Elektryfikacja portów: co to jest i jak działa?

Transport morski zmierza w kierunku zerowej emisji, a elektryfikacja portów odgrywa kluczową rolę

Znaczenie transportu morskiego w naszym codziennym życiu jest prawdopodobnie niedoceniane przez zdecydowaną większość z nas. Jednak ludzie od niepamiętnych czasów wykorzystywali wielkie światowe szlaki morskie i rzeczne dla swojej korzyści, co miało kluczowe znaczenie dla rozwoju naszych społeczeństw. Trudno wyobrazić sobie świat bez szlaków morskich, które umożliwiały transport niezbędnych surowców, a także ludzi, z jednego końca globu na drugi. Niezależnie od tego, czy byli to Grecy, Egipcjanie, Kartagińczycy, Chińczycy, Rzymianie, Portugalczycy, Hiszpanie, Anglicy, Francuzi czy wiele innych, każde z wielkich imperiów opierało swoją działalność na wykorzystaniu statków w handlu, co sprzyjało globalizacji, którą znamy dzisiaj. Znaczenie transportu morskiego dla naszego społeczeństwa, tłumaczone jego wysoką wydajnością, do dziś tylko rośnie. W rzeczywistości 90% towarów dystrybuowanych na całym świecie jest transportowanych morzami i oceanami. Można się więc zastanawiać, gdzie w tym równaniu mieści się elektryfikacja portów? Przyjrzyjmy się temu bliżej.

Ogromne liczby związane z transportem morskim – weź pod uwagę, że w chwili, gdy czytasz ten artykuł, 20 000 000 kontenerów jest transportowanych przez 5000 statków handlowych po naszych morzach – mają również znaczący wpływ na środowisko. Według Transport & Environment sektor ten odpowiada za emisję 1 000 milionów ton CO2 (3% globalnych emisji) i przewiduje się, że do połowy stulecia jego wpływ wzrośnie o 50%, jeśli nie zostaną wdrożone alternatywne środki. Wśród tych środków, które obejmują zastąpienie tradycyjnych paliw odnawialnymi źródłami energii, takimi jak zielony wodór,to kluczowa elektryfikacja portówPorty odpowiadają za przyjmowanie towarów i ludzi, które statki przewożą z jednego miejsca do drugiego.

Dlaczego elektryfikacja portów jest konieczna?

Wbrew pozorom, aktywność statku nie kończy się po dotarciu do portu; wręcz przeciwnie, znacznie wzrasta, aby wypełnić swoją misję i ponownie wypłynąć w morze. Podczas cumowania statek musi utrzymywać swoje systemy zasilania, aby zapewnić jego działanie, podczas gdy załoga rozładowuje cenny ładunek lub pomaga pasażerom w zejściu na ląd. Energia ta jest wytwarzana przez systemy pomocnicze, które utrzymują te małe pływające miasta w działaniu dla ich załóg. Wiąże się to jednak ze znacznymi kosztami w postaci emisji szkodliwych gazów, takich jak tlenki siarki, tlenki azotu, dwutlenek węgla i pyły. Stanowi to zagrożenie dla ludności zamieszkującej tereny portowe i zwiększa i tak już znaczny ślad węglowy działalności morskiej. Transport & Environment szacuje, że wpływ samych statków wycieczkowych na środowisko jest równoważny emisji 1 miliarda samochodów.

Oprócz emisji występują również zakłócenia spowodowane ciągłym hałasem i wibracjami generowanymi przez generatory spalinowe, które pozostają w ruchu, aby zapewnić zasilanie statków. Problem ten dotyczy mieszkańców okolic portów, gdzie ciągły hałas i wibracje mogą powodować zakłócenia.

Obecnie istnieje technologia (mająca długą historię zastosowań w rekreacji na małą skalę i zastosowaniach wojskowych), która zapewnia funkcjonowanie ważnego sektora i ostatecznie rozwiązuje problemy związane z dokowaniem statków: elektryfikacja portów.

Technologia ta opiera się na zapewnieniu bezpiecznego i stabilnego połączenia elektrycznego dla statków podczas ich cumowania w portach. Jest to znane jako zasilanie lądowe (On-Shore Power Supply – OPS), które umożliwia zasilanie tych statków z portu, bez konieczności uruchamiania silników spalinowych, eliminując niemal cały hałas, wibracje i emisje szkodliwe dla mieszkańców pobliskich obiektów portowych. Technologia OPS obejmuje zasilanie statków energią elektryczną z lądu zarówno niskim (400 V / 480 V), jak i wysokim (6,6 kV / 11 kV).

Dlatego do roku 2030zielone porty będą musiały stać się rzeczywistościąwe wszystkich krajach europejskich, zgodnie z przepisami Unii Europejskiej dotyczącymi ochrony środowiska i jej zobowiązaniami do redukcji emisji. Sama UE szacuje, że wolumen towarów obsługiwanych przez porty europejskie wzrośnie o 50% do 2030 r. w porównaniu z poziomem odnotowanym w 2001 r., kiedy osiągnięto 3,7 mld ton. Ten wzrost, jeśli nie będzie powiązany ze zmianą sposobu działania, dodatkowo zwiększy ślad węglowy tego typu działalności.

Jak działa rozwiązanie OPS?

Aby połączenie elektryczne statków działało perfekcyjnie, niezbędna jest infrastruktura zapewniająca stałe dostawy energii. W zależności od rodzaju statku, istniejąca infrastruktura elektryczna portu może nie być wystarczająca do zaspokojenia jego potrzeb. Na przykład, dzienne zużycie energii przez duży statek wycieczkowy może sięgać imponujących 10–12 MW, w porównaniu z 2–4 MW wymaganymi przez prom. Porty muszą posiadać własną podstację, która służy jako punkt odbioru dodatkowej energii potrzebnej do świadczenia usługi.

Z podstacji, dostosowanej do potrzeb portu, energia elektryczna jest dystrybuowana za pośrednictwem dedykowanej sieci, która dociera do każdego z punktów przyłączeniowych na nabrzeżach. W tym celu energia przepływa przez urządzenia średniego napięcia, w tym ogniwa średniego napięcia (skonfigurowane zgodnie ze specyficznymi wymaganiami portu) oraz transformatory, które obniżają napięcie sieciowe. Energia jest następnie przetwarzana przez przetwornicę częstotliwości, aby dopasować ją do wymagań statku, a następnie ponownie dostosowywana przez transformator średniego napięcia. Na koniec jest dostarczana na statek za pośrednictwem nowego zestawu ogniw rozdzielczych, które zabezpieczają systemy elektryczne, podczas gdy statek otrzymuje energię niezbędną do jego funkcjonowania. Połączenie odbywa się na nabrzeżu za pomocą systemów wtykowych.

Dzięki technologii i doświadczeniu wiodących firm z branży sieci energetycznych, takich jak Ormazabal, elektryfikacja portów stanie się jednym z fundamentalnych filarów transformacji transportu morskiego, redukując emisje do atmosfery i podejmując zdecydowane kroki w kierunku dekarbonizacji naszej gospodarki. Czy możemy Ci w tym pomóc?