Зачем грузовые суда в XXI веке оснащают парусами

По разным данным, сейчас в мире существует около ста коммерческих грузовых судов, использующих энергию ветра. Основная движущая сила на них — это по-прежнему дизельные установки, работающие на мазуте. Однако паруса дают экономию горючего от 20% до 30%. И, соответственно, позволяют снизить углеродный след судна.

Направлений в области современного парусного судостроения два: это жесткие паруса и кайты с компьютерным управлением. Рассказываем об обоих подробнее.

Пример судна с жесткими парусами — сухогруз Pyxis Ocean. В августе 2023 года после переоборудования оно вышло в свой первый парусный рейс из Китая в Бразилию, который продлится шесть недель. Это корабль длиной 230 метров с водоизмещением в 81 тыс. т. Две парусных установки WindWing («Ветровое крыло»), которые он получил благодаря инженерам, имеют высоту 37,5 м. Они выполнены из стали и полимерных композитов. Согласно расчетам, каждая установка позволяет сэкономить 1,5 т мазута в день. Получается, теперь Pyxis Ocean будет расходовать на 3 т мазута в день меньше.

Во время стоянки паруса складываются одним нажатием кнопки. Да и в остальном они не требуют дополнительных хлопот или персонала для управления — все механизировано и компьютеризировано.

Есть и еще один важный плюс — WindWing можно поставить на любое судно, подходящее по габаритам. Для этого не потребуется существенная переделка.

Разработала парусную установку британская компания BAR Technologies, до сих пор занимавшаяся созданием систем для гоночных парусников, участвующих в Кубке Америки — морском аналоге «Формулы-1». Как сказал ее руководитель Джон Купер: «Это один из самых низкоскоростных проектов, над которыми мы работали, но, без сомнения, для планеты он гораздо важнее».

Эксперты предполагают, что к 2025 году 50% вступающих в строй грузовых судов будут оснащены такими парусами. Впрочем, у этого технологического решения есть и слабые места. Например, директор компании Clarksons Research С. Гордон считает, что парусные установки неприемлемы на контейнеровозах, поскольку создадут помехи при погрузке и разгрузке.

Существуют и коммерческие суда, изначально сконструированные с учетом использования парусов. Самый яркий пример — парусно-моторный паром Canopée, построенный компанией Zephyr et Boree. Это судно разрабатывали специально для удовлетворения логистических потребностей ArianeGroup, работающей на Европейское космическое агентство. Оно будет перевозить детали ракеты-носителя Ariane 6 из европейских портов во Французскую Гвиану. Хотя о нем и говорят как о первом современном коммерческом парусном судне, помимо парусов у него есть и полноценный дизельный двигатель. Четыре жестких паруса высотой 37 м и площадью по 363 м² уменьшают расход топлива и выбросы вредных веществ на 30%. При необходимости мачты складываются и ложатся на палубу.

Судно проектировали и строили шесть лет, и в августе 2023 оно наконец было готово приступить к своей миссии. Согласно контракту, в течение 15 лет оно будет совершать во Французскую Гвиану по 12 рейсов в год.

Принципиально иное решение, позволяющее использовать силу ветра на судах — использование гигантских кайтов. Мачту с пусковой установкой и механизмами управления крепят на носу судна, запуск и складывание кайта осуществляются автоматически. Да, выглядит фантастически. Но находит применение у серьезных компаний. Например, такую технологию использует компания Airbus на своих собственных судах, перевозящих детали самолетов между производственными площадками в Европе и Америке.

Автоматизированные буксирные змеи SeaWing были разработаны авиационными инженерами стартапа AirSeas, частично принадлежащий самой Airbus. Первый кайт установили еще в 2017 году, а в 2018-м стартап уже получил первый заказ от Airbus. Тогда кайт площадью 500 м² установили на судно Ville de Bordeaux, перевозящее детали А320 в США. Еще через год компания заключила контракт с японским перевозчиком K-Line и установила свои SeaWing на одно из судов компании, параллельно договорившись о поставке и инсталляции еще пяти.

Как мы уже сказали, SeaWing разворачивается и работает автономно. В момент пуска парус «выстреливается» с установленной на носу мачты со скоростью около 100 км/ч и выписывает траекторию в форме восьмерки. Управляющая кайтом программа анализирует данные о ветре в точке нахождения и метеорологическую информацию в целом, выбирая оптимальный маршрут для судна.

Устройство позволяет снизить расходы на топливо на 20% и, соответственно, уменьшить углеродные выбросы.

Справедливости ради надо сказать, что на морской транспорт сейчас приходится около 3% выбросов парниковых газов и около 90% мировых грузоперевозок. Коммерческих парусников становится с каждым годом все больше.