Die skeepvaart is moeilik vir die klimaat en moeilik om op te ruim - hierdie innovasies kan help om die emissies te verminder - Climate Impact News | Klimaatsimpaknuus
Jing Sun, professor en departementele voorsitter, vlootargitektuur en mariene ingenieurswese, Universiteit van Michigan
Versending is verantwoordelik vir 'n groot deel van die wêreldwye uitstoot. William William / Unsplash, CC BY
Skepe dra meer as 80% van die wêreldhandel, en hulle vertrou sterk op sommige van die die minste omgewingsvriendelik vervoerbrandstowwe beskikbaar.
Daar is geen goedkoop, algemeen beskikbare oplossings wat die skeepsvaartbedryf se koolstofvrystelling van die planeetverwarming kan verlaag nie. In werklikheid word skeepvaart beskou as een van die moeilikste bedrywe op aarde om koolstofdioksied te verminder - maar 'n paar opwindende innovasies word tans getoets.
As 'n professor in vlootargitektuur en mariene ingenieurswese, Ek werk aan die voortstuwing en beheerstelsels van die skip, insluitend elektrifisering, batterye en brandstofselle. Met die aandag wat hierdie week op klimaatsverandering gevestig is, terwyl wêreldleiers op die G-7-beraad vergader en onderhandelaars skeepsvrystelling tydens 'n vergadering van die VN bespreek Internasionale Maritieme Organisasie, laat ons kyk wat moontlik is en sommige van die brandstowwe en tegnologieë wat die toekoms van die bedryf waarskynlik sal bepaal.
Die skeepvaart se klimaatprobleem
Versending is die goedkoopste manier om grondstowwe en grootmaatgoedere te verskuif. Dit het 'n enorme ekonomiese impak en 'n groot koolstofvoetspoor gegee.
Die bedryf straal ongeveer uit 1 miljard ton koolstofdioksied per jaar - byna 3% van die wêreldwye uitstoot, volgens die IMO, 'n gespesialiseerde VN-agentskap wat bestaan ​​uit 174 lidlande wat standaarde vir die bedryf stel. As skeepvaart 'n land was, sou dit tussen Japan en Duitsland as die sesde grootste bydraer tot die wêreldwye koolstofdioksiedvrystelling wees. Boonop vind byna 70% van die uitstoot van skepe binne 250 kilometer van die land plaas, wat beteken dat dit ook 'n invloed op die luggehalte het, veral in hawestede.
Australië se verborge geleentheid om koolstofvrystellings te sny en geld te verdien
Tegnologiese innovasie, benewens beleide, is van kardinale belang vir die versending van koolstofarme of vrystelling sonder emissie. Akademiese navorsingsinstitute, regeringslaboratoriums en ondernemings eksperimenteer nou met elektrifisering; brandstof met geen of lae koolstofkoolstof soos waterstof, natuurlike gas, ammoniak en biobrandstof; en alternatiewe kragbronne soos brandstofselle en son-, wind- en golfkrag. Elkeen het sy voor- en nadele.
Waarom dit belangrik is om skepe te elektrifiseer?
Net soos op land is elektrifisering een sleutel om die emissies van die bedryf op te ruim. Dit laat toe dat enjins wat op fossielbrandstowwe werk, vervang kan word deur alternatiewe kragopwekkingstegnologieë, of verklein en aangepas word vir lae emissies. Dit laat ook skepe toe om verbind met elektriese krag terwyl u in die hawe is, wat hul emissies deur luier verminder.
Skepelektrifisering en verbastering is belangrike tendense vir kommersiële en militêre vaartuie. Om 'n skip te elektrifiseer, beteken dat sy tradisionele meganiese stelsels vervang word deur elektriese. Sommige vlote het reeds die aandrywing en vraghantering geëlektrifiseer. Hybride kragstelsels integreer egter verskillende kragopwekkingsmeganismes, soos enjins en batterye, om hul aanvullende eienskappe te benut.
Ek sien dieper elektrifisering en breër verbastering as 'n kernstrategie om groen skeepvaart te bewerkstellig.
Skepe wat in die hawe met elektriese krag kan aansluit, kan brandende brandstof veroorsaak wat kweekhuisgasse en besoedeling veroorsaak. Ernesto Velázquez / Unsplash, CC BY
Groot geleenthede bestaan ​​ook om die werking van die bestaande vloot te verbeter - en brandstofverbruik te verminder - deur outomatisering en intydse beheer. Gevorderde sensors, kunsmatige intelligensie en masjienleer kan skepe help om beter te "sien", "dink" en "optree" om doeltreffendheid te verbeter en emissies te verminder.
Groener brandstof vir seereise
Die verskuiwing na skoner en groener brandstofbronne is noodsaaklik om die skeepsbedryf te koolstofvry te maak.
Die meeste kragsentrales op vandag se skepe is gebaseer op binnebrandenjins wat goedkoop swaar stookolie gebruik. Innovasies in die ontwerp van die mariene diesel- en gasturbine-enjins en die behandeling van uitlaatgas het skadelike vrystellings verlaag. Die meeste van die "lae hangende vrugte" is egter geoes, met min ruimte vir dramatiese verbetering in tradisionele kragbronne.
Die fokus is nou op die ontwikkeling van skoner brandstofbronne en doeltreffender alternatiewe kragopwekkingstegnologieë.
Daar word voorspel dat brandstof met min of geen koolstof, soos natuurlike gas, ammoniak en waterstof, in die toekoms die dominante energiebronne vir skeepvaart sal wees. ammoniak is maklik om te vervoer en op te berg, en kan gebruik word in binnebrandenjins en brandstofselle met hoë temperatuur. Maar soos waterstofword dit grotendeels nog met fossielbrandstowwe vervaardig. Dit is ook giftig. Albei het die potensiaal om met behulp van elektrolise water en hernubare energie te maak, maar die koolstofvrye tegnologie is nog in die vroeë stadiums en duur.
Hoe Het seevlakke verander oor die afgelope 100 jaar?
Hierdie brandstowwe het swaar dieselbrandstowwe in sommige mariene segmente begin vervang, hoofsaaklik as demonstrasieprojekte en teen 'n stadiger tempo as wat nodig is. Koste en infrastruktuur bly die grootste hindernisse.
Hernubare energiebronne, Soos wind, sonkrag en golfenergie, is ook belowend. Die integrasie van hernubare bronne as koste-effektiewe en betroubare energieoplossings vir seevaartuie is nog 'n uitdaging waaraan ontwikkelaars werk.
Voeding van skepe wat brandstofselle en batterye gebruik
Brandstofselle en batterye hou ook belofte in as alternatiewe tegnologieë vir kragopwekking.
Deur middel van elektrochemiese reaksies genereer brandstofselle elektriese krag op 'n baie doeltreffende en skoon manier, wat dit baie aantreklik maak vir vervoer. Daar word met brandstofselle gebruik suiwer waterstof of gereformeerde gasse, behalwe brandstofselle met hoë temperatuur wat natuurlike gas of ammoniak as brandstof kan gebruik.
Gegewe die bestaande brandstofinfrastruktuur, moet die meeste mariene brandstofsel-demonstrasieprojekte vandag vloeibare waterstof opberg of stelsels gebruik wat natuurlike gas of ander brandstof omskakel in waterstofryke syngas. Infrastruktuur vir waterstofopberging moet ontwikkel word vir die wydverspreide gebruik van brandstofseltegnologie.
Batterytegnologie is noodsaaklik vir elektrifisering, selfs vir skepe met 'n verbrandingsmotor as hul belangrikste motor. Dit het ook sy eie unieke uitdagings. Behalwe dat die batterye veilig en betroubaar is - u wil nie 'n vuur of kragonderbreking in die middel van die oseaan hê nie - is robuustheid en buigsaamheid nodig vir die drywing van vrag, soos vraghantering en sleepbote.
Belê in die toekoms
In 2018 het die Internasionale Maritieme Organisasie se beskermingskomitee vir mariene omgewing beskerm stel teikens om die koolstofintensiteit van die wêreldwye vloot teen 40 met minstens 2030% te verminder en om die uitstoot van kweekhuisgasse teen 2050 teen die vlak van 2008 met die helfte te verminder. Dit word verwag verpligte vereistes aan te neem wat die langtermyndoelwitte tydens sy vergadering van 10 tot 17 Junie 2021 weerspieël.
Hierdie teikens is belangrik, maar dit laat die spertye vir optrede ver in die toekoms.
Lande en sommige rederye beveel 'n vinniger oorgang aan. Vroeg in Junie het die regerings van Denemarke, Noorweë en die Verenigde State, saam met die Global Maritime Forum en die Mærsk Mc-Kinney Møller Sentrum vir Zero Carbon Shipping, 'n nuwe Nul-emissie gestuur sending om vinniger nuwe groen maritieme oplossings te probeer opskaal en aan te wend.
Die skeepsreus AP Møller-Maersk het gesê dat dit 'n koolstofbelasting van kan steun $ 150 per ton koolstofdioksied om meer innovasie en 'n vinniger oorgang aan te moedig, hoewel ander in die bedryf beweer dat 'n belasting soos dit sou wees byna dubbel die koste van bunkerbrandstof en vervoer baie duurder, met gevolge in die hele wêreldekonomie.
Ek glo dat die groot visie van skeepvaartvrystelling vrygestel kan word as die gemeenskapsontwerp- en vlootbedryfsgemeenskappe saamwerk met beleidmakers, die logistieke industrie en die breë tegniese gemeenskappe oor akademiese en bedryfsektore om oplossings te vind.
Dit is 'n opwindende tyd om op die gebied van energie- en kragoplossings vir skeepvaart te werk. Die tegnologie wat vandag ontwikkel is, sal 'n transformerende impak hê, nie net op die mariene industrie nie, maar ook op die samelewing.
by Dries Verstraete
Die Farm wat groei Climate Solutions
Hoog in die berge van Veracruz, Mexiko, is 'n klein koöperasie "boerderykoolstof" - landbou beoefen op 'n manier wat klimaatsverandering beveg terwyl dit tegelykertyd aan die mens se behoeftes voldoen.
'N Plaaslike aansig help om die effekte van klimaatsverandering te beveg
by Leanne Melbourne, Universiteit van Bristol
In 2011 het 'n mariene hittegolf die weskus van Australië getref, wat tot tien dae se oormatige seertemperature gelei het.
Amerikaanse China Klimaat Deal is op die laaste 'n regte spel wisselaar op uitstoot
by Peter Christoff, Universiteit van Melbourne
Die Verenigde State, die grootste historiese uitstoot van kweekhuisgasse ter wêreld, het onderneem om die uitstoot teen 26 met 28-2025% te verminder in vergelyking met 2005, terwyl China, die huidige grootste uitstoot, ...
Waarom die VSA geen snelspoor het nie
China het die wêreld se vinnigste en grootste snelheidspoornetwerk - meer as 19,000 myl, waarvan die oorgrote meerderheid die afgelope dekade gebou is.
Bill Nye oor hoe om die klimaat beter te maak
Bill Nye gesels met MSNBC-gasheer op die Global Citizen Festival 2019 oor die ernstige klimaatkrisis en wat wêreldburgers kan doen om 'n verskil te maak.
Waarom die aanvoer van koolstof om klimaatsverandering te bekamp, ​​is omgewingsdeskundiges te verdeel
by Olúfẹ́mi O. Táíwò en Holly Jean Buck
Omgewingsaktiviste werk saam met vars gesigte in die Kongres om te pleit vir 'n Green New Deal, 'n bundel beleide wat klimaatsverandering sal beveg terwyl hulle nuwe werk skep en verminder ...
Dit is politici nie-tegnologie wat in die pad staan ​​100% Hernubare Energie
'N Verslag wat gepubliseer word voor volgende week se VN-klimaatberaad, illustreer dat arm en welvarende lande, klein eilande en groot stede al hul energiebehoeftes van hernubare energie kan bereik.