История парусных лодок насчитывает более 5000 лет, когда древние египтяне плавали вверх и вниз по Нилу на деревянных судах, приводимых в движение ветром и веслами. Но когда появились паровые и дизельные двигатели и глобализация увеличила потребность в своевременной торговле, паруса опустились.
Сегодня они возвращаются, поскольку судоходная отрасль стремится к обезуглероживанию или декарбонизации, то есть к снижению выбросов углекислого газа (СО2) .
Но новые паруса совсем не похожи на те, что были раньше. Высокие, белые и пухлые гигантские надувные паруса, разработанные производителем шин Michelin, больше напоминают человека Michelin — талисмана компании — чем традиционный тканевый парус. Изготовленные из гибкого материала, состав которого компания не раскрывает, паруса могут надуваться или сдуваться нажатием кнопки. Для их установки не требуется команда, и они автоматически поворачиваются, чтобы поймать ветер, а также оснащены датчиками, которые измеряют направление и скорость ветра.
Паруса, предназначенные для модернизации существующих грузовых судов, будут работать вместе с двигателем корабля, что снизит его общую зависимость от ископаемого топлива. По оценкам Michelin, экономия топлива может достигать 20%.
«Наша цель — внести свой вклад в обезуглероживание морского транспорта», — говорит Бенуа Дайльез, руководитель проекта мобильности с крыльями (WISAMO). Он добавляет, что по мере усиления регулирования выбросов углерода будет расти и спрос на экологически чистые альтернативы.
По данным Международной морской организации (ИМО), на судоходство, которое в основном работает на ископаемом топливе, приходится около 3% глобальных выбросов парниковых газов.
Декарбонизация оказывается медленным процессом, поскольку за последнее десятилетие выбросы от судоходства выросли. Но современные паруса могут помочь ускорить этот переход и сыграть значительную роль в сокращении выбросов в отрасли, особенно при модернизации грузовых судов.
Благодаря своим размерам, материалам и автоматизации современные паруса способны использовать больше ветра, чем паруса прошлого. На самом деле, они больше похожи на крыло самолета, чем на обычный тканевый парус — они предназначены для создания подъемной силы, перпендикулярной направлению ветра, с минимальным аэродинамическим сопротивлением.
«Это не паруса, это крылья», — сказал Дайлиз. Он говорит, что тот факт, что они могут быть установлены на существующих торговых судах, делает эту технологию привлекательной для рынка массовых перевозок, добавляя, что именно здесь достигается наибольшая экономия углерода, поскольку старые суда, как правило, больше всего загрязняют окружающую среду.
Тем не менее, дизайн Michelin еще далек от воплощения. Компания не раскрывает информацию о том, удалось ли ей привлечь каких-либо коммерческих клиентов, и пока протестировала только версию конструкции площадью 1000 квадратных футов, подняв ее на 40-футовую яхту на озере Невшатель в Швейцарии. Хотя тест прошел успешно, говорит Дайлиз, яхта - это еще не балкер или танкер. Он надеется, что компания проведет испытания на грузовом судне в 2022 году, прежде чем приступить к полномасштабному производству.
Но Michelin — не единственная компания, поставляющая высокотехнологичные паруса на грузовые суда. Британская компания BAR Technologies заключила контракт с американским судоходным гигантом Cargill на установку своих WindWings на сухогруз, зафрахтованный компанией к 2022 году.
Основанные на той же теории, что и дизайн Michelin, но сделанные из стали, конструкции высотой 150 футов не только работают как крыло самолета, но и выглядят так же. Вместо того, чтобы надуваться или сдуваться, крылья будут стоять вертикально на палубе грузового корабля и могут складываться, чтобы пройти под мостом или войти в порт.
Жесткие паруса больше похожи на паруса Oceanbird, трансатлантического автоперевозчика, разработанного шведской судостроительной компанией Wallenius Marine, который должен совершить свой первый рейс в 2024 году.
В отличие от Oceanbird, который полагается исключительно на ветер, крылья BAR Technologies будут работать вместе с двигателем, повышая топливную эффективность судна на 25-30%.
Генеральный директор BAR Technologies Джон Купер объясняет, что 100% ветроэнергетика подходит для маршрутов с гарантированным ветром или в ситуациях, когда для корабля допустимо опоздание на пару дней. Но он говорит, что это не вариант для большинства коммерческих перевозок.
Хотя компания не раскрывает, за сколько она будет продавать крылья, Купер говорит, что речь идет скорее об окупаемости, чем о цене.
«Очевидный экономический стимул — это сокращение потребления топлива, — говорит он, — а когда вы сокращаете потребление топлива, вы уменьшаете выброс парниковых газов». Эта экономия компенсирует стоимость установки, добавляет он, и будет увеличена, если будет введен глобальный налог на выбросы углерода или если промышленность перейдет на более дорогие виды топлива с низким содержанием углерода, такие как водород, аммиак или сжиженный природный газ.
Тем не менее судоходной отрасли могут потребоваться более серьезные стимулы, чтобы убедить ее использовать эти новые технологии, говорит Тристан Смит, доцент и глава группы судоходства в Университетском колледже Лондона.
Он объясняет, что ветряные двигатели уже давно рассматривались как способ снизить зависимость судоходства от дизельного топлива. Роторы Флеттнера или турбопаруса, технология, восходящая к 1920-м годам, состоящая из вертикальных цилиндров, которые вращаются вместе с ветром и создают поступательное движение, были развернуты на грузовых судах, таких как танкер Timberwolf (бывший Maersk Pelican) и т/х Afros, который, как сообщается, обеспечивает экономию топлива более чем на 10%.
Также были предложены гигантские воздушные змеи, которые летают впереди судна и буксируют его на веревке. Немецкая компания SkySails утверждает, что это может экономить в среднем 10-15% топлива каждый год.
Но, несмотря на эту экономию, внедрение технологий не получило широкого распространения. «Существует десятилетие проектов (ветряных двигателей), которые выглядят хорошо, экономят деньги, которые теоретически окупают себя, но которые не материализовались в действие», — сказал Смит CNN. «Это не потому, что они не экономят топливо, а явно потому, что они не экономят достаточно топлива по сравнению с их стоимостью».
Еще одним камнем преткновения является то, что за топливо обычно платит фрахтователь, а не судовладелец. Это означает, что у судовладельца меньше стимулов раскошелиться на технологию экономии топлива, и точно так же фрахтовщик может не арендовать судно на достаточно долгий срок, чтобы увидеть окупаемость.
Купер признает эту «загадку», но считает, что по мере роста спроса фрахтователи будут готовы платить более высокие арендные ставки, поскольку они будут меньше тратить на топливо.
Необходимо изменить правила, чтобы поощрять использование энергии ветра, призывает Смит. Хотя ИМО поставила цель сократить вдвое выбросы в отрасли в течение следующих трех десятилетий, он говорит, что ей не хватает строгого соблюдения и регулирования, и хотя ЕС предложил взимать плату с судовладельцев за загрязнение, это еще не вступило в силу.
«По сути, мы упускаем возможность сократить выбросы тысяч и миллионов тонн парниковых газов, потому что в данный момент регулирующие органы не принимают правильных решений», — говорит он.
Купер из BAR Technologies настроен более оптимистично. «Ветер — это бесплатное топливо», — говорит он, и по мере того, как некоторые ответственные, заботящиеся о климате компании начнут устанавливать крылья, цена технологии упадет, доступность повысится, а бизнес-обоснование станет еще сильнее.