Kiekvieną kartą į jūrą išplaukęs rekordiškai didelis laivas palieka vis didesnį anglies dioksido pėdsaką, todėl inžinieriai siekia sukurti ekologiškus milžinus su naujais varikliais, neišmetančiais nė gramo CO2.
Didžiausias pasaulyje konteinerinis laivas su kavos pupelių, išmaniųjų telefonų ir milijonų kitų prekių kroviniu į savo pirmąją kelionę išplaukė 2023 metais. Laivo „MSC Irina“ ilgis – 400 m, o tai atitinka keturias futbolo aikštes.
Gyvename milžiniškų laivų amžiuje, bet auga ne tik konteineriniai laivai. Štai kruizinis laivas „Icon of the Seas“ yra 364 m ilgio, jame telpa beveik 10 tūkst. keleivių ir įgulos narių.
Deja, milžiniški laivai sunaudoja labai daug naftos, o tai brangiai kainuoja klimato kaitos požiūriu. Šiuo metu kruizinio laivo keleivis yra atsakingas už maždaug dvigubai daugiau išskiriamo CO2 nei lėktuvo keleivis, nors būtent lėktuvai yra viena taršiausių transporto priemonių. Laivybos pramonė yra atsakinga už 2–3 % viso pasaulyje išmetamo CO2 kiekio.
Jei norime pasiekti klimato kaitos tikslus, turime sukurti naujų variklių ir naujų rūšių degalų, tinkamų milžiniškiems laivams. Laimei, inžinieriai sugalvojo ir viena, ir kita. Viena perspektyviausių yra sena ir liūdnai pagarsėjusi technologija – branduolinė energija.
Krovininiai laivai tampa milžiniški
Pastaraisiais dešimtmečiais didėjo visų tipų laivai, tačiau sparčiausiai augo konteinerinių laivų dydis. Pirmasis konteinerinis laivas „SS Ideal X“ 1956 m. gabeno 800 vienetų 20 pėdų konteinerių, kurių kiekvienas buvo 6,1 m ilgio ir 2,4 m pločio. Nuo 2011 m. krovininių laivų skaičius pasaulyje išaugo 9 %, o konteinerių skaičius viename laive per tą patį laikotarpį padidėjo 65 %.
Šiandien prekybos maršrutuose dominuoja iki 400 m ilgio itin dideli konteineriniai laivai (angl. Ultra Large Container Vessel, ULCV). Laive rekordininke „MSC Irina“ telpa 24 346 vienetai 20 pėdų konteinerių.
Augantiems laivams reikia galingesnių variklių. Į „MSC Iriną“ panašių laivų dvitakčiai varikliai yra namo dydžio ir atitinka daugiau nei 100 tūkst. arklio galių. Šiandien milžiniškuose krovininiuose laivuose įrengtos kelios techninės priemonės, kuriomis siekiama sumažinti degalų sąnaudas ir išmetamo CO2 kiekį.
Vis daugiau laivų degina suskystintąsias gamtines dujas. Jos vidutiniškai išmeta apie 25 % mažiau CO2 nei tradicinis dyzelinas. Be to, milžinuose įrengiamos technologijos, palengvinančios jų kelionę vandeniu, pavyzdžiui, iš laivo priekyje esančių purkštukų pučiami maži oro burbuliukai patenka po korpusu ir sumažina vandens pasipriešinimą.
Nors jau naudojamos klimatui palankesnės technologijos, norint, kad dideli laivai taptų dar draugiškesni gamtai, reikia radikalių permainų.
Laimei, inžinieriai turi naujų sprendimų. Vienas jų – gerai pažįstamos specifinį kvapą turinčios toksiškos dujos.
Toksiškos dujos žada ekologišką laivybą
Jei kada nors skalbinių krepšyje po treniruotės ilgam palikote prakaituotus drabužius, tikriausiai žinote amoniako kvapą. Šiandien ši cheminė medžiaga daugiausia naudojama trąšų gamyboje.
Inžinieriai siekia amoniaką panaudoti kaip laivų degalus. Amoniako molekulėje (NH3) nėra anglies (C), todėl jį deginant neišskiriamas CO2.
Vandenilis ateityje taip pat galėtų būti naudojamas kaip ekologiški laivų degalai. Japonijos bendrovės šiuo metu kuria vandeniliu varomą variklį, 2027 m. jis bus išbandytas dideliame krovininiame laive. Vienas iš vandenilio pranašumų yra tas, kad jį galima išgauti iš vandens.
Vis dėlto klimatui nekenksmingo kuro neužtenka. Ieškodami sprendimų inžinieriai grįžta prie kitų senų koncepcijų. Norvegijos kruizinių laivų bendrovė „Hurtigruten“ siekia pastatyti laivą, kurį varys elektrinės burės, saulės energiją verčiančios elektra. Jos išsiskleis, kai bus palankios saulės, vėjo ar abiejų šių veiksnių sąlygos.
Tuo metu kiti inžinieriai išbando variklius, varomus radioaktyviąja druska.
Išlydyta druska suks propelerį
Kai 1942 m. Enrico Fermi vadovaujama mokslininkų grupė sukėlė pirmą grandininę urano reakciją, branduolinė energija tapo neatsiejama energijos tinklo dalimi. Šiuo metu branduolinė energija sudaro apie 10 % pasaulio elektros energijos. Branduolinio reaktoriaus kuras yra radioaktyvieji elementai, dažniausiai – uranas arba plutonis. Šių medžiagų atomai yra nestabilūs. Jei į atomą pataiko neutronas, atomas skyla ir išsiskiria energija bei dar daugiau neutronų. Vykstant grandininei reakcijai šie neutronai gali suskaldyti dar daugiau atomų.
Vanduo teka aplink reaktorių, sugeria grandininės reakcijos energiją ir įkaista. Karštas vanduo virsta garais, o šie varo turbiną. Galiausiai turbina maitina generatorių, gaminantį elektros energiją.
Šis pagrindinis metodas naudojamas daugelyje pasaulio branduolinių elektrinių, tačiau branduolinė energija gali būti pritaikoma ir laivuose. Jau šiandien vandenynuose plaukioja apie 160 laivų, varomų branduoline energija. Daugelis jų yra kariniai povandeniniai laivai. Dėl šios technologijos po vandeniu jie gali išbūti mėnesių mėnesius, nes jiems nereikia iškilti į paviršių pasipildyti degalų.
Inžinieriai išbando naujos kartos mažus reaktorius, kuriuose vietoj vandens naudojama išlydyta druska, pavyzdžiui, įvairūs ličio fluorido variantai. Druskoje yra radioaktyviosios medžiagos, todėl ji sugeria grandininės reakcijos energiją arba tiesiog pereina per reaktoriaus šerdį su kietojo kuro strypais.
Druskų reaktoriai gali veikti esant daug mažesniam slėgiui nei tradiciniai vandens reaktoriai. Dėl šios priežasties sumažėja sprogimų, kurie paskleistų radioaktyviąsias medžiagas, rizika. Šie reaktoriai yra daug saugesni ir galėtų būti puikiai pritaikomi civiliniuose laivuose. Jei druskos masė iš reaktoriaus nutekėtų, ji greitai atvėstų, sukietėtų ir apgaubtų radioaktyvųjį kurą.
Išlydytų druskų reaktoriai gali veikti iki 25 metų be jokio papildymo ir visai neišmeta CO2.
Tokie reaktoriai nėra tik brėžiniai ar mokslininkų projektai. Kinijos laivų statykla paskelbė apie planus statyti 24 tūkst. konteinerių gabenti galintį laivą, kurį varytų išlydytos druskos reaktorius.
Comments are closed.