На бескрайних просторах мирового океана происходят преобразования.
Сектор международного судоходства, состоящий из тысяч огромных грузовых судов, нагруженных многими товарами, которые мы покупаем, выбрасывает в атмосферу углекислого газа (CO₂) примерно столько же, сколько вся Германия.
Наше исследование подчеркивает необходимость немедленных действий. Сокращение выбросов от судоходства на 34% к 2030 году необходимо для достижения цели Парижского соглашения по снижению температуры на 1,5°C. Но поскольку трубопроводы с низкоуглеродистым топливом вряд ли будут доступны в необходимых масштабах, по крайней мере, до 2030-х годов, как отрасль сможет достичь своей краткосрочной цели?
Введите новое решение древнего происхождения: паруса. Не вздымающиеся полотна прошлых веков, а высокотехнологичные системы, способные использовать возобновляемую энергию ветра в дополнение к движению корабельного двигателя.
Ряд передовых конструкций парусов привлекают внимание судоходных компаний. В число двух претендентов входят роторы Флеттнера, цилиндры, которые вращаются для создания движущей силы, и «крылья», которые напоминают крылья самолета и созданы на основе конструкций, используемых в гонках на яхтах.
Ветровая тяга позволяет кораблям использовать меньше топлива и, следовательно, выделять меньше парниковых газов. Однако в нашей новой статье мы обнаружили, что реальная возможность сократить выбросы от судоходства в этом десятилетии заключается в сочетании парусов с оптимальными маршрутами, проложенными системами спутниковой навигации.
Старая идея с новой технологией
Оптимизированная маршрутизация — знакомая концепция большинству из нас. Вы воспользуетесь им, введя пункт назначения в Карты Google и позволив его алгоритмам рассчитать самый быстрый способ добраться до пункта назначения.
Для кораблей процесс аналогичен. Но вместо того, чтобы найти самый быстрый путь, программное обеспечение моделирует поведение корабля в воде, рассчитывая маршруты и скорости, которые минимизируют расход топлива.
Благодаря оптимизированному маршруту и парусам суда могут отклоняться от стандартного курса в поисках попутного ветра. Корабль может путешествовать на большее расстояние, но дополнительная мощность, получаемая от парусов, ограничивает расход топлива корабля и снижает общий объем выбросов на протяжении всего пути. Программное обеспечение предлагает только маршруты, которые гарантируют одинаковое время прибытия, сохраняя судно по первоначальному расписанию.
Мы использовали компьютерную модель грузового судна с четырьмя парусами, каждый из которых выше бразильской статуи Христа-Искупителя (35 метров). Подсчитав расход топлива этого большого сухогруза в более чем 100 000 рейсов за четыре года и охватывающих 14 морских маршрутов по всему миру, мы обнаружили, что паруса могут сократить ежегодные выбросы углекислого газа примерно на 10%.
Истинные возможности парусов раскрываются при использовании оптимального маршрута, что увеличивает ежегодное сокращение выбросов до 17%.
Маршруты с идеальными ветровыми условиями имеют еще больший потенциал. Наиболее перспективными, как правило, являются те, которые находятся далеко от экватора, например, трансатлантические и транстихоокеанские переходы, где сильные ветры могут наполнить большие паруса. Используя преимущества ветров, перемещающихся по океану на этих маршрутах, паруса и оптимизированные маршруты могут сократить ежегодные выбросы более чем на 30%.
Возьмем, к примеру, путешествие между Великобританией и США. Корабль, отправляющийся в это путешествие, обычно испытывает сильный встречный ветер, который создает сопротивление и толкает судно назад, а это означает, что для поддержания того же импульса движения вперед необходимо сжечь больше топлива. Но, используя паруса и оптимизированное программное обеспечение для маршрутизации на этом переходе, суда могут избежать встречного ветра и двигаться в сторону более благоприятного ветра.
На обратном пути корабль обычно испытывал сильный ветер сзади и сбоку, который наполнял паруса и толкал корабль дальше. Благодаря оптимизированному программному обеспечению для маршрутизации корабль может обнаруживать еще более сильные ветры и точно настраивать направление парусов, чтобы максимизировать тягу.
Удержание цели в 1,5°C на плаву
Международная морская организация (орган ООН, ответственный за экологическое регулирование в сфере судоходства) поставила перед собой задачу сократить выбросы парниковых газов на 20-30% к 2030 году. Цель Парижского соглашения — 1,5°C требует еще более глубокого сокращения.
Наше исследование показывает, что сокращение выбросов CO₂ такого масштаба возможно в этом десятилетии за счет ветровой тяги и оптимизации маршрутов на перспективных маршрутах. Достижение этого заставит судоходную отрасль использовать существующие технологии и методы и сместить акцент с одного только топлива, поскольку разработка топлива с нулевым выбросом углерода займет больше времени.
По мере того, как мы приближаемся к 21 веку, наши исследования дают судоходной отрасли четкий сигнал: в этом десятилетии возможно существенное сокращение выбросов углекислого газа. Вот старая идея, которая объединяет технологии с традициями и может направить международное судоходство на достижение климатических целей.
Теги: корабль, навигация
