Wyłaniające się jako kluczowa strategia w wyścigu z czasem w kierunku zrównoważonego rozwoju, przejście na paliwa syntetyczne stanowi znaczący moment dla przemysłu morskiego w tej epoce. Transformacja ta, napędzana mandatami środowiskowymi i dążeniem do dekarbonizacji, uwypukla potencjał różnych paliw syntetycznych w zakresie znacznego zmniejszenia śladu węglowego działalności morskiej. Badanie, prowadzone przez dr Astrid Bensmann wraz z profesor Christine Minke z Politechniki w Clausthal oraz profesorem Richardem Hanke-Rauschenbach i dr Lukasem Kistnerem, również z Uniwersytetu Leibniz w Hanowerze, rozpoczyna wszechstronną analizę mającą na celu określenie najbardziej opłacalnych i przyjaznych dla środowiska systemów zasilania statków do roku 2030, zgodnie ze szczegółowym opisem w recenzowanym czasopiśmie Renewable and Sustainable Energy Reviews.
U podstaw ich badań leży ocena porównawcza silników spalinowych i ogniw paliwowych zasilanych szeroką gamą paliw syntetycznych, w tym wodorem, amoniakiem, metanolem, metanem i syntetycznym olejem napędowym. W badaniu skrupulatnie ocenia się konsekwencje gospodarcze i środowiskowe integracji tych technologii energetycznych z działalnością morską. Rygor metodologiczny badania jest widoczny w jego holistycznym podejściu, obejmującym nie tylko bezpośrednie implikacje finansowe, ale także długoterminowe skutki dla środowiska, zapewniając w ten sposób szczegółowe zrozumienie potencjału tych technologii w zakresie zrewolucjonizowania logistyki morskiej.
Kluczowe dla ustaleń dr Bensmanna i współpracowników jest odkrycie, że wybór paliwa i technologii znacząco wpływa zarówno na opłacalność, jak i zrównoważenie środowiskowe operacji morskich. Analiza rzuca światło na konkurencyjność ogniw paliwowych, zwłaszcza tych zasilanych gazowym wodorem, zarówno pod względem wskaźników ekonomicznych, jak i środowiskowych w przypadku misji trwających do 21 dni, przy założeniu parametrów kosztowych na rok 2030. Spostrzeżenie to podważa konwencjonalne postrzeganie opłacalności gazowego wodoru ze względu na jego niską objętościową gęstość energii, podkreślając jego potencjał w zakresie zmniejszania kosztów systemu w określonych warunkach.
Co więcej, badanie podkreśla dynamiczną zależność między cenami paliw, kosztami alternatywnymi dotyczącymi objętości ładunku na statkach i charakterystyką misji przy określaniu najodpowiedniejszych kombinacji technologii energetycznej i paliwa. Ujawnia konkurencyjność ekonomiczną ogniw paliwowych zasilanych metanolem lub amoniakiem w przypadku misji przekraczających siedem dni, wyznaczając w ten sposób ścieżkę przejścia przemysłu morskiego w kierunku bardziej ekologicznej przyszłości.
Konsekwencje tych badań wykraczają poza granice środowiska akademickiego i wpływają zarówno na decydentów, zainteresowane strony z branży, jak i badaczy. Wzywa do zmiany paradygmatu w podejściu sektora morskiego do dekarbonizacji, podkreślając potrzebę strategicznego przewidywania i rozwoju solidnych łańcuchów dostaw paliw. Zasadniczo praca dr Bensmann i jej współpracowników nie tylko wytycza kurs w kierunku zrównoważonych operacji morskich, ale służy także jako kluczowe źródło informacji umożliwiające radzenie sobie ze złożonością dekarbonizacji w sektorze żeglugi. Podsumowując, przemysł morski znajduje się na rozdrożu, a paliwa syntetyczne stanowią latarnię nadziei na zrównoważoną przyszłość. Badanie przeprowadzone przez dr Bensmann i jej zespół stanowi kluczową podstawę do podejmowania świadomych decyzji, podkreślając znaczenie stosowania innowacyjnych rozwiązań energetycznych w celu łagodzenia wpływu logistyki morskiej na środowisko, zapewniając w ten sposób odporność branży na wyzwania regulacyjne i środowiskowe.
ODNIESIENIE DO DZIENNIKA
Lukas Kistner, Astrid Bensmann, Christine Minke, Richard Hanke-Rauschenbach. „Kompleksowa ocena techniczno-ekonomiczna technologii energetycznych i paliw syntetycznych będących przedmiotem dyskusji do zastosowań okrętowych.” Recenzje dotyczące energii odnawialnej i zrównoważonej 183 (2023) 113459.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113459.
O AUTORACH
Od 2018 roku Łukasz Kistner pracuje jako badacz z wykształceniem elektrotechnicznym i koncentruje się na konfiguracjach systemów zasilania statków oraz analizach techniczno-ekonomicznych. W 2023 roku uzyskał stopień doktora inż. doktorat na Leibniz Universität Hannover w Niemczech. Jego badania obejmują tematy optymalizacji projektowania hybrydowych systemów zasilania, strategii sterowania, ocen ekonomicznych i środowiskowych, różnych technologii ogniw paliwowych i paliw syntetycznych.
Astrid Bensmann pracuje jako starszy pracownik naukowy i lider grupy w Sekcji Systemów Magazynowania Energii Elektrycznej na Uniwersytecie Leibniz w Hanowerze, Niemcy. Jej zainteresowania badawcze obejmują modelowanie, projektowanie i działanie systemów energetycznych, charakterystykę i działanie systemów akumulatorowych.
Richarda Hanke Rauschenbacha jest profesorem zwyczajnym na Uniwersytecie Leibniza w Hanowerze w Niemczech, kierującym katedrą systemów magazynowania energii elektrycznej. Jego zainteresowania badawcze obejmują systemy magazynowania energii elektrycznej, systemy zasilania pojazdów, multimodalne systemy energii, przetwarzanie energii na gaz i elektrolizę wody PEM.
Krystyna Minke jest profesorem inżynierii systemów gospodarki o obiegu zamkniętym na Politechnice Clausthal w Niemczech. Z wykształcenia jest inżynierem procesu i posiada tytuł MBA szkoły biznesu Collège des Ingeniéurs Paris. Jej badania skupiają się na ocenie zrównoważonego rozwoju i obiegu zamkniętym nowych technologii energetycznych. W oparciu o głęboką wiedzę inżynierską opracowuje ocenę cyklu życia (LCA), rachunek kosztów cyklu życia (LCC) i metody pokrewne. Stosuje te metody do technologii energetycznych w całym łańcuchu wartości zrównoważonych systemów energetycznych: np. fotowoltaika, elektronika mocy, baterie i zielony wodór, od elektrolizy po zastosowania w paliwach i surowcach.
