يمكن لسفن الشحن التي تعمل بالرياح أن تخفض انبعاثات الشحن إلى أكثر من النصف

إن صناعة النقل البحري مسؤولة عن حوالي 3 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وهذه الانبعاثات آخذة في التزايد – ولكن إضافة معدات إبحار عالية التقنية إلى سفن الشحن وزيادة استخدام طرق الشحن المواتية للرياح يمكن أن يخفضها بأكثر من النصف.

هناك اهتمام متزايد بين شركات الشحن باستغلال طاقة الرياح، لأنها يمكن أن تساعد في خفض تكاليف الوقود. ويجري استكشاف مجموعة واسعة من الأساليب. تقوم بعض الشركات ببناء السفن بأشرعة تقليدية من الصفر. ويضيف آخرون أنواعًا مختلفة من الأشرعة الآلية إلى السفن الموجودة.

وتشمل التقنيات الأشرعة الصلبة التي تشبه أجنحة الطائرات، ودوارات فليتنر التي تتكون من أسطوانات دوارة، وأشرعة الشفط التي تمتص الهواء لزيادة الرفع إلى أقصى حد، وحتى الطائرات الورقية العملاقة المشابهة لتلك التي يستخدمها المتزلجون الشراعيون.

يقول جافين أولرايت من الرابطة الدولية للسفن الهوائية: “هناك مجموعة كاملة من سفن دفع الرياح”، بدءًا من السفن المحدودة التي تعمل بمساعدة الرياح وحتى السفن التي تحصل على أكثر من نصف طاقتها من الرياح.

لا تزال بعض السفن التي تعمل بالطاقة الرياح تعمل مثل السفن التقليدية، حيث تسلك طريقًا مباشرًا وبسرعة محددة، لذلك شرع ثوربن شويدت من مركز الفضاء الألماني وزملاؤه في استكشاف ما يمكن تحقيقه إذا كان المسار والسرعة متنوعين لتحسين قوة الرياح، ولكن دون أن تستغرق الرحلة وقتًا أطول. ويقول إنه إذا لم تكن هناك قيود زمنية، فسيكون من السهل القيام بجميع الرحلات باستخدام طاقة الرياح بالكامل، لكن هذا لن يكون واقعيًا – فمعظم الشحنات تحتاج إلى تسليمها في أوقات محددة، كما أن عددًا أقل من عمليات التسليم يعني دخلًا أقل لأصحاب السفن.

وافترض الفريق أيضًا أن السفن يمكنها توليد وتخزين الهيدروجين، وهي تقنية ناشئة تُستخدم حاليًا في عدد قليل من السفن فقط. الفكرة هنا هي أنه عندما تكون الرياح قوية جدًا، يتم استخدام بعض الطاقة لتوليد الهيدروجين، على سبيل المثال، عبر توربينات توليد الكهرباء الموجودة أسفل السفينة. يمكن لهذا الهيدروجين تشغيل المحركات عندما تكون الرياح منخفضة.

بعد ذلك، أخذ الباحثون بيانات عن الطقس التاريخي المعاد بناؤه – ما يسمى بالطقس الخلفي – في المحيط الأطلسي على مدار عام واحد واستخدموا نموذجًا حاسوبيًا لتحديد المسارات والسرعات المثالية بناءً على هذا الطقس. يقول شويدت: “تسير السفن في طرق برية تمامًا”. “أنت تعتقد، حسنًا، أن هذا لا يمكن أن يكون منطقيًا، ولكن يبدو أنه كذلك.”

وفي المتوسط، وجد الفريق أن استهلاك الطاقة للسفن التي تسلك الطرق المثلى سيكون أقل بنسبة 75 في المائة من تلك التي تسلك طرقًا مباشرة. وقدم شويدت النتائج في الاجتماع الأخير للاتحاد الأوروبي لعلوم الأرض في فيينا.

يقول شويدت: “إن الميزة الحقيقية لا تتحقق إلا إذا كنت منفتحًا تمامًا على طريقك، وفي بعض الأحيان تسلك منعطفات كبيرة جدًا لا يمكنك التفكير في نجاحها”. “وبهذا النهج، تمكنا من تحقيق وفورات في الطاقة من 50 إلى 100 في المائة.” ويخطط الفريق الآن لإظهار أن تحسين هذا المسار يعمل مع التوقعات، وليس فقط مع التوقعات الخلفية.

يقول غيوم لو جراند، من شركة TOWT الفرنسية التي تقوم ببناء أسطول من سفن الشحن الشراعية: “أعتقد أن توقعاتهم لها ما يبررها”. “هذا ما فعلته سفن الشحن الشراعية التابعة لـ TOWT.”

يقول تريستان سميث من جامعة كوليدج لندن: “إن فكرة تحسين المسار، المصممة خصيصًا لأداء دفع السفن بمساعدة الرياح، ليست جديدة، وهي منطقية إلى حد كبير”. ويقول إن متسابقي اليخوت يمكن أن يسلكوا ما يبدو أنه طرق ملتوية تمامًا لهذا السبب فقط.

“خمسة وسبعون إلى 100 في المائة [energy saving] يقول سميث: “من المؤكد أن هذا ممكن من الناحية النظرية، ولكن هذا يعتمد إلى حد كبير على متوسط ​​سرعة الرحلة التي تستهدفها، والتي يتم تحديدها أيضًا من خلال اقتصاديات تشغيل السفينة وحمولتها. “في تجربتنا، تكون المدخرات أقل بكثير من هذا، بالنسبة لمعظم السفن البحرية”.