炭素

2023年8月13日午後8時47分、ハリー・バレンタインによって公開

海事部門は、船舶の推進システムによって生成される二酸化炭素排出量を削減する取り組みを導入しています。 いくつかのカーボンフリー推進技術には再生可能エネルギーの使用が含まれており、船舶内のかなりの容積スペースを占有し、ペイロード容量が減少します。 タグボート運航の先例は、メガサイズのバージと推進力と航行を提供するメガサイズのタグボートを組み合わせる可能性を示唆しています。

導入

タグバージ船の集合体は、アメリカの内陸水路、五大湖上流域、沿岸航路に沿った商業貨物輸送で長年にわたって成功を収めてきました。 ミシシッピ星系の連結曳航における各バージのサイズは、カーボンフリータグボートがバージ幅 2 倍、バージ長さ 1.5 倍で建造できることを示唆しています。 運用中は、前方の結合アセンブリの水力影内を航行し、水の抵抗を軽減します。 3,500 ～ 4,000 馬力のタグボートは、幅 4 隻、長さ 10 隻のバージ曳航を推進できます。

40 隻のはしけと同じトン数または体積を移動する鉄道では、複数の列車を牽引するために 30,000 ～ 40,000 馬力を発生する機関車のグループが必要になります。 主要鉄道路線の運行をカーボンフリー推進に転換するには、全電気機関車の購入に加え、1 マイルあたり約 300 万ドルの費用で線路上に電力ケーブルを敷設する必要があります。 それに比べれば、はるかに低い初期コストと長期コストで、競争力のある価格で長寿命のグリッド規模のバッテリーを運ぶ大型タグボートを開発する余地はあるだろう。 道路や鉄道輸送とは異なり、海上輸送では実際にグリッド規模のバッテリーを推進に使用する可能性があります。

後続推進ユニット（タグボート）

タグボート推進は、内陸水路に沿って、五大湖を横断し、沿岸航行において成功を収めていることが証明されています。 延長された長さのはしけの船尾を延長された長さの重量タグ船の船首領域に接続するには、厳しい海洋波の条件を航行できる関節連結器の設計が必要です。 はしけの船尾とタグボートの船首の間の結合は、はしけとタグボートのピッチが異なる周波数で推進力と方向制御を伝達しながら、相対的な垂直方向の動きの自由を可能にする必要がある場合があります。 ただし、将来の研究では、そのようなカップリングが実際に必要かどうかを判断する必要があります。

長さを延長し幅を広げたタグボートの内部容積と積載能力は、カーボンフリー推進技術を搭載する船舶にとって不可欠です。 燃料電池や熱エンジンを作動させるために、水素の入った大きなタンクを搭載できる可能性がある。 液体空気エネルギー貯蔵における最近の進歩は、タグボート推進の基礎を形成する可能性がある。 このタグボートは、融解熱を蓄えた熱エネルギーを利用して運行し、沿岸の原子力発電所で充電することができる。 船舶の推進力を提供できるグリッドスケールの電池には、アルミニウム空気技術、鉄空気電池、亜鉛空気フロー電池、およびバナジウムベースのフロー電池が含まれます。

ストレージテクノロジー

海洋船舶にカーボンフリーの推進力を提供する将来の可能性を秘めた幅広い技術には、次のようなものがあります。

- 液化空気：液体水の密度の 80% 以上の密度を有する過冷却液化大気を使用したグリッド規模のエネルギー貯蔵を開発する取り組みが英国で進行中です。 これは、小型自動車の推進装置としてのテストに成功しており、ギア付きタービンまたは容積式ロータリー エンジンがプロペラを駆動する船舶の推進装置に適用される可能性があります。 十分に断熱されたコンテナ内に貯蔵された液化空気と、大型タグボートに蓄えられた熱エネルギー源を組み合わせれば、理論的にははしけを 600 ～ 1,000 海里の距離まで推進できる可能性がある

- 空気鉄電池: 空気鉄電池は、標準サイズの輸送コンテナ (長さ 40 フィート) のスペースを占めます。 小規模テストでは、20,000 回の全深ドレインサイクル後のバッテリー化学的劣化は無視できる程度であり、最大 100 時間の持続時間にわたって安定した出力を提供できることが示されました。 幅8×長さ4×2段の鉄空気電池コンテナ(64個)を長さ300フィート×幅70フィートのスーパータグボートで運ぶと、100時間で4,000馬力以上の出力を発揮する。内陸水路に沿ったタグボートの運航に適した技術。 沿岸での運航と五大湖での運航にはタグボートの大型バージョンが必要になります。