu infrastrukturu i motore kao i fosilna goriva, ali će morati da se proizvode iz obnovljive energije da bi mogla da se kvalifikuju kao „ekološki podobna“. I ovde problem predstavlja obim, kao i identifikacija pogodnih izvora energije. Primera radi, procenjeno je da bi bilo neophodno osam kvadratnih kilometara solarnih panela da bi se proizvelo dovoljno amonijaka za potrebe jednog velikog kontejnerskog broda u okviru godinu dana.

Goriva pogodna za „premošćivanje“ problema

Uprkos tome što pripada grupi fosilnih goriva, tečni prirodni gas ne treba da se odbaci kao kratkoročna i srednjoročna solucija. Na ovaj energent se može odnositi petnaest do dvadeset odsto smanjenja emisije gasova s efektom staklene bašte u budućnosti.

U okviru razvoja tehnologije motora takođe se mora obratiti pažnja na redukovanje curenja metana iz tečnog prirodnog gasa. Svi proizvođači rade na rešavanju ovog problema, jer niko ne želi da bude odgovoran za gubitke nastale zbog nemogućnosti plovidbe uslovljene ekološkim restrikcijama.

Ako goriva koja predstavljaju prelazno rešenje budu odbačena, nafta će i dalje nastaviti da se sagoreva dok se u međuvremenu traga za „savršenim rešenjem“. Međutim, trenutno niko ne može da kaže koja je to pefektna solucija, niti kada bi ona mogla biti stavljena u pogon na globalnom planu. Ono što je najracionalnije je raditi s onim čime se raspolaže i koncentrisati se na izgradnju infrastrukture koja će biti validna i u skladu s budućom generacijom brodova.

Konkurencija SUS motora

Baterije s hemijom koja je danas aktuelna, bliže se svojim fizičkim limitima po pitanju skladištenja energije. Nove hemikalije koje služe za skladištenje se mogu naprasno pojaviti i ponuditi desetostruko bolje performanse, ali one još uvek ne mogu biti komercijalizovane. Vrlo je verovatno da će se najpre ispitati u automobilima, koji će biti svojevrstan testni poligon za dalja proučavanja.

Gorivne ćelije su pogodnije za upotrebu u velikim plovilima nego što su to baterije, jer zauzimaju manje prostora i manje su mase. Međutim, tu postoji problem vezan za pristup i skladištenje goriva, što mora biti rešeno, da ne govorimo o metodama proizvodnje. Očekivani životni vek gorivnih ćelija još uvek predstavlja značajnu promenljivu, mada praktično iz meseca u mesec dolazi do usavršavanja ove tehnologije.

Relativna privlačnost različitih energetskih rešenja takođe će varirati između različitih segmenata. Kao primer možemo navesti putnike na nekom kruzeru, čiji bi putnici možda bili spremni da plate dodatno da plove u ekološki podobnijim brodovima. Međutim, kao što vrlo dobro znamo, neke navike se malo teže menjaju, posebno kada se mora ruka dublje zavući u džep. Ipak, vlasnici čarter prevoza i trgovačkog transporta pažljivije prate sentiment potrošača, aktivno se preusmeravajući ka „zelenim“ alternativama.

Dakle, bez obzira na postojanje strategije vezane za ostvarivanje nulte emisije, u isto vreme se mora menjati i tržište. Pored toga, različiti igrači unutar industrije zagovaraju drugačije solucije, a nijedna se do sada nije nametnula kao ona „prava“.

SUS opcije ostaju otvorene

Kako stvari trenutno stoje, moraju se istražiti sve dostupne opcije na planu SUS motora. Ono što je bitno je ne zatvoriti im vrata prerano. Možemo eksperimentisati s onim što je dostupno dok se ne pojavi najbolja moguća alternativa.

Ono što je dobra strana motora s unutrašnjim sagorevanjem je što oni mogu da koriste veliki broj različitih tipova goriva, ali s druge strane, tržište mora biti spremno za promene, jer u suprotnom proizvođači neće moći da opravdaju eksploataciju svojih kapaciteta. Trenutno je mnogo opcija u igri, a umešane strane se suočavaju s veoma složenim odlukama. U takvom ambijentu, proizvođači motora ipak veruju da mogu ponuditi održivu opciju. U bliskoj budućnosti, SUS motori će dostići svoj vrhunac na planu efikasnosti, a ako se u međuvremenu ne pojavi nešto neočekivano, opstaće još dugi niz godina.

Priredio: Pavle Barta

Izvor: MARITIME IMPACT