1498
5
К концу 2020 года ожидается, что самый большой в мире полностью электрический корабль, перевозящий контейнеры, отправится в своей первый рейс. Он должен будет выйти из порта в Норвегии и проплыть вдоль Скандинавского побережья. Этот корабль, известный как Yara Birkeland, был заказан норвежской компанией по производству удобрений для перевозки продукции по всей стране. Компания ожидает, что использование данного судна сможет заметно сократить выбросы углекислого газа, поскольку больше не нужно будет использовать дизельное топливо.
Возможна ли электрификация мирового флота?
По всему миру эксплуатируется около 50 тысяч грузовых кораблей, которые ежегодно выбрасывают в атмосферу около 900 миллионов тонн углекислого газа и других загрязняющих веществ. На самом деле, согласно статистике, только 15 крупнейших в мире контейнерных судов выбрасывают в атмосферу больше оксидов азота и серы, чем все автомобили в мире, вместе взятые. Электрификация автомобилей и других видов транспорта обещает значительно снизить количество выбросов парникового газа, то же самое относится и к судоходной деятельности.
Однако на данный момент имеется довольно большая проблема с этим планом. Обычные литий-ионные батареи могут дать относительно немного мощности. Ее достаточно для того, чтобы перемещать небольшие корабли вроде Yara Birkeland на короткие расстояния. В том случае, если потребуется электрифицировать крупнейшие в мире грузовые суда, понадобится предварительно сделать намного более сильные батареи.
Возможные проблемы
Строительство кораблей с питанием через батареи сейчас связано с двумя огромными проблемами. Во-первых, обычные литий-ионные батареи представляют собой угрозу безопасности, поскольку они используют жидкие электролиты для переноса ионов лития между электродами. В том случае если компоненты внутри батареи начнут деградировать, это может привести к быстрому перегреву и выходу из строя. Причем окончанию работы не только одной батареи, но и тех, что находятся рядом. А если эти батареи начнут выпускать химикаты по мере того, как они будут ломаться, то потребуется всего одна искра для того, чтобы случился большой взрыв. Это будет ужасным последствием где угодно, но особенно плохо в море, где на кораблях размещается груз стоимостью в миллионы, а путей эвакуации для экипажа практически нет.
В 2019 году небольшой пожар в аккумуляторном отделении гибридно-электрического парома в Норвегии привел к взрыву. К счастью, оператор парома смог быстро отреагировать и эвакуировать пассажиров и экипаж непосредственно до того, как произошел взрыв. Однако аналогичное происшествие на грузовом судне посреди океана может оказаться настоящей катастрофой.
Варианты решения
В последнее время одна канадская энерготехнологическая компания работает над снижением риска поломок электрических судов путем разработки специальных энергетических систем, которые будут устойчивы к тепловому потоку. Та система, которую они предлагают сейчас, установлена примерно на 20 паромах и буксирах по всему миру. Для ее функционирования используется литий-никель-марганцево-кобальтовые батареи, которые также называются NMC батареи. По сути они созданы на основе обычной литий-ионной батареи, которую можно найти в большинстве предметов бытовой электроники. Однако для того, чтобы снизить риск взрывов, компания добавила в электрическую сеть особый аккумуляторный контейнер с системой жидкостного охлаждения, которая охлаждает быстрее, чем батарея, которая находится в расплавленном состоянии, может ее произвести. Хотя это и не предотвращает отказ батареи, это все же помогает справиться с каскадными сбоями, которые и приводят к взрывам.
Помимо этого имеется и еще одна серьезная проблема. Существующие сейчас батареи просто не имеют достаточно мощности для того, чтобы перемещать грузы по всему миру. По сути сейчас предел, который они могут дать - это плавание на 30 морских миль при перевозке груза в 3200 тонн.
Однако для удовлетворения энергетических потребностей массивных международных грузовых судов понадобятся значительно более мощные и совершенные батареи.
А ЧТО ВЫ ДУМАЕТЕ ОБ ЭТОМ?