O mundo do possível Inscrever-se em Shift occurs

Um chuvisco noturno cai na cidade portuária holandesa de Roterdã, enquanto os trabalhadores das docas desamarram os ancoradouros de Estraden e empurre o navio de carga de 535 pés da doca industrial. O capitão Mikko Innanen entra na ponte, uma sala escura com janelas grandes e telas de radar brilhantes, onde vozes crepitam no rádio em inglês, holandês e finlandês confirmam que a costa está limpa. Innanen assume o comando, guiando o navio do porto tranquilo para o agitado Mar do Norte.

Os principais motores rugem abaixo quando Estraden começa sua viagem ao norte da Inglaterra, carregando tanques de produtos químicos perigosos e contêineres de carga. Então Innanen aperta um botão.

No convés do navio, dois tubos de 60 pés de altura giram em vida, girando como postes de barbeiro hiperativos. A vertical velas do rotor ajude a impulsionar o Estraden aproveitando o vento, como versões modernas de steel da folha de lona antiga. Cada cilindro rotativo arrasta o ar ao seu redor, formando áreas de alta e baixa pressão e produzindo um impulso para frente – reduzindo parte da demanda pelos motores a diesel.

Na ponte, a mudança é imperceptível. A tripulação entra lentamente na sala, observando as luzes do porto desaparecerem nas águas escuras e negras. O capitão vira uma estação de música para preencher o silêncio, e Lenny Kravitz lamenta.

Os efeitos das velas do rotor podem parecer sutis para os que estão a bordo do navio, mas as implicações de tecnologias como essa são enormes. Hoje, mais de 94.000 embarcações mercantes percorrem as vias navegáveis ​​do mundo, transportando cerca de 90% de todos os bens comercializados globalmente. Cargueiros e navios-tanque movem tudo, desde café e chocolate ao cimento, petróleo bruto e gado vivo. Todos exceto uma lasca desses navios use exclusivamente combustíveis fósseis para fazer isso. Como resultado, o setor de navegação worldwide responde por aproximadamente 3% do complete anual de emissões de gases de efeito estufa, e esse número deve aumentar.

As velas de rotor, que podem reduzir de 5% a 20% o uso de combustível de um navio, fazem parte de um esforço maior para substituir navios movidos a diesel por navios que usam energia eólica, combustíveis de queima mais limpa, projetos hidrodinâmicos e ferramentas avançadas de dados para transportar nossos navios. carga preciosa enquanto bombeia menos carbono para a atmosfera.

Embora os defensores da navegação limpa trabalhem há décadas para descartar combustíveis marinhos sujos, o movimento ganhou impulso considerável nos últimos anos. Após uma série de tentativas fracassadas e iniciativas paralisadas, a crescente pressão internacional para agir sobre as mudanças climáticas trouxe uma determinação renovada.

Ainda assim, atualizar a frota marítima mundial será um empreendimento enorme e extraordinariamente caro, e especialistas do setor dizem que o cronograma é apertado. Os primeiros navios cargueiros de emissão zero devem entrar em operação comercial dentro de 10 anos para dar tempo suficiente para que toda a frota mundial faça a mudança até 2050, conforme exigido pelos objetivos climáticos globais.

"Acho que não há mais argumento sobre a necessidade de fazê-lo", disse Diane Gilpin, CEO da Aliança de remessa verde inteligente na Inglaterra. “Existe uma ansiedade sobre qual é a maneira mais apropriada, porque ninguém quer cometer um erro. Mas você tem que correr um risco.

As velas do rotor enfeitaram o Mar do Norte pela primeira vez na década de 1920, quando Anton Flettner, um engenheiro de aviação alemão, instalou seus cilindros giratórios em um cargueiro chamado Buckau. Porém, as primeiras versões da tecnologia sofriam de problemas mecânicos e de tempo ruim. Os motores a diesel estavam se multiplicando rapidamente nos estaleiros, assim como o petróleo bruto jorrava dos poços recém-perfurados. Os rotores de Flettner falharam em atrair muito interesse.

O influxo de petróleo barato e motores potentes permitiu à indústria marítima worldwide expandir dramaticamente seu tamanho e alcance – e sua pegada ambiental. Além dos gases de efeito estufa, os navios de carga estão agora fontes significativas de óxido de enxofre e emissões de óxido de nitrogênio, que ameaçam a saúde das pessoas, principalmente perto de rotas ou portos de transporte movimentados. O ruído mecânico de hélices de navios gigantescos atrapalha a paisagem sonora do oceano, afetando a vida marinha. As espécies invasoras pegam carona nos cascos dos navios ou nos tanques de água de lastro, interrompendo os ecossistemas. Os derramamentos de combustível são particularmente arriscados em regiões frágeis e de difícil acesso, como o Ártico.

E, no entanto, o transporte é indispensável para nossas vidas modernas. Os navios cargueiros movimentam trilhões de dólares em mercadorias a cada ano, entregando 10,7 bilhões de toneladas métricas apenas em 2017. Isso representa um aumento de 4% em relação ao ano anterior e quadruplicou a quantidade de carga movimentada em 1970, de acordo com Estatísticas comerciais das Nações Unidas. Para o setor, o desafio é desenvolver tecnologias que possam, de alguma forma, manter esse fluxo maciço sem causar o mesmo estrago ambiental.

Quando se trata de reduzir as emissões, não faltam propostas criativas. Na Noruega, o Projeto Vindskip prevê um navio inteiro que funciona como uma vela. O casco alto e fino funcionaria como uma asa de avião, criando uma elevação aerodinâmica que puxa o navio para a frente. O Wind Hunter, um projeto de navio de carga japonês, produziria hidrogênio a partir da água do mar e, em seguida, passaria o gás através de uma célula de combustível para impulsionar o navio. A gigante do transporte NYK tem desenhou um navio com agitação, folhas subaquáticas que imitam o movimento de golfinhos, em vez de hélices típicas. Uma variedade de painéis solares de 97.000 pés quadrados cobre todo o convés, enquanto um casco “biônico” em forma de favo de mel contribui para um navio mais leve e com menor consumo de energia.

Mas transformar barcos de sonho renderizados digitalmente em navios de aço de verdade exige superar muitos obstáculos. Significa reunir imensos recursos e forjar colaborações entre companhias de navegação, autoridades e financiadores. Uma abundância de bons momentos também ajuda.

Na experiência de Gilpin, equilibrar essas partes móveis pode ser complicado. Sua aliança, um amplo grupo de especialistas ambientalmente conscientes, trabalha na construção de um navio 100% renovável há mais de uma década.

No início dos anos 2000, a organização concebeu uma embarcação de emissão zero de 330 pés que usaria tecnologias já existentes e comprovadas de maneiras novas. Os combustíveis produzidos a partir de fluxos de resíduos alimentares acionariam um motor de propulsão a gás, enquanto as velas automatizadas se desenrolariam, retrairiam ou girariam para capturar a quantidade ultimate de vento, em um sistema no estilo "DynaRig" que não requer cordas ou graxa de cotovelo.

Um construtor de navios, um proprietário de carga e fornecedores de tecnologia assinaram contrato para construir o navio de US $ 45 milhões, e uma análise independente validou a viabilidade econômica do navio em determinadas rotas. Mas fatores externos conspiraram contra eles. As consequências da crise financeira worldwide de 2008, juntamente com o aumento dos preços do petróleo, deixaram o setor de remessas sangrando em dinheiro e deixaram os investidores nervosos. As negociações climáticas da ONU em 2009 terminaram sem um acordo worldwide, diminuindo ainda mais o apetite por projetos verdes, mas arriscados.

"Foi como uma cascata", disse Gilpin sobre o desenrolar da parceria.

a clever inexperienced transport Alliance espera lançar este graneleiro adaptado até 2021. Aliança de remessa verde inteligente

Quando Gilpin e eu nos conhecemos pessoalmente, em novembro de 2017, ele estava a bordo de um elegante navio de cruzeiros fluviais na Alemanha. Gilpin, que tem cabelos curtos e óculos de aro grosso, organizou uma cúpula marítima para coincidir com a conferência climática da ONU em Bonn. Mais de cem executivos de transporte, especialistas em políticas e ambientalistas se reuniram no rio Reno naquele dia para discutir como o setor poderia desempenhar seu papel na limitação do aquecimento worldwide. O Acordo Climático de Paris de 2015 excluiu as emissões do transporte marítimo e da aviação internacionais em suas metas, deixando essas indústrias se auto-regulamentarem.

Durante os painéis e mais de meio litro de Kölsch, muitas conversas se concentraram nas etapas que as empresas podem tomar hoje – operando navios em velocidades mais lentas, digitalizando cadeias de suprimentos, financiando reformas com eficiência energética – para reduzir imediatamente as emissões de carbono. Mas questões gerais sobre como descarbonizar navios de carga e quem deveria liderar, não encontraram respostas fáceis. Os proprietários de pequenas frotas de transporte manifestaram preocupações de que a transição os forçaria a desistir ou vender para jogadores maiores. Representantes de grandes empresas disseram que teriam mais probabilities de agir quando as regulamentações fossem cumpridas, uma postura que frustrou alguns participantes.

Gilpin disse que viu um fator adicional em jogo: o medo do desconhecido. Ela lembrou que, como consultora de negócios na incipiente indústria de telefonia celular do Reino Unido, ela lutou inicialmente para convencer as empresas de que os dispositivos móveis poderiam ser mais do que brinquedos frívolos. Mais tarde, em uma startup de energia renovável, ela enfrentou dificuldades na construção de parques eólicos offshore, porque nenhum existia na época. Nessas indústrias, como no transporte de cargas, ela disse que a chave para superar a inovação inicial é colocar exemplos do mundo exact no chão – ou, neste caso, na água.

"Não é particularmente novo ou incomum que as pessoas sejam resistentes à mudança", ela me disse recentemente pelo Skype. "Mas uma vez que introduzimos algo novo no mercado, esperaria ver uma aceleração significativa".

As velas do rotor são um exemplo disso. Em 2014, a empresa finlandesa Norsepower instalou duas velas de rotor no Estraden em um teste piloto. (Eu embarquei no navio no ultimate de 2017, pouco depois de conhecer Gilpin.) Diferentemente dos primeiros projetos de Flettner, a Norsepower usa materiais compósitos leves e um sistema de computer software que controla automaticamente a rotação dos tubos. Em 2018, impulsionada pelos resultados da Estraden, a Norsepower colocou velas de rotor mais altas e mais poderosas em uma grande balsa de cruzeiro no Mar Báltico e em um petroleiro de propriedade da gigante marítima Maersk. Uma quarta embarcação adicionará um tubo de 100 pés de altura no início de 2020.

"Está se tornando exact", disse Tuomas Riski, CEO da Norsepower. Ele observou que, quando a startup se formou em 2012, algumas empresas estavam céticas quanto à necessidade de tais tecnologias de economia de combustível. "Agora estamos lidando com os maiores nomes do setor marítimo."

O super Eco Ship 2050 da NYK foi projetado com nadadeiras parecidas com golfinhos, um casco 'biônico' e uma enorme variedade de painéis solares.

Estudos de caso como esses não são a única razão para mudar atitudes. Outro desenvolvimento essential ocorreu desde a cimeira do rio.

Em abril de 2018, a Organização Marítima Internacional (IMO), órgão da ONU, adotou um acordo histórico para reduzir a pegada de carbono do setor. Os reguladores concordaram em reduzir as emissões do transporte marítimo worldwide em 50% até 2050 em comparação com os níveis de 2008. As metas não são agressivas o suficiente para cumprir metas mais amplas de limitar o aumento da temperatura worldwide a 1,5 graus Celsius, mas mesmo os críticos consideraram o acordo um importante primeiro passo.

Maersk, o maior transportador de contêineres do mundo, desde então prometeu para tornar sua frota completamente neutra em carbono em meados do século, e instou outras empresas a seguir o exemplo.

"As companhias de navegação e alguns produtores de energia em terra agora têm grande interesse em navios de emissão zero", disse Kazuyuki Ouchi, consultor marítimo de Tóquio que ajudou a criar o projeto Wind Hunter, produtor de hidrogênio.

As velas do rotor e outras tecnologias de "propulsão assistida pelo vento", como asas gigantes e asas de sucção verticais, têm aumentado o interesse no último ano, em parte porque podem caber em navios existentes para obter resultados imediatos. Ouchi é liderando um esforço instalar “velas” de fibra de vidro que se expandem ou colapsam, como camadas de telescópio, em um graneleiro japonês até 2022. Uma viagem simulada por computador do Japão à América do Norte descobriu que, usando quatro desses mastros, um navio poderia economizar 30 por cento do seu combustível.

Em outubro, um grupo de armadores europeus e empresas de tecnologia lançou um esforço para testar diferentes tecnologias movidas pelo vento em vários navios de carga. A União Europeia concederá 5,5 milhões de euros (US $ 6 milhões) para apoiar a iniciativa, que reunirá dados de desempenho a serem amplamente compartilhados, na esperança de estimular uma adoção mais ampla. Hoje, a maioria dessas informações é mantida de perto por empresas individuais.

"É muito difícil convencer o mercado (dessas tecnologias) se você não tiver bons indicadores de desempenho sobre sua viabilidade", disse Robbert van Hasselt, consultor marítimo holandês que está coordenando os esforços europeus. “Quais são as economias reais? Que tipo de tecnologia é a melhor em que ambiente? ”

No entanto, o desempenho das tecnologias, porém, provavelmente não será suficiente por si só para impulsionar navios de carga em massa nos oceanos, disse ele. O vento é livre e abundante, mas também é caprichoso e incontrolável, e os navios de alto mar de hoje pesam milhares de toneladas. Fazer os navios se moverem na velocidade e escala que as modernas demandas do sistema de logística exigirão mais do que velas de fibra de vidro e pipas semelhantes a parapentes. A substituição de motores diesel potentes exigirá soluções igualmente poderosas.

A asa automatizada SeaWing, que usa a tecnologia parafoil para rebocar grandes navios comerciais, foi encomendada à AirSeas – uma pequena startup da Airbus – para equipar os próprios navios roll-on / roll-off (ro-ro) da Airbus que transportam grandes peças de aeronaves entre seus locais de produção. AirBus

Estraden invade o mar do Norte, com águas azuis cintilantes que se estendem em todas as direções, enquanto ondas de 10 pés balançam o casco como uma gangorra. Rolf Rask, o engenheiro-chefe do navio, caminha pelo convés oscilante, passa pelas velas giratórias do rotor e desce uma escada estreita. Ele coloca os protetores de ouvido com cancelamento de ruído e passa por uma porta de steel, entrando na sala de máquinas zumbindo e zumbindo que é seu escritório. Os cheiros azedos de diesel e graxa flutuam pelos bairros quentes.

Os dois principais motores a diesel pesam 546.000 libras combinadas e têm 19.700 cavalos de potência, embora a embarcação seja de tamanho relativamente modesto, explica Rask, um homem baixo, com um rosto quadrado, vestido de preto. Um mega navio de contêineres pode ter 110.000 cavalos de potência e salas de máquinas do tamanho de pisos de fábricas. O estraden queima um combustível marinho com baixo teor de enxofre, que é mais caro que o combustível convencional, mas vomita muito menos partículas de enxofre no ar.

Rask trabalha em navios há três décadas e parece desconcertado quando questionado sobre a possibilidade de demolir esta máquina a diesel para outra coisa. Ele calcula que muitos navios passarão para o gás pure liquefeito (GNL), um combustível que produz significativamente menos poluentes do ar em comparação ao diesel, mas ainda resulta em emissões de gases de efeito estufa. A troca de sistemas a diesel por turbinas e tanques de gás é cara e consome muito tempo, mas pode ser feita. Cerca de 300 navios operando ou sendo construído agora movido a gás pure.

Alguns especialistas em transporte afirmam que buscar o GNL é uma distração problemática da tarefa em questão. Mas o gás pure é uma das duas únicas "alternativas tecnicamente aplicáveis" que existem atualmente para navios de carga oceânicos, de acordo com DNV GL, que classifica e certifica navios como segurança. O outro são os biocombustíveis avançados, cujas empresas estão começando a se misturar aos combustíveis marinhos convencionais para reduzir as emissões.

Outras tecnologias de energia limpa são geralmente muito proibitivas em termos de custos ou tecnicamente complicadas em sua forma atual. As baterias, por exemplo, funcionam bem em balsas menores, que percorrem distâncias curtas e podem ser conectadas a estações de carregamento em terra. Mas, para atravessar o oceano sem recarregar, um cargueiro precisaria de tantas baterias que restaria pouco espaço para a carga ou a tripulação. O mesmo vale para o hidrogênio, que precisa ser armazenado em grandes tanques abaixo do convés.

Ainda assim, a indústria marítima está investindo bilhões de dólares em pesquisa e desenvolvimento para resolver as distorções da engenharia e melhorar a economia – e esse esforço deve se multiplicar nos próximos anos à medida que os prazos de emissão se aproximam.

Talvez nenhum lugar esteja mais focado nessa tarefa do que a Noruega, que prometeu eliminar as emissões de balsas e navios de cruzeiro até 2026, tanto para conter a poluição em seus fiordes quanto para lidar com as mudanças climáticas. O governo da Noruega, que possui um fundo soberano de petróleo de US $ 1 trilhão, está apoiando vários projetos de navios que envolvem baterias de íons de lítio e células de combustível movidas a hidrogênio. O país também está desenvolvendo infraestrutura relacionada, como suprimentos de eletricidade e hidrogênio nas margens, fabricados com energia renovável.

No centro da Noruega, os engenheiros são construindo um modelo de um sistema de energia marítima completo para estudar como células e baterias de combustível podem se combinar para fornecer a principal fonte de propulsão de um navio. Um operador de cruzeiros norueguês lançou recentemente o primeiro navio de expedição híbrido-elétrico do mundo. A embarcação de 530 passageiros usa grandes bancos de baterias para suplementar os principais motores a diesel, o que reduz as emissões totais do navio em mais de 20%, de acordo com o operador do navio.

"Apenas alguns anos atrás, a construção de navios de cruzeiro com baterias period considerada impossível", Daniel Skjeldam, CEO da Hurtigruten, disse em setembro, depois que o navio atravessou com sucesso a Passagem Noroeste do Ártico.

No Japão, as principais companhias de navegação estão expandindo projetos de pesquisa em laboratórios e estaleiros. A NYK, que projetou o navio-conceito futurista, disse que está realmente buscando tecnologias como as nadadeiras tipo golfinho e os materiais do casco biônico. Alguns de seus navios já usam painéis solares e ferramentas como "lubrificação a ar", que envolve a injeção de bolhas na água para diminuir o atrito no casco de um navio.

"O principal desafio é desenvolver a própria tecnologia", Haruka Sakamoto, porta-voz da NYK, dito por e-mail. “Mesmo que (a tecnologia) esteja disponível em terra, a adaptação a embarcações de alto mar exige inovação totalmente diferente: escala, resistência a vibrações, medidas de segurança, custo, and so on.”

O Wind Hunter, um projeto de navio de carga japonês, produziria hidrogênio a partir da água do mar e, em seguida, passaria o gás através de uma célula de combustível para impulsionar o navio. Kazuyuki Ouchi / Universidade de Tóquio

O desenvolvimento da tecnologia não é o único obstáculo que o setor deve superar para chegarmos ao transporte com emissão zero. Muitas questões espinhosas também permanecem no lado financeiro.

Para começar, a eliminação das emissões de carbono do transporte marítimo exigirá não apenas substituir toda a frota mundial, mas também produzir novos combustíveis, armazená-los em depósitos distantes e construir infraestrutura nas margens do rio para apoiar uma frota mais ecológica. No complete, o empreendimento pode custar centenas de bilhões de dólares – e nem sempre é claro quem deve pagar a conta ou como.

O transporte marítimo é um setor altamente fragmentado: as empresas que constroem e possuem navios, operam navios e colocam carga em navios nem sempre são as mesmas entidades. A empresa que paga por atualizações ecológicas mais caras não necessariamente colhe os benefícios financeiros. Gavin Allwright, secretário da Associação Internacional de Windship, comparou o dilema de colocar painéis solares no telhado de uma casa alugada. O proprietário paga pelos painéis, mas o inquilino paga a economia mensal de eletricidade. Se os proprietários não puderem, de alguma forma, recuperar esses custos, é menos provável que ajam.

As empresas estão começando a conceber abordagens inovadoras de financiamento. A Norsepower, por exemplo, está lançando um pacote de financiamento de leasing que permitirá que os operadores de embarcações evitem pagar custos iniciais para instalar suas velas de rotor. As empresas de navegação digital desenvolveram modelos de assinatura "pague conforme você navega", que cobram apenas das operadoras pelos serviços utilizados durante uma viagem exact. E as instituições financeiras estão começando a recompensar navios mais limpos. Em junho, 11 grandes bancos disseram que considerariam o impacto climático de um projeto ao determinar quanto dinheiro emprestar às empresas de transporte.

A indústria também pode lançar um fundo worldwide de carbono, semelhante ao Fundo NOX da Noruega, que impõe um imposto sobre as emissões de óxidos de nitrogênio dos navios e, em seguida, usa fundos para apoiar medidas de redução de NOX. As autoridades de navegação sugeriram dobrar as taxas de frete para financiar o custo mais alto dos combustíveis com emissão zero.

a clever inexperienced transport Alliance de Gilpin está desenvolvendo uma ferramenta digital que ajudará a estabelecer o argumento comercial para a adoção de tecnologias de propulsão eólica. O sistema de computer software, apoiado por uma doação da Agência Espacial Européia, proporcionará uma economia anual projetada de combustível para navios novos e adaptados que viajam várias rotas em velocidades diferentes.

A ferramenta é um passo em direção à meta da organização de lançar um navio 100% renovável até 2030. A seguir, colocar um "demonstrador" na água até 2021.

A empresa britânica de energia Drax e a operadora de navios dinamarquesa Ultrabulk estão trabalhando com a aliança para instalar equipamentos de navegação automatizados em um grande navio graneleiro, para que possam realizar testes e coletar dados do mundo exact. Gilpin está trabalhando para forjar outra colaboração para construir uma nave de vento mais hidrogênio dentro de uma década. A abordagem é lenta e metódica, mas também um ato de malabarismo interminável sob um cronograma impossivelmente apertado.

A indústria em geral se beneficiaria dessas visões focadas em laser. Sem desenvolvimento e adoção de tecnologia mais agressivos, é provável que a frota mundial não atinja a meta da OMI de reduzir as emissões pela metade – e muito menos fazer a transição para navios de carga com zero emissões – até 2050, disse a DNV GL em um relatório recente. .

Para Gilpin, isso não é motivo para parar de tentar.

“Me disseram uma vez que nunca seria possível usar um telefone celular em um trem”, ela lembrou. "Mas você não sabe o que pode acontecer. Depois de atrair as pessoas para o espaço da inovação, todo tipo de coisa que você nunca imaginou começa a acontecer. ”



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