Elektryfikacja portów: co to jest i jak działa?

Transport morski stoi przed drogą do zerowej emisji, której podstawą jest elektryfikacja portów

Znaczenie transportu morskiego w naszym codziennym życiu jest być może niedoceniane przez zdecydowaną większość z nas. Jednak ludzie od zarania dziejów umieli wykorzystywać wielkie szlaki mórz i rzek dla własnej korzyści, co miało kluczowe znaczenie dla rozwoju naszych społeczeństw. Trudno wyobrazić sobie nasz świat bez szlaków morskich, które umożliwiały transport niezbędnych surowców, a także ludzi, z jednej strony globu na drugą. Niezależnie od tego, czy byli to Grecy, Egipcjanie, Kartagińczycy, Chińczycy, Rzymianie, Portugalczycy, Hiszpanie, Anglicy, Francuzi czy wiele innych narodów, każde z wielkich imperiów opierało swoją działalność na wykorzystaniu statków w handlu; co było motorem napędowym obecnej globalizacji. Znaczenie transportu morskiego dla naszego społeczeństwa – tłumaczone wysoką wydajnością tego rodzaju transportu – które dziś tylko wzrosło; 90% towarów dystrybuowanych na całym świecie jest dystrybuowane przez morza i oceany. I możesz zapytać, gdzie w tym równaniu mieści się elektryfikacja portów? Przejdźmy do rzeczy.

Ogromne liczby związane z transportem morskim – pomyślmy, że w chwili, gdy czytasz ten artykuł, 20 000 000 kontenerów jest transportowanych przez 5000 statków handlowych pływających po naszych morzach – implikują również kryteria oddziaływania na środowisko, jak podaje Transport & Environment, który szacuje, że 1 000 milionów ton CO2 (3% globalnych emisji) jest emitowanych przez sektor, który zwiększy swój wpływ o 50% do połowy wieku, jeśli nie zostaną wdrożone alternatywne środki. Wśród tych środków, które obejmują zastąpienie tradycyjnych paliw alternatywnymi źródłami energii odnawialnej, takimi jak zielony wodór, znajduje się bardzo istotna elektryfikacja portów. I to oni odpowiadają za przyjmowanie towarów i ludzi, których statki przewożą z jednego miejsca do drugiego.

Dlaczego elektryfikacja portów jest konieczna?

Wbrew temu, co moglibyśmy sądzić, aktywność statku nie kończy się po przybyciu do portu, ale wręcz przeciwnie — gwałtownie wzrasta, aby wypełnić swoją misję i ponownie przepłynąć morza w poszukiwaniu innego wejścia, gdzie będzie mógł zacumować; i tak dalej. Kiedy statek cumuje, musi utrzymywać swój system energetyczny, aby zagwarantować jego działanie, podczas gdy załoga na pokładzie rozładowuje cenne towary lub pomaga pasażerom wrócić na ląd. Energia ta jest generowana przez systemy pomocnicze, które pozwalają tym małym pływającym miastom funkcjonować dla swoich załóg. Wiąże się to jednak ze znacznymi kosztami w postaci emisji szkodliwych gazów, takich jak tlenek siarki, tlenek azotu, dwutlenek węgla i pył zawieszony; stanowi to zagrożenie dla ludności zamieszkującej tereny przyległe do obiektów portowych, a także zwiększa i tak już znaczny ślad węglowy wynikający z ich działalności. Transport i Według szacunków organizacji zajmujących się ochroną środowiska, wpływ samych rejsów wakacyjnych na środowisko jest równy emisji 1 miliarda samochodów.

Na osobny rozdział zasługują niedogodności spowodowane nieustannym hałasem i wibracjami samych generatorów spalinowych, które pozostają w użyciu, aby zapewnić dostawy energii elektrycznej do statków. Coś, czego doświadcza ludność w pobliżu portów, gdzie

Istnieje technologia (o długiej historii zastosowań, takich jak rekreacja na małą skalę czy wojsko), która gwarantuje nam funkcjonowanie fundamentalnego sektora i raz na zawsze eliminuje problemy związane z cumowaniem statków: elektryfikacja portów.

Technologia ta opiera się na zapewnieniu bezpiecznego i stabilnego połączenia elektrycznego statkom podczas ich cumowania w portach. Jest to znane jako zasilanie lądowe (On-Shore Power Supply, OPS), które pozwala na zasilanie tych statków energią elektryczną z samego portu bez konieczności utrzymywania w ruchu ich silników spalinowych w celu jej wytworzenia, eliminując praktycznie cały hałas, wibracje i szkodliwe emisje dla skupisk ludności położonych najbliżej obiektów portowych. Technologia OPS obejmuje dostarczanie energii elektrycznej do statków z lądu zarówno niskim (400 V / 480 V), jak i wysokim napięciem (6,6 kV / 11 kV).

Dlatego do 2030 roku zielone porty muszą stać się rzeczywistością we wszystkich krajach europejskich, zgodnie z przepisami Unii Europejskiej dotyczącymi ochrony środowiska i jej zobowiązaniami do ograniczenia emisji. Nie bez powodu sama UE szacuje, że wolumen towarów obsługiwanych przez europejskie porty wzrośnie o 50% do 2030 roku w porównaniu z 2001 rokiem, kiedy to osiągnął 3,7 miliarda ton; wzrost, który, jeśli nie nastąpi żadna zmiana w działaniu, jeszcze bardziej zwiększy ślad węglowy tego typu działalności.

Jak działa rozwiązanie OPS?

Aby elektryczne połączenie między statkami działało idealnie, niezbędna jest infrastruktura gwarantująca stałe dostawy energii. W zależności od rodzaju statku, istniejąca infrastruktura elektryczna portu nie będzie w stanie zaspokoić jego potrzeb; tak jak ma to miejsce w przypadku dużego statku wycieczkowego, którego dzienne zużycie może osiągnąć niebagatelne 10 lub 12 MW, w porównaniu z 2-4 MW wymaganymi przez prom. Aby to osiągnąć, porty muszą posiadać własną podstację elektryczną, która będzie punktem odbioru dodatkowej energii niezbędnej do zapewnienia usług.

Z podstacji, dostosowanej do własnych potrzeb portu, energia elektryczna będzie dystrybuowana poprzez własną sieć, która jest kierowana do każdego z punktów przyłączeniowych na nabrzeżach. W tym celu energia przepływa przez rozdzielnicę średniego napięcia, która zawiera zarówno ogniwa średniego napięcia – w konfiguracji wymaganej przez samą infrastrukturę portu – jak i transformatory obniżające napięcie sieciowe na potrzeby poboru. Co więcej, energia elektryczna jest przetwarzana przez przetwornicę częstotliwości w celu dostosowania jej do potrzeb statku klienta, a następnie ponownie dostosowywana dzięki transformatorowi średniego napięcia, a także doprowadzana do samego statku dzięki pracy nowego zestawu ogniw dystrybucyjnych, które będą stale chronić systemy elektryczne, podczas gdy statek otrzymuje energię niezbędną do jego działania. Połączenie odbywa się w samym doku za pomocą systemów wtykowych.

Dzięki technologii i doświadczeniu wiodących firm w sieciach elektroenergetycznych, takich jak Ormazabal, elektryfikacja portów stanie się jednym z podstawowych filarów zmiany modelu transportu morskiego, osiągając redukcję emisji do atmosfery i podejmując zdecydowane kroki w kierunku dekarbonizacji naszej gospodarki. Czy możemy Ci w tym pomóc?