Transport w światowym handlu opiera się w 90% na żegludze. Jej udział wzrósł od 1970 r. o 400%. Transport wodny emituje rocznie 1000 milionów ton dwutlenku węgla, co stanowi 3% światowej emisji. Statki emitują również cząstki stałe, sadzę i trujące gazy. Lokalne zanieczyszczenie spowodowane przez statki cumujące w porcie, wpływające do niego lub opuszczające go może być szczególnie groźne dla środowiska ze względu na stosowany jako paliwo niskiej jakości olej bunkrowy, zawierający silnie zanieczyszczającą siarkę.
Ponadto przewiduje się, że emisja zanieczyszczeń pochodzących z żeglugi wzrośnie nawet o 120% do 2050 r. Ten scenariusz nie jest zgodny z celem ustalonym na szczeblu międzynarodowym: wzrost temperatury na świecie ma zostać utrzymany poniżej 2°C w stosunku do poziomów sprzed rewolucji przemysłowej. Oznacza to, że do 2050 r. poziom światowej emisji powinien być o połowę niższy niż w 1990 r. Tymczasem niewykluczone, że do 2050 r. transport wodny będzie odpowiadał za 10% emisji gazów cieplarnianych (GHG).
Sektor żeglugi nie podlega porozumieniu paryskiemu. Jest on regulowany na poziomie światowym przez specjalny organ zarządzający w ramach ONZ — Międzynarodową Organizację Morską (IMO). Organizacja IMO zobowiązała się do wprowadzenia regulacji w sprawie emisji GHG, jednak dopiero od 2023 r, czyli za sześć lat. Na dodatek odpowiedzialność tej instytucji za monitorowanie i przygotowywanie sprawozdań na temat zużycia paliwa w sektorze od stycznia 2019 r. osłabia dość ogólnikowa deklaracja, że zebrane dane zostaną wykorzystane do „decydowania o podjęciu dalszych działań, o ile będą one konieczne”.
Jakie działania są zatem podejmowane lub rozwijane, aby zmniejszyć emisję CO2 w sektorze żeglugi?
Konstrukcyjny wskaźnik efektywności energetycznej
W 2011 r. organizacja IMO opracowała konstrukcyjny wskaźnik efektywności energetycznej (EEDI): od nowych statków wymagana jest wyższa efektywność energetyczna wyznaczana przez normy, które z czasem będą się stawać coraz bardziej rygorystyczne. Punktem odniesienia dla tych norm jest średnia efektywność energetyczna statków budowanych w latach 1999–2009.
ZOBACZ TAKŻE: Zmniejszenie emisji CO2 w transporcie drogowym. Jaka jest przyszłość aut ciężarowych?
Jednak statki budowane w tym okresie były średnio mniej wydajne pod względem zużycia paliwa niż te, które powstały w latach 90. Istnieje zatem obawa, że wdrożenie wspomnianych norm doprowadzi efektywność energetyczną statków zaledwie do poziomu sprzed 25 lat. Na przykład według najnowszych danych dotyczących efektywności nowe statki zbudowane w 2013 r. były średnio o 10% mniej wydajne pod względem zużycia paliwa niż te zbudowane ćwierć wieku temu. Masowce, tankowce i kontenerowce z 2013 r. były średnio o 12%, 8% i 8% mniej wydajne pod względem zużycia paliwa niż ich odpowiedniki z 1990 r.
Według ostatnich badań przeprowadzonych przez organizację CE Delft, obejmujących dane z 2016 r., nawet w 2016 r. nie odnotowano postępów, jeśli chodzi o usprawnienia konstrukcyjne mające poprawić efektywność energetyczną — nowo wybudowane w 2016 r. masowce, tankowce i gazowce były mniej wydajne niż ich odpowiedniki z 2015 r.
Ograniczanie prędkości statków (slow steaming)
Istnieje jednak niezwykle prosta metoda na znaczne zmniejszenie emisji dwutlenku węgla minimalnym kosztem. Chodzi o praktykę slow steaming, czyli ograniczania prędkości operacyjnej statku w celu oszczędzania paliwa i redukcji emisji dwutlenku węgla i innych substancji zanieczyszczających powietrze. Zmniejszenie prędkości statku o 10% prowadzi do redukcji emisji szkodliwych substancji o 27%. Wadą tej metody jest to, że do przetransportowania tej samej ilości towarów potrzebna jest większa liczba statków. Jednak nawet po uwzględnieniu dodatkowej emisji związanej z budową i działaniem tych nowych statków zmniejszenie prędkości floty o 10% pozwoliłoby na redukcję całkowitej emisji dwutlenku węgla o 19%.
Slow steaming zaczęto stosować w sektorze żeglugi w 2007 r., aby poradzić sobie z problemem niepełnego wykorzystania miejsca w ładowniach wynikającym z kryzysu ekonomicznego i związanego z nim spadku międzynarodowej wymiany handlowej. Firma Maersk — największy na świecie operator kontenerowy — opisała, jak zastosowanie metody slow steaming pozwoliło zmniejszyć obciążenie silników statków o 35%, ograniczyć zużycie paliwa, zredukować koszty utrzymania floty i rozwiązać problemy natury operacyjnej.
Stosowanie metody slow steaming mogłoby być egzekwowane globalnie przy użyciu Systemu Automatycznej Identyfikacji (AIS), który jest już obowiązkowy na wszystkich dużych statkach, ponieważ dostarcza informacje w czasie rzeczywistym na temat położenia i prędkości statku oraz kierunku, w którym płynie.
ZOBACZ TAKŻE:
Grupa zadaniowa ds. dekarbonizacji sektora żeglugi
W październiku 2017 r. instytut UCL Energy, fundacja Global Maritime Forum, organizacje Carbon War Room i Carbon Pricing Leadership Coalition (CPLC) ogłosiły powołanie grupy zadaniowej ds. dekarbonizacji sektora żeglugi. Jej celem jest opracowywanie konkretnych metod dekarbonizacji w ramach pięciu grup roboczych, z których każda skupia się na jednym z kluczowych obszarów sektora. Ich praca ma być zgodna z ambitnymi, opartymi na badaniach naukowych celami dotyczącymi redukcji emisji. Wyniki działalności grupy zadaniowej zostaną przedstawione na szczycie inauguracyjnym Global Maritime Forum w październiku 2018 r. W ramach projektu powołano pięć następujących grup roboczych:
- Grupę ds. liderów sektora: aby łączyć i mobilizować decydentów oraz liderów branży w celu opracowania ambitnej i możliwej do zrealizowania wizji dekarbonizacji sektora żeglugi.
- Grupę ds. technologii: aby przyspieszyć upowszechnienie czystych rozwiązań technologicznych ze szczególnym uwzględnieniem sprawdzonych przełomowych technologii wchodzących obecnie na rynek.
- Grupę ds. przejrzystości działań: aby usprawnić przepływ informacji i umożliwić sprawne podejmowanie decyzji dotyczących efektywnych i rentownych operacji.
- Grupę ds. finansów: aby rozwijać zasadę uwzględniania ryzyka klimatycznego przy podejmowaniu decyzji o udzieleniu pożyczki oraz wspierać rozwój najlepszych praktyk i narzędzi służących upowszechnianiu tej zasady.
- Grupę ds. cen emisji dwutlenku węgla: aby analizować rolę cen emisji ditlenku węgla w rozwiązaniu problemu emisji GHG w transporcie wodnym.
Wstępne wyniki pracy grupy zadaniowej okażą się z pewnością interesujące, zwłaszcza w dziedzinie technologii. Nie sprecyzowano, jakie „przełomowe technologie wchodzące obecnie na rynek” powinny zostać zbadane. Jedna z tych technologii zasługuje na szczególną uwagę.
CZYTAJ TAKŻE: Elektromobilność. Jak zmieniać transport i komunikację, by chronić środowisko?
Elektryfikacja floty statków transportowych
Po nadejściu elektrycznej rewolucji w przemyśle samochodowym (a nawet lotniczym — więcej informacji na ten temat w poprzednim poście na blogu Leonardo Energy) pora na sektor żeglugi. Silniki Diesla na łodziach żaglowych, statkach turystycznych, promach, a nawet większych jednostkach są zastępowane akumulatorowym napędem elektrycznym o zerowej emisji ditlenku węgla i substancji zanieczyszczających powietrze, zapewniającym przyjemniejszą podróż. Oto kilka przykładów:
- Opal to statek zasilany energią elektryczną używany do celów turystycznych na Oceanie Arktycznym, szczególnie do cichego obserwowania wielorybów w pobliżu Islandii i Grenlandii. Ten hybrydowy statek podłączany do sieci ładuje swoje akumulatory w czasie żeglugi. Jego śruba napędowa działa jak powoli obracająca się turbina i odzyskuje energię do systemu.
- ES Maria Wörth to prom zasilany energią elektryczną i słoneczną kursujący po Jeziorze Wörthersee między restauracją Villa Lido a przystanią Lendhafen w Klagenfurcie w Austrii.
- Ampere jest pierwszym na świecie promem samochodowym zasilanym energią elektryczną. Służy on od maja 2015 i obsługuje przeprawę o długości 5,7 km przez norweski Sognefjord. Odbywa około 34 kursów dziennie. Po sukcesie Ampere wybudowano ponad 30 nowych elektrycznych i hybrydowych promów, które obsługują norweskie wybrzeże.
- Firma Color Line, zajmująca się transportem promowym między Norwegią a Szwecją, zamierza w 2019 r. powiększyć swoją flotę o hybrydowy prom zasilany elektrycznymi akumulatorami, który jednorazowo będzie w stanie przewieźć 2000 pasażerów i 500 samochodów.
- Firma HH Ferries Group przebudowuje swoje dwa promy o nazwie Tycho Brahe i Aurora, tak by były w całości zasilane akumulatorowo. Podobno są już prawie gotowe. Będą to największe całkowicie elektryczne statki na świecie — ich długość wynosi 238 metrów i ważą 8414 ton. Obsługują 4-kilometrowe połączenie promowe między miejscowościami Helsingborg (Szwecja) i Helsingör (Dania).
- Yara Birkeland będzie pierwszym na świecie w pełni elektrycznym i autonomicznym (bezzałogowym) kontenerowcem. Projekt ma zostać wdrożony w drugiej połowie 2018 r. Statek będzie przewoził towary między portami w Breviku i Larviku w Norwegii.
Elektryfikacja zaczyna się na brzegu
Kluczem do elektryfikacji floty morskiej jest zasilanie energią elektryczną z lądu. Po pierwsze umożliwi ono odbywanie większej liczby podróży przez statki elektryczne zasilane akumulatorowo pływające od portu do portu — podczas przystanków będą mogły naładować swoje duże akumulatory na kolejną wyprawę. Obecnie wśród portów europejskich taką możliwość oferują Hamburg, Rotterdam, Göteborg, Kilonia, Lubeka, Oslo i Bergen. Nadbrzeżne systemy zasilania energią rozwijają się szczególnie szybko w Norwegii. Trwają prace nad 35 projektami, które mają sprostać potrzebom zwiększającej się liczby hybrydowych statków zasilanych elektrycznymi akumulatorami, o których wspomniano w poprzedniej części.
Po drugie zasilanie energią elektryczną z lądu to sposób na redukcję lokalnego zanieczyszczenia powietrza i emisji ditlenku węgla oraz uniknięcie hałasu i drgań generowanych przez statki w portach. Nie należy bagatelizować tego argumentu, ponieważ większość portów jest położona w dużych miastach i emitowane przez nie zanieczyszczenia oddziałują bezpośrednio na obszary o dużym zaludnieniu.
Jednak pomimo rozbudowy nadbrzeżnych systemów zasilania energią w rejonie Morza Północnego i Bałtyku, ogólnie rzecz biorąc rozwój tej technologii w Europie pozostaje w tyle w porównaniu z resztą świata. Pokazują to wyraźnie ostatnie wydarzenia. W związku z projektem London City Cruise Port dotyczącym przystani Enderby Wharf w Greenwich lokalni działacze przekonywali, że potrzebne jest zasilanie energią elektryczną z lądu, aby silniki Diesla na statkach wycieczkowych nie musiały pracować 24 godziny na dobę. Sąd orzekł jednak, że takie rozwiązanie byłoby drogie i niepraktyczne. Tymczasem w Stanach Zjednoczonych w nowojorskim terminalu wycieczkowym Brooklyn Cruise Terminal zainstalowano nabrzeżny system zasilania energią w celu redukcji zanieczyszczenia powietrza.
Brak odpowiedniej infrastruktury w Europie może z dużym prawdopodobieństwem odebrać europejskiemu sektorowi żeglugi przewagę w dziedzinie hybrydowych napędów okrętowych zasilanych akumulatorowo. Wpłynie również negatywnie na zdrowie lokalnych populacji.
Inne technologie
Shayne MacLachlan (Dyrekcja Generalna OECD ds. Środowiska) sugeruje następujące rozwiązania w kwestii dekarbonizacji sektora żeglugi:
- Wyposażenie statków w systemy zasilania energią wiatru, fal morskich i słońca przy użyciu żagli, płetw i paneli słonecznych.
- Zwiększenie nośności statków i przygotowanie ich do służby przez kolejne 10–15 lat, a także optymalizacja zużycia paliwa poprzez wyposażenie flot w bardziej zaawansowany technologicznie sprzęt.
- Wykorzystywanie technologii odzyskiwania ciepła, tak by energia pozyskiwana z gazów spalinowych była zamieniana na parę, a następnie przekształcana w energię mechaniczną i ostatecznie elektryczną, zasilającą elementy układu napędowego statków.
- Budowa statków o opływowej konstrukcji w celu zmniejszenia oporu oraz montaż bardziej wydajnych śrub napędowych.
- Wykorzystywanie systemów METS (Maritime Emissions Treatment Systems, System oczyszczania spalin pochodzących z transportu morskiego) w formie barki, z której wyprowadzone są duże rury mocowane na kominach statków, wyłapujące i oczyszczające spaliny emitowane przez zacumowane jednostki.
Wnioski
Prawdziwie ekologiczna żegluga wymaga niemal całkowitej rezygnacji ze stosowania paliw kopalnych. Ważną rolę w tym projekcie odgrywają elektryfikacja floty oraz rozwój infrastruktury umożliwiającej zasilanie energią elektryczną z lądu. Rozwiązania te muszą być wspierane przez inne zrównoważone technologie, slow steaming oraz działania służące zwiększeniu efektywności energetycznej. Nie obędzie się też oczywiście bez adekwatnych regulacji prawnych i bodźców zachęcających oraz spójnych strategii biznesowych i polityk.
CZYTAJ TAKŻE: Zmniejszenie emisji CO2 w transporcie publicznym. Dlaczego w wielu krajach stawiają na autobusy elektryczne?
