Μικρά «εργοστάσια» υδρογόνου στα πλοία της ποντοπόρου ναυτιλίας και άλλα καύσιμα για «πράσινα» καράβια
Ας σκεφτούμε το εξής σενάριο για το μέλλον: ένα νεότευκτο καράβι της ελληνικής ποντοπόρου ναυτιλίας έχει μόλις εκκινήσει το μακρύ ταξίδι του για τον Ινδικό Ωκεανό. Δεν μεταφέρει μόνο το φορτίο του, αλλά και ένα μικρό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας από «πράσινο» υδρογόνο. Θα διανύσει χιλιάδες ναυτικά μίλια και τελικά θα φτάσει στον προορισμό του με καύσιμο που παράγεται on-board, χωρίς να χρειαστεί να σταματήσει κάπου για ανεφοδιασμό και αφήνοντας πίσω του μόνο το αφρισμένο ίχνος του στη θάλασσα, αφού το ανθρακικό του αποτύπωμα είναι μηδενικό. Πόσο πιθανό είναι να δούμε τέτοια καράβια να διασχίζουν τις θάλασσες στην περίοδο ώς το 2030 ή το 2040; Οι απαιτήσεις για το «πρασίνισμα» της παγκόσμιας ναυτιλίας είναι πιεστικές, δεδομένου ιδίως ότι οι πολύ αυστηροί κανονισμοί που έχουν τεθεί από την ΕΕ και τον Διεθνή Ναυτιλιακό Οργανισμό (ΙΜΟ) επιτάσσουν μεταξύ άλλων τη μείωση των εκπομπών του διοξειδίου του άνθρακα κατά 70% στα επόμενα 10-15 χρόνια και την εισαγωγή εναλλακτικών καυσίμων.
Ωστόσο, το αν η παραγωγή υδρογόνου πάνω στο καράβι είναι κάτι εφικτό και βιώσιμο ή όχι, μένει να το δείξει η έρευνα και η ανάπτυξη, αφού το όλο εγχείρημα βρίσκεται ακόμα σε ερευνητικό στάδιο. Από τους ερευνητές αναμένονται άλλωστε περισσότερες και πιο συγκεκριμένες απαντήσεις και για τα οφέλη άλλων καυσίμων, όπως η ανανεώσιμη μεθανόλη, τα υγρά βιοκαύσιμα, το βιομεθάνιο και η αμμωνία, αλλά και γενικά οι εναλλακτικοί τρόποι πρόωσης με μικρότερο ενεργειακό αποτύπωμα, χωρίς μείωση της ενεργειακής απόδοσης των καραβιών.
Έρευνα για όλα τα παραπάνω καίρια ζητήματα γίνεται -μεταξύ άλλων- με τη συμμετοχή του Εθνικού Κέντρου Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ), στο πλαίσιο έργων όπως το M2ARE, το POSEIDON και το H2MARINE, που παρουσιάζονται σήμερα, στη Θεσσαλονίκη, κατά τη διάρκεια εκδήλωσης που διοργανώνει το ΕΚΕΤΑ, στο πλαίσιο της 87ης ΔΕΘ.
«Το μεγάλο στοίχημα για τη ναυτιλία σήμερα είναι τριπλό: πρώτον, να μειώσει τις εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και των άλλων ρύπων. Δεύτερον, παράλληλα με τη μείωση του CO2, να παραμείνει ανταγωνιστική και να συνεχίσει να μεταφέρει τα φορτία φθηνά και έγκαιρα, και, τρίτον, να χρησιμοποιεί ή να παράξει ενέργεια όσο το δυνατόν φθηνότερα» επισήμανε μιλώντας στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο μηχανολόγος μηχανικός, δρ Γεώργιος Σκεύης, γενικός διευθυντής της «Cleos», συμπραξης των εταιρειών «DryLog» και «GasLog», συμφερόντων Πήτερ Λιβανού, και της «Olympic Shipping», συμφερόντων του Ιδρύματος Ωνάση. Στόχος της «Cleos» είναι να στηρίξει τη ναυτιλία στην προσπάθεια για μείωση του ανθρακικού της αποτυπώματος.
Όπως εξηγεί ο δρ Σκεύης, το «πρασίνισμα» της ελληνικής ναυτιλίας έχει ήδη αρχίσει και η ποντοπόρος είναι πρωτοπόρος σε τέτοια ζητήματα. Ήδη έχουν δρομολογηθεί λύσεις που έχουν ρίξει όχι μόνο το αποτύπωμα του CO2, αλλά και άλλων ρύπων. Πλέον φαίνεται ότι τα βήματα γίνονται σταδιακά μεγαλύτερα άλματα και στο πλαίσιο αυτό εξετάζονται με μεγαλύτερη έμφαση οι τεχνολογίες των συστημάτων υδρογόνου.
Πώς «ανεβαίνει» στο καράβι το υδρογόνο;
Κατά τον δρα Σκεύη, το υδρογόνο μπορεί να «ανέβει» στο καράβι με δύο τρόπους: ο ένας είναι να μεταφερθεί από τη στεριά. Σε αυτή την περίπτωση ένα από τα βασικά ζητήματα είναι πού θα βρεθεί το πράσινο υδρογόνο, γι’ αυτό και είναι απαραίτητες οι συνέργειες με παραγωγούς του. Επιπλέον, σε αυτή την περίπτωση, το καύσιμο χρειάζεται να μεταφέρεται και να αποθηκεύεται στο πλοίο σε ειδική δεξαμενή, σε υγρή μορφή και σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, γεγονός που δημιουργεί προκλήσεις. Ο δεύτερος είναι να παραχθεί «in situ» (κάτι που βρίσκεται, όπως προαναφέρθηκε, σε φάση έρευνας και πιλοτικής ανάπτυξης και θα μπορούσε ίσως να αποδώσει κάποια απτά αποτελέσματα αλλα σε βαθος δεκαετίας).
Τα καλά νέα είναι ότι το υδρογόνο μπορει να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα κυψελών καυσίμου. Στην κυψέλη καυσίμου, το υδρογόνο χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη και μέσω χημικής διεργασίας μετατρέπεται σε νερό και ηλεκτρισμό. Αν δε, το υδρογόνο είναι καθαρό, τότε το πλοίο έχει ένα σύστημα με πρόωση μηδενικού ανθρακικού αποτυπώματος.
Σήμερα, οι τεχνολογίες κυψελών καυσίμου είναι ώριμες για την ξηρά, αλλά για να χρησιμοποιηθούν αποδοτικά πάνω στα πλοία χρειάζεται να αναπτυχθούν εκ νέου, με τρόπο ώστε τα συστήματα να είναι κατάλληλα και για χρήση στη θάλασσα (δηλαδή για αντοχή στην υγρασία, στο αλάτι και τις ταλαντώσεις ενός πλοίου που ταξιδεύει στην ανοιχτή θάλασσα). «Αυτό, δηλαδή το “marinization” (η προσαρμογή των συστημάτων στις ανάγκες της χρήσης στη θάλασσα), είναι κάτι που μπορεί να λυθεί σχετικά σύντομα και επειδή έχει πολύ μεγάλη (ενεργειακή) απόδοση, μπορεί να είναι ελκυστικό παρά το σχετικά υψηλό κόστος εφαρμογής. Πότε μπορεί να είναι συμφέρουσα η ανάληψη μιας τέτοιας επένδυσης; Δεδομένου ότι η απόσβεσή της έρχεται σε βάθος πενταετίας έως και δεκαετίας και λαμβανομένου υπόψη ότι τα μεγάλα καράβια (δεξαμενόπλοια) της ποντοπόρου ναυτιλίας έχουν διάρκεια ζωής 20-25 ετών, μπορεί να είναι μια πολύ αποδοτική επένδυση για νεότευκτα πλοία. Το υδρογόνο όμως, δεν χρειάζεται να εισέλθει στο μείγμα καυσίμων της ναυτιλίας μόνο με επαναστατικές λύσεις, που απαιτούν χρόνο και χρήμα, αφού αποτελεί την πρώτη ύλη για όλα ή για τα περισσότερα βιώσιμα καύσιμα, καθώς πολλά από αυτά το χρειάζονται για να παραχθούν.
Ποιες άλλες λύσεις υπάρχουν;
Οι προτεινόμενες λύσεις για το «πρασίνισμα» της ναυτιλίας είναι πάντως πολύ περισσότερες και ένας από τους ρόλους των ερευνητών είναι να κανουν αξιολογηση στο ποιες από αυτές είναι πιο εφικτές ή ρεαλιστικές. Πιο κοντά στην πραγματικότητα φαίνεται ότι βρίσκονται, κατά τον δρα Σκεύη, οι εξής: πρώτον, τα υγρά βιοκαύσιμα, τύπου «drop-in», για τα οποία δεν χρειάζεται καμία μετατροπή στις μηχανές του πλοίου ή πρόσθετη υποδομή. Τα καύσιμα αυτά εξυπηρετούν συν τοις άλλοις τους στόχους της κυκλικής οικονομίας, αφού παράγονται από παραπροϊόντα της αγροτικής παραγωγής (που αφθονούν, πχ, στη Βόρεια Ελλάδα) ή απορρίμματα, Μάλιστα, υγρά βιοκαύσιμα αναπτύσσονται και στο ΕΚΕΤΑ. Δεύτερον, το βιομεθάνιο από επεξεργασία βιοαερίου, που μπορεί να αντικαταστήσει και το Υγροποιημένο Φυσικό Αέριο (LNG). Τρίτον, η μεθανόλη και τέταρτον η αμμωνία, η οποία παρουσιάζει όμως αρκετές προκλήσεις.
Η ανανεώσιμη μεθανόλη
Ως προς την ανανεώσιμη μεθανόλη, με ενδιαφέρον αναμένονται τα αποτελέσματα δύο ερευνητικών έργων με τη συμμετοχή του ΕΚΕΤΑ, του POSEIDON, που εκκίνησε την 1η Σεπτεμβρίου και είναι τετραετούς διάρκειας και του M2ARE, που αναμένεται να μπει στην αφετηρία τους επόμενους μήνες και έχει ως αντικείμενο την αξιολόγηση των τεχνολογιών παραγωγής και χρήσης του εν λόγω καυσίμου στη ναυτιλία, όπως επισήμανε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ εκ μέρους του ΕΚΕΤΑ ο δρ χημικός μηχανικός Δημήτρης Κουτσονικόλας.
«Η μεθανόλη δεν είναι κάτι καινούργιο και εξωτικό, αφού χρησιμοποιείται για χρόνια στη χημική βιομηχανία ως ψυκτικό ή διαλύτης. Μπορεί όμως να χρησιμοποιηθεί και ως καύσιμο, με ιδιότητες παρόμοιες με της βενζίνης. Για να παραχθεί χρησιμοποιείται υδρογόνο και δεσμευμένο διοξείδιο του άνθρακα, άρα εκτός από φορέας υδρογόνου, η μεθανόλη δημιουργεί και ως μια οδός αξιοποίησης του δεσμευμένου CO2. To βασικό της πλεονέκτημα είναι ότι σε συνθήκες περιβάλλοντος, η μεθανόλη είναι υγρή, οπότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι υπάρχουσες υποδομές αποθήκευσης και μεταφοράς των καυσίμων, που ήδη έχουν τα πλοία. Αυτό είναι ένα σημαντικό όφελος, που σε έναν βαθμό αντισταθμίζει το γεγονός ότι οι μηχανές των πλοίων δεν είναι συμβατές με τη μεθανόλη χωρίς μετατροπή. Το δε ανθρακικό της αποτύπωμα είναι μηδενικό έως και αρνητικό, αναλόγως του από πού προέρχεται το διοξείδιο του άνθρακα» είπε ο δρ Κουτσονικόλας και γνωστοποίησε ότι αυτή τη στιγμή στο πλαίσιο του POSEIDON υπάρχουν σε εξέλιξη δύο περιπτωσιολογικές μελέτες, μια στη Θεσσαλονίκη και μία στη Βαλένθια.
Στη Θεσσαλονίκη, όπου στο έργο μετέχουν μεταξύ άλλων το ΕΚΕΤΑ, ο Οργανισμός Λιμένος (ΟΛΘ), το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο και δύο εταιρείες, το case study έχει να κάνει με τη δυνατότητα δέσμευσης CO2 από ενεργοβόρο βιομηχανία για τη μετατροπή του σε μεθανόλη βάσει πρωτοποριακής μεθόδου και τελικά την αξιολόγηση των εκπομπών με ναυτικούς κινητήρες στην ξηρά. Στο τελευταίο της στάδιο, η τεχνολογία θα δοκιμαστεί σε πλοίο εκτός Ελλάδας. Το έργο πρόκειται να ολοκληρωθεί το καλοκαίρι του 2027.
φωτογραφία αρχείου
