Natovareni kontejnerski brod može sagorjeti čak do 150 tona fosilnog goriva dnevno. Prema  Međunarodnoj agenciji za energiju, brodski promet je veliki izvor emisije CO₂, proizvodi oko 2% ukupne globalne emisije štetnih plinova. U travnju 2018. godine Međunarodna pomorska organizacija za svoj cilj odlučila je do 2050. godine smanjiti  emisije štetnih plinova u prijevozu za najmanje 50% u usporedbi s osnovnom vrijednošću iz 2008. godine. 

Postaviti ambiciozan cilj smanjenja štetnih plinova zvuči dobro i u općem trendu ekološke svijesti u opasnostima globalnog zatopljenja i posljedica koje nosi, no smanjenje štetnih emisija nije jednostavno i provesti.

Nova jedra

Kako bi se smanjilo korištenje fosilnih goriva i ispuštanje štetnih plinova u atmosferu potrebno je iznaći nova tehnološka rješenja za korištenje obnovljivih i manje štetnih izvora energije. Jedan od takvih pokušaja dogodio se u kolovozu 2023. godine, naime, pet godina star teretni brod, Pyxis Ocean, ušao je u povijest kada je isplovio iz Šangaja u Kini, krećući se prema južnoj brazilskoj luci Paranaguá, udaljenoj skoro 25.000 km. 

Ono što je bilo povijesno u tom putovanju bilo je što je, umjesto da radi samo na fosilno gorivo koje zagađuje okoliš, Pyxis Ocean bio prvi brod te vrste koji je snagu goriva nadopunjavao energijom vjetra. Testirao je pionirske  WindWings – 37,5 metara visoka, sklopiva "jedra" od čelika i stakloplastike koja mogu iskoristiti energiju vjetra za pogon golemog broda za rasuti teret. 

EU projekt

Jedra je projektirala britanska tvrtka BAR Technologies, izgradila ih je tvrtka Manta Marine Technologies sa sjedištem u Norveškoj, a u Kini su ugrađena na brod koji je unajmila međunarodna tvrtka Cargill, WindWings. Jedra su rezultat ambiciozne međunarodne suradnje u projektu CHEK za koje jesredstva odobrila Europska unija kroz svoje fondove za pomoć komercijalnom brodarstvu u smanjenju emisije CO₂. Projekt je koordinirao direktor Vaasa Energy Business Innovation Center (VEBIC) na Sveučilištu Vaasa u Finskoj Suvi Karirinne.

Ušteda

Putovanje broda Pyxis Ocean od Šangaja do luke Paranaguá u Južnom Brazilu omogućilo je prvi test učinkovitosti WindWingsa u stvarnoj plovidbi i mogućnost procjene može li povratak tradicionalnoj metodi pokretanja brodova biti iskoristljivo u kombinaciji s drugim pogonima u komercijalnoj plovidbi. U svibnju 2024. godine DNV Maritime Advisory, međunarodna agencija za certificiranje i testiranje, potvrdilo je da su tijekom plovidbe u povoljnim uvjetima dva WindWinga instalirana na Pyxis Oceanu smanjila potrošnju energije glavnog motora za čak 32% po nautičkoj milji. Očekuje se da će tehnologija WindWings biti široko prihvaćena tijekom vremena i već je postavljena da bude ugrađena u 20 novih plovila koja su u redu za ugradnju 2025. godine i kasnije. 

Sinergija tehnologija

Kako bi pomogli u postizanju ovog cilja, stručnjaci CHEK-a surađivali su kako bi došli do inovativnih dizajnerskih rješenja koja bi se mogla integrirati u postojeća komercijalna plovila. Njihov krajnji cilj je stvoriti plovila s nultom emisijom sinergijskim kombiniranjem različitih opcija. 

Tim stručnjaka odlučio je integrirati niz različitih tehnologija i koncepata u dvije vrste plovila: brod za rasuti teret i brod za krstarenje. Neki od ovih dizajna testirani su u stvarnim uvjetima na oceanu Pyxis Ocean i putničkom brodu koji pripada MSC Cruises, globalnoj tvrtki za krstarenja.

Iskorištavanjem sinergije između različitih operativnih tehnologija, tehnologija napajanja i smanjenja otpora, došli su do niza rješenja koja se mogu prilagoditi za korištenje u drugim vrstama plovila kao što su tankeri, kontejnerski brodovi, brodovi za opći teret i trajekti.

Predložene inovacije uključuju, između ostalog, motore na vodik i napredne sustave planiranja ruta koji uzimaju u obzir prevladavajuće atmosferske i pomorske uvjete kako bi se osigurala energetski najučinkovitija ruta.

Ako se primijene zajedno, stručnjaci CHEK-a vjeruju da bi napredak koji su razvili i testirali mogao smanjiti potrošnju energije brodova za 50%, a njihove emisije stakleničkih plinova za 99%.

SeaTech

SeaTech je još jedan međunarodni istraživački projekt koji je dobio sredstva od EU za energetske učinkovitosti komercijalnog brodarstva. Istraživanje SeaTecha, provedeno između 2020. i kasne 2023. godine, uključivalo je i brodarske tvrtke i akademske partnere poput Sveučilišta Southampton u Velikoj Britaniji, Nacionalnog tehničkog sveučilišta u Ateni i Sveučilišta Tromsø u Norveškoj. Razvio je dvije ključne tehnologije koje se mogu naknadno ugraditi u postojeće brodove i time imati brzi učinak na štetne emisije brodova.

Inspirirani kretanjem kitova i dupina kroz vodu, istraživači su pričvrstili dinamično podvodno krilo, slično prednjim perajama morskog psa čekićara, na prednji dio 10 metara dugog broda. 

Krilo, koje koristi snagu valova kako bi pomoglo u tjeranju broda naprijed, testirano je u spremnicima s valovima i u Egejskom moru. Istraživači su otkrili da krilo stvara potisak, osobito u nemirnom moru, omogućujući motorima da smanje svoju snagu te stabilizira kretanje broda. Usto, tim SeaTecha koristio je senzore i softver za kontrolu procesa izgaranja u brodskom motoru na plin, poboljšavajući njegovu učinkovitost. U usporedbi s dizelskim motorima, plinski motor emitirao je jednu trećinu manje CO₂.

Istraživači su otkrili da te dvije tehnologije mogu smanjiti emisiju CO₂ brodova u usporedbi s ​​dizelskim motorom za 46%.