þriðjudagur, 18. júní 2019
 
TölublöðVenjuleg útgáfa

Rafknúinn fyrir línuveiðar og hvalaskoðun

Guðjón Guðmundsson
5. júní 2019 kl. 07:00

Teymið hjá Navis sem vinnur að rafknúna línubátnum. F.v.: Guðni Páll Gunnarsson, Einar A. Kristinsson, Bjarni Hjartarson, Ingibjörg Sigurðardóttir, Hjörtur Emilsson, Hermann Haraldsson, Frímann A. Sturluson, Kári Logason og Agnar Erlingsson.

Báturinn er um 15 metra langur og undir 30 brúttótonnum og af þeirri stærð að hann fellur inni í krókaaflamarkskerfið. Hann er hannaður meðal annars í samstarfi við Vísi hf. í Grindavík og hvalaskoðunarfyrirtækið Special Tours.

Rafknúinn línubátur sem skipahönnunarfyrirtækið Navis hefur verið að teikna og þróa verður væntanlega sjósettur innan tveggja til þriggja ára.

 Um byltingarkenndan bát er að ræða sem hannaður er sérstaklega utan um óhefðbundna aflrásina sem reiðir sig á rafmagn af rafgeymum og lítinn brunahreyfil sem einkum er ætlaður til þess að framleiða rafmagn inn á rafgeymana. Bjarni Hjartarson hönnuður hjá Navis segir að báturinn eyði 30-50% minna en hefðbundnir bátar af svipaðri stærð.

Pælingar í þessa veru hófust hjá Navis fyrir um fjórum árum. Það sem rak menn áfram var sú vissa að breytingar yrðu á einhverjum tímapunkti hvað varðar orkugjafa fyrir fiskiskipaflotann. Brennsla olíu í bátum og skipum er háð lögum og reglum um minnkun útblásturs og Ísland hefur undirgengist loftslagssáttmála eins og aðrar þjóðir og þarf að taka sig á í þessum efnum ekki síður en öðrum. Í fyrstu snerust pælingarnar um það hvort annað eldsneyti fyrir brunavélar væri raunhæfur kostur, til að mynda lífdísill eða vetni. En fljótlega varð ofan á í hugmyndavinnunni að hafa bátinn rafknúinn að mestu leyti.

100% innlend og græn orka

Báturinn er um 15 metra langur og undir 30 brúttótonnum og af þeirri stærð að hann fellur inni í krókaaflamarkskerfið. Hann er hannaður meðal annars í samstarfi við Vísi hf. í Grindavík og hvalaskoðunarfyrirtækið Special Tours. Bjarni segir að þegar grunnhönnun er lokið sjá menn fyrir sér að einfalt verði að breyta bátnum í hvalaskoðunarbát eða fyrir aðrar veiðar hvar sem er í heiminum, t.a.m. veiðar í gildrur og net. Hann getur þó ekki nýst sem togbátur. Dæmi um hugsanlega notkun og þá markaði fyrir bátinn eru til að mynda laxaveiðar við Alaska sem stundaðar eru á bátum af svipaðri stærð.

„Í rafmagnsbátnum okkar verður lítill brunahreyfill sem verður það sem á ensku kallast „range-extender“. Hann þjónar hlutverki rafstöðvar og hann því einungis hugsaður til að auka drægni bátsins. Brunahreyfillinn verður ekki beintengdur við skrúfubúnaðinn. Við erum ennþá að með það til skoðunar að hann gangi fyrir óhefðbundnu eldsneyti, metanóli, lífdísil eða vetni. Metanólið er spennandi kostur því það er framleitt hér á landi. Ef við náum að keyra á metanóli getur báturinn siglt á 100% innlendri og grænni orku,“ segir Bjarni.

Þessi tæknilausn er þekkt úr bílaheiminum þar sem rafbílar eru boðnir með litlum brunahreyfli sem einungis framleiðir rafmagn inn á rafgeymana. Einnig er það þekkt að fiskiskip séu rafknúin að einhverju leyti. En þá eru rafgeymarnir nýttir til að mæta toppunum í orkuþörfinni. Þannig er hægt að keyra dísilvélina á besta hugsanlega snúning með tilliti til  eldsneytisnotkunar og komi upp þörf fyrir meiri orku er því mætt með rafgeymunum. Línubátur Navis mun hins vegar eingöngu keyra fyrir rafmagni og verður því hljóðlaus, án titrings, útblásturslaus og með ákjósanlegu vinnuumhverfi. Fiskurinn verður dreginn í þægilegu og hljóðlátu umhverfi.

Breytt rafgeymaumhverfi

Hann segir hönnunina komna talsvert langt. Unnið hefur verið að henni í nokkur ár meðfram öðrum verkefnum. Töluverð breyting varð þar á þegar Navis fékk styrk fyrr á þessu ári frá Tækniþróunarsjóði til að hanna bátinn. Styrkurinn var til tveggja ára og nær til allrar hönnunarinnar. Hann dugar þó ekki til að fjármagna hönnunina að öllu leyti þannig að Navis leggur einnig til eigið fé til verksins. Nú fást tveir af tíu manna starfsmannahóp Navis eingöngu við hönnun rafbátsins og fleiri leggja sitt að mörkum eftir verkefnastöðu hverju sinni. Einnig fékkst minni styrkur frá Evrópusambandinu til verkefnisins og Navis vinnur nú að umsókn fyrir stærri styrk frá sambandinu til þess að fjármagna smíði bátsins að verulegum hluta. Framtíð verkefnisins velti þó ekki á því að þessi styrkur fáist frá Evrópusambandinu.

Bjarni segir að á síðustu árum hafi verð á liþíum-jóna rafgeymum fallið verulega og mun meira en allar spár sögðu fyrir um. Hann telur líklegt að handan við hornið sé bylting í framleiðslu á rafgeymum sem taki við af liþíum-jóna rafgeymanna. Allir bílaframleiðendur hugi nú að framleiðslu rafbíla og það muni hraða þróun nýrrar gerðar rafgeyma. Hann segir að þótt rafgeymatækni í rafbáta og rafbíla sé af sama meiði endi samanburðurinn í raun þar. Stærri einingar fari í bátana og rafgeymatækni í rafbátum þarf að uppfylla aðrar kröfur en í rafknúnum ökutækjum á landi. Öryggiskröfurnar eru meiri sem kemur m.a. fram í því að rafgeymastæðurnar byggjast upp á sjálfstæðum einingum þannig að fari allt á versta vegi virki alltaf einhverjar af þessum einingum þótt einhverjar detti út.

Ekki að finna upp hjólið

Bjarni segir að mörg fyrirtæki hafi sérhæft sig í framleiðslu á rafgeymum í báta og þeim hafi fjölgað mikið að undanförnu. Það sem stuðlar að vöxti í þessari framleiðslu sé fjölgun rafknúinna ferja. Hann segir að í Noregi sé ekki sú ferja framleidd að hún sé ekki rafknúin að einhverju leyti. Norðmenn séu á fullri ferð í þróun rafknúinna báta og skipa og setja mikið fjármagn í verkefni af þessu tagi. Navis hafi nýtt sér ýmislegt í þeirri þróun sem þar hafi orðið í hönnun sinni á rafknúna línubátnum.

„Í ferjunum er ákveðin siglingaleið sem ekki er vikið frá og vitað er hve stórt batterí þarf. Það sem við þurfum að fást við eru allt aðrar aðstæður sem eru við veiðiferðir. Það er sótt mismunandi langt á miðin eftir stöðum á landinu og oft þarf að leita uppi fiskinn. Það hafa verið gerðar tilraunir með rafknúna fiskibáta í Noregi en það voru minni bátar fyrir styttri túra. Við erum á hinn bóginn að hanna söluvöru. Við erum að þróa bát sem við ætlum að koma á markað og selja.“

Báturinn sjálfur er hannaður í kringum þessa óhefðbundnu aflrás. Hönnunin gengur líka út frá því að í framtíðinni lækki verð á rafgeymum með nýrri tækni. Þess vegna gengur hönnunin út á það að hægt verði að stækka rafgeymana um borð þegar fram líða stundir og þar með dragi úr mikilvægi brunahreyfilsins. Á einhverjum tímapunkti gæti þróunin hafa orðið á þann veg að hann verði óþarfur. Staðsetningin á rafgeymunum er einnig mikilvæg og þáttur í hönnuninni er að nýta þá sem ballest í bátinn.

Tíu Teslur?

Endanleg stærð á rafgeymastæðunni er ekki ákveðin en ljóst er að þyngdin hleypur á tonnum. Aflið verður mælt í hundruðum kílóvattstunda. Til samanburðar má nefna að Nissan Leaf rafbíllinn er nú með 60 kílóvattstunda rafgeymi og aflmesta Teslan 100 kílóvattstunda rafgeymi. Það er því ljóst að línubáturinn verður ígildi nokkurra Tesla bifreiða hvað afl varðar.

„Okkar áætlun er að hafa þennan bát léttari en sambærilega báta í dag, t.a.m. jafnstóra trefjaplastbáta. Að öllum líkindum verður hann smíðaður úr trefjaplasti. Útlit bátsins er byltingarkennt enda er þetta framtíðarbátur og hann þarf að bera það með sér,“ segir Bjarni.

Sem fyrr segir er þetta línubátur með beitingarvél en Navis hefur ekki gefið út hve mikið hann á að geta borið en gengið er út frá því að það verði sambærilegt við hefðbundna línubáta af svipaðri stærð. Bjarni segir að báturinn gæti verið að eyða á bilinu 30-50% minna af olíu en hefðbundinn línubátur af svipaðri stærð og stefnan sé sú að olíueyðsla verði aldrei undir 30% minni. Þetta geti skipt sköpum í rekstri margra smærri útgerða.

„Við höfum líka séð það í sambærilegum verkefnum að þeir sem eru færir í markaðssetningu  geta fengið meira fyrir afla sem eru veiddur á umhverfisvænan hátt. Þar gætu verið margir möguleikar til staðar. Báturinn verður með dýrum búnaði en með eldsneytissparnaði og jafnvel hærra afurðarverði ættu útgerðir ekki að vera lengi að greiða niður þann aukakostnað sem líklega mun fylgja kaupverðinu. En við erum ennþá tiltölulega snemma í hönnunarferlinu og því erfitt að fullyrða um endanlegt verð. Það eru tvö til þrjú ár þar til báturinn verður sjósettur og við vitum ekki hvert verðið verður á rafgeymum eftir eitt, eitt og hálft eða tvö ár. Hugsanlega vegur kostnaður af rafgeymum því ekki jafnmikið í endanlegu verði bátsins.“

Innviðauppbygging nauðsynleg

Navis er að fara mjög óhefðbundna leið með þróun á línubát fyrir íhaldssaman markað sem erfitt gæti verið að brjótast inn á. Bjarni segir að einmitt þess vegna hafi það verið Navis afar mikilvægt að fá rótgróna útgerð í lið með fyrirtækinu til að vinna að framgangi verkefnisins.

„Það hefur verið okkur mjög mikilvægt að vera í samstarfi við Vísi. Þetta er framsækið fyrirtæki sem trúir á verkefnið og spennt fyrir því að vinna með okkur í þessu. Samstarfið hefur meðal annars falist í aðgangi að þeirra mannskap og áhöfnum. Við höfum rætt við skipstjórnendur og einnig höfum við fengið aðgang að mælingum frá bátum þeirra, þ.e.a.s. lengd veiðiferða og orkunotkun. Við höfum greint þessar tölur til þess að draga upp mynd af því hve mikil orka fer í hvern túr og hve mikið væri raunhæft að draga orkunotkunina niður með nýjum aðferðum.“

Gögnin byggja að mestu frá veiðitúrum Daðeyjar GK, 20 brúttótonna krókaaflamarksbáts Vísis hf. Hvalaskoðunarfyrirtækið Special Tours hefur einnig komið með mikilvægt framlag inn í þróun bátsins. Í öllum útfærslum er áætlunin að rafgeymarnir verði hlaðnir í landi. Í styttri túrum, eins og hjá hvalaskoðunarbátum, þyrfti væntanlega minna á brunahreyfli að halda. Bjarni segir að það sem þurfi að gerast er uppbygging á innviðum vegna hleðslu á rafgeymum við bryggjur. Álag á rafkerfi er ekki mikið þegar rafgeymarnir eru hlaðnir yfir nótt en það eykst þegar þörf er að hraðhlaða rafgeyma á örfáum mínútum, eins og raunin er oft með ferjur. En ljóst sé að hefja þurfi uppbyggingu innviða við hafnir landsins því fyrirsjáanlegt er að rafgeymar eigi eftir að leika stórt hlutverk í rekstri skipaflotans.