Του Κωνσταντίνου Φακιολά

Εντός του έτους 2024 παρατηρείται μια σταθερή τάση ανάπτυξης του εμπορικού στόλου που φέρει Αιολικά συστήματα πρόωσης πλοίου.

Ο άνεμος είναι μια  διαθέσιμη σήμερα και παντού στη γη αγνή, πεντακάθαρη, πανίσχυρη πηγή ενέργειας η οποία μπορεί να αποτελέσει αδιαμφισβήτητα το καθαρότερο και φθηνότερο καύσιμο για το πλοίο του μέλλοντος, αρκεί να υιοθετηθεί με γόνιμο και αποδοτικό τρόπο από την ναυπηγοκατασκευαστική κοινότητα.

Πώς μπορεί να εκμεταλλευθεί η αιολική ενέργεια των ωκεανών για την μηδενική εκπομπή ρύπων πρόωση των πλοίων;

Σίγουρα όχι με την απλή επαναφορά των κλασικών πανιών όπως έχουμε συνηθίσει να βλέπουμε σε ιστιοφόρα πλοία, τα οποία είναι εντελώς ανεπαρκή και ανέφικτα να υποστηρίξουν την πολύ μεγάλη ενεργειακή κατανάλωση των μεγάλου εκτοπίσματος υπερβαρέων φορτηγών πλοίων.

Αλλά με τη χρήση ’Μηχανικών Ιστίων’ (mechanical sails) τα οποία είναι κατασκευές αεροδυναμικής τεχνολογικής αιχμής, ικανές να παράγουν υπερπολλαπλάσιες ωστικές δυνάμεις ανά τετραγωνικό μέτρο εγκατάστασης σε σχέση με τα συνήθη ιστία.

Τούτα είναι οι Ρότορες τύπου Φλέτνερ (Fletter Rotor Sails), τα Ιστία Αεροτομές (Wing Sails), τα Ιστία Αναρρόφησης (Suction Wings), ακόμα και Εναέριοι Αετοί Ρυμούλκησης (Airborne Towing Kites). 

Χάρη στα σύγχρονα Μηχανικά Ιστία, μια καινούρια τεχνολογική εφαρμογή πλοίου που ονομάζεται Πρόωση Πλοίου με Αιολική Υποβοήθηση (Wind-Assisted Ship Propulsion – WASP) υπόσχεται να μεταμορφώσει τα πλοία του μέλλοντος, και να αποδόσει υβριδικά σχήματα πρόωσης συνδυαστικά με το οποιοδήποτε πράσινο καύσιμο επικρατήσει. 

Αυτήν την στιγμή υπάρχουν περί τα 40 πλοία με εγκατεστημένα μηχανικά ιστία όλων των τύπων με καταγεγραμμένες πάνω από 40 000 ώρες συνολικής πλεύσης, αποδεικνύοντας τη λειτουργικότητα και εφικτότητά τους σε θαλάσσιο περιβάλλον, ενώ γύρω στα 82 εμπορικά πλοία θα εγκαταστήσουν μηχανικά ιστία μέχρι το 2027.

Το ρυθμιστικό πλαίσιο για τη σταδιακή μείωση των εκπομπών ρύπων από τα πλοία σε παγκόσμιο επίπεδο αναπτύσσεται ραγδαία και προβάλλεται αρκετά αυστηρό για τα επόμενα χρόνια, επιδρώντας τόσο σε νέες κατασκευές όσο και σε υπάρχοντα πλοία, ακόμα και σε πλοία δέκα με δεκαπέντε ετών, που θεωρούνται μια καλή μέση ηλικία εμπορικής εκμετάλλευσης. 

Ξεκινώντας από το 2023, τέθηκε σε εφαρμογή ο κανονισμός IMO CII – Carbon Intensity Indicator από τον Διεθνή Οργανισμό Ναυτιλίας, όπου πλοία άνω των 5000 κόρων θα πρέπει να αποδεικνύουν κάθε έτος μέχρι το 2026 ότι το ανθρακικό τους αποτύπωμα θα μειώνεται κατά 2% σε σχέση με το μέγεθος αναφοράς ενός μέσου πλοίου όπως καταγράφηκε το 2018, και σχετίζεται με τα γραμμάρια CO2 ανά τονομίλι μεταφορικού έργου. Από το έτος 2026 η απαίτηση θα γίνει πιο αυστηρή με το ετήσιο ρυθμό μείωσης να φτάσει το 3% ή και το 4% μέχρι το 2030 τουλάχιστον. Τούτο σημαίνει ότι τα πλοία πρέπει να βρουν τρόπους να εξοικονομήσουν ενέργεια πρόωσης για την βέλτιστη ταχύτητα πλεύσης η οποία καθορίζεται από την προσφορά και ζήτηση των θαλάσσιων μεταφορών.

Από τις αρχές του έτους 2024 βρίσκεται σε ισχύ ο Ευρωπαϊκός Κανονισμός EU-ETS ο οποίος απαιτεί από τον διαχειριστή κάθε πλοίου άνω των 5000 κόρων που εμπορεύεται εντός της Ευρωπαϊκής ένωσης να αποδώσει το 40% της ετήσιας εκπομπής ρύπων CO2 σε χρηματικές πιστώσεις (allowances), οι οποίες δύνανται να κυμανθούν από 60 έως και άνω των 100 δολαρίων ανά τόνο CO2.

Οι απαιτήσεις θα αυξηθούν σε 70% για το έτος 2025, και 100% από το έτος 2026 και μετά.

Επιπροσθέτως, ένας άλλος ευρωπαϊκός κανονισμός (FuelEU Maritime) έρχεται από τον Ιανουάριο του 2025 να θεσπίσει απαιτήσεις μείωσης του ανθρακικού αποτυπώματος Well-to-Wake, που σημαίνει ότι κάθε πλοίο δεν θα χρειαστεί μόνο επιπρόσθετη ενεργειακή αναβάθμιση, αλλά και αλλαγή του τύπου του καυσίμου, προφανώς στρεφόμενο προς πράσινα καύσιμα, τα οποία θα είναι αρκετά κοστοβόρα σε πρώτη φάση.

Τέλος, πρόσφατα στην συνεδρίαση της επιτροπής MEPC82 του ΙΜΟ συμφωνήθηκε να υιοθετηθεί κανονισμός που θα επιβάλει μειώσεις του ανθρακικού αποτυπώματος Well-to-Wake σε παγκόσμιο επίπεδο, ακόμα και ένα παγκόσμιο φόρο για κάθε τόνο CO2 που εκπέμπεται από τα πλοία. 

Όπως μπορεί να διαπιστωθεί, το πλαίσιο κανονισμών γίνεται παγκοσμίως ασφυκτικό και θα επηρεάσει δραστικά κάθε πλοιοκτήτη για κάθε τύπο και ηλικία πλοίου.

Η αιολική πρόωση μπορεί να αποφέρει ανακουφιστικές λύσεις ακόμα και για την σταδιακή οριακή συμμόρφωση με ένα τόσο υπέρογκο και πολύπλοκο κανονιστικό πλαίσιο.

Με τα σημερινά δεδομένα, οι συγκεκριμένες τιμές των Μηχανικών Ιστίων ανέρχονται περίπου στα 1-2.5 εκατομμύρια δολάρια έκαστο – η τιμή ποικίλει ανάλογα με τον τύπο και το μέγεθος του Ιστίου – με εκτιμώμενη απόδοση 3-5% μέσης μείωσης της ενεργειακής κατανάλωσης έκαστο, ανάλογα με διαφορετικό τύπο πλοίου, υποδεικνύοντας ένα μέσο χρόνο απόσβεσης περί τα 4-5 χρόνια, απόσβεση η οποία ενισχύεται μέσω της αποφυγής ποινών από την μή συμμόρφωση.

Παρότι η οικονομική προοπτική μεσοπρόθεσμης απόσβεσης φαίνεται εφικτή, υπάρχουν ακόμα κάποια εμπόδια τα οποία δυσχεραίνουν την πλήρη υιοθέτηση της Αιολικής πρόωσης από την Ναυτιλιακή κοινότητα.

Τούτα εντοπίζονται σε συγκεκριμένες κύριες αιτίες όπως έχουν διαπιστωθεί σε διάφορα project.

Υπάρχουν ετερόκλητες τεχνολογίες μηχανικών ιστίων που καθεμία απαιτεί διαφορετικό τύπο τυποποίησης και ενσωμάτωσης στην κατασκευή ενός πλοίου, γεγονός που προκαλεί δισταγμό στα Ναυπηγεία.

Άλλος λόγος είναι ότι δεν υπάρχει ακόμα ένα ενιαίο παγκοσμίως αναγνωρισμένο πρωτόκολλο δοκιμών κατά την παράδοση του πλοίου για να πιστοποιηθεί η προβλεπόμενη αποδοτικότητα των συστημάτων και να υποβληθούν εγγυήσεις.

Επίσης, η απόδοση των συστημάτων εν πλώ εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το επιχειρησιακό μείγμα δρομολογίων του πλοίου, το οποίο μεταβάλλεται κάθε χρόνο ανάλογα με τις εμπορικές ευκαιρίες και τα ναυλοσύμφωνα.
Τέλος, οι ναυλωτές δεν έχουν ακόμα μαζικά υποστηρίξει την εφαρμογή, καθώς προσδοκούν κυρίως σε βραχυπρόθεσμα οφέλη από την εξοικονόμηση κόστους ταξιδιού. 

 Όμως γίνονται διεργασίες ώστε τα εμπόδια αυτά να απομακρυνθούν σύντομα.
Επίσης, χαρίς στα υπερ-εξελιγμένα εργαλεία πρόγνωσης καιρού και βελτιστοποίησης της πορείας του πλοίου που είναι ήδη διαθέσιμα, ο ωκεάνιος άνεμος μπορεί να χρησιμοποιηθεί επιχειρησιακά ως ένα εναλλακτικό πράσινο καύσιμο ενώ η εμπορική εκμετάλλευση των πλοίων μπορεί να συνδυαστεί με τον βέλτιστο θερισμό της υπάρχουσας αιολικής κυκλοφορίας στους ωκεανούς, με τα μελλοντικά ποντοπόρα πλοία μηδενικών ή πολύ χαμηλών ρύπων να λαμβάνουν έως και το 50% της μέσης ισχύος πρόωσής τους από τον Άνεμο.

*Ο Κωνσταντίνος Φακιολάς είναι Ναυπηγός Μηχανολόγος Μηχανικός ΕΜΠ που εξειδικεύεται πάνω από 10 χρόνια στις καινοτομικές εφαρμογές Πρόωσης Αιολικής Υποβοήθησης σε πλοία συμμετέχοντας σε πάνω από 50 εφαρμογές Μηχανικών Ιστίων, με ενεργή ερευνητική δράση και συγγραφέας του Βιβλίου πλήρους εφαρμογής Αιολικής Πρόωσης σε πλοία ’Wind Propulsion Principles, The Book’.