Za većinu alternativnih goriva postoji tehnologija pogona. Problem su cijena proizvodnje i nepostojanje distribucijske mreže. Naročito na moru
U našoj obiteljskoj jedrilici još uvijek je originalni, 46 godina star mali dizelaš s jednim cilindrom. Prije par godina izvadili smo ga van, obnovili, vratili i radi kao nov. Kada ga je složio, sada umirovljeni majstor rekao je da bi ga taj motor, uz redovno održavanje, trebao nadživjeti. Pouzdan je i malo troši, a malo zagađuje zrak i more, malo i smrdi, a malo je i bučan. Bi li ga zamijenio? – Ne isplati se, barem ne za sad. Bi li koristio alternativno gorivo koje bi makar riješilo problem zagađenja i malo manje smrdjelo? – Bih. Pa zašto ga onda ne koristim? – Jer ga u Hrvatskoj nemam gdje kupiti.
Svi važni proizvođači brodskih motora u ovom trenutku rade na razvoju tehnologije bazirane na alternativnim gorivima. Na to ih pritišću međunarodne konvencije, zakoni i pravilnici, pomodnost, a i ograničeni resursi fosilnih goriva.
Jednog dana ćemo ih iscrpiti ili svesti na granicu neisplativosti. Prema predviđanjima brojnih instituta u svijetu, u ovom stoljeću ćemo ostati bez fosilnih goriva. Trenutno na svijetu ima dokazanih rezervi nafte za otprilike 50 godina s aktualnom razinom potrošnje. Nafte ima i više, no u preko polovice slučajeva nemamo tehnologiju za crpljenje. Tu trebamo uzeti u obzir i to da razvijeni dio svijeta smanjuje ovisnost o nafti, a veći i nerazvijeniji dio povećava. Zatim, nafte ima i u dubokim dijelovima oceana što je u ovom trenutku preskupo crpiti. Prirodnog plina je nešto više, a ugljen bi, prema optimističnijim predviđanjima mogli vaditi i naši praunuci za stotinjak godina.
Motor će još raditi, ali dizela neće biti
Stoljetna dominacija benzina i dizela u nautici (a i u automobilizmu) još uvijek traje. Pa unatoč elektromaniji, postojećim restrikcijama i onima u najavi, tržište brodskih dizelaša i dalje raste. Pogledamo li tržište novih prodanih motornjaka i jedrilica, jasno je da jedra postaju relikt prošlosti i da jedre još samo entuzijasti.
Istovremeno, svi vodeći proizvođači brodskih motora najavljuju prelazak na čišći pogon, a pojavljuju se i novi igrači. Osim struje, budućnost vide u alternativnim gorivima. Dakle, alternative ima, a svaka od njih ima svojih prednosti i mana. U ovom tekstu ne bavimo se antropološkim utjecajem na razinu CO2 u Zemljinoj atmosferi. Niti hoće li prelazak na struju spasiti čovječanstvo.
U međuvremenu, dok ne iscrpimo fosilna goriva, zakonodavci pritišću industriju prema karbon-neutralnim pogonima. Ulaže se sve više novaca u razvoj nekog oblika alternative tradicionalnim motorima s unutrašnjim sagorijevanjem (ICE). Neki već imaju razvijene prototipe, pa i postojeće modele na tržištu.
Za sad najraširenija alternativa fosilnom dizelu je HVO100
Alternativno gorivo koje ne zahtijeva nikakve preinake u postojećim motorima i načinu korištenja u ovom trenutku je HVO100 koji još zovu obnovljivi dizel. Riječ je o gorivu koje je po svojstvima i energetskoj vrijednosti najsličnije dizelu. Glavna razlika je u tome što se ne dobiva iz fosilnih izvora, već hidrotretiranjem biljnog ulja.
Zbog toga ima do 90 posto manju emisiju CO2 u životnom ciklusu, a oko 10 posto se odnosi na utrošak energije u proizvodnji. Odnosno, ugljikov dioksid koji oslobađa sagorijevanjem nije fosilnog porijekla, već iz Zemljine atmosfere. Može ga se koristiti u bilo kojem omjeru pomiješanog s dizelom ili čistog bez ikakvih preinaka na motoru na svim dizelskim motorima popularnih proizvođača. Preporučuju ga abecednim redom Cummins, Caterpillar, Deutz, Hyundai, Kubota (na čijoj bazi se rade Beta, SCAM, Solé Diesel, Nanni i drugi motori), MAN, MTU (Rolls-Royce Power Solution), Scania, Vetus, Volvo Penta, Yanmar te brojni drugi.
Cijena alternativnog i dalje veća od fosilnog dizela
Prednost ovog goriva je što nema straha od razvoja bakterija u spremniku, manja je mogućnost začepljenja dijelova sustava goriva i s obzirom na to da je čišći, manje smrdi te sagorijeva gotovo bezbojno i bez dima. Nedostatak je što je trenutno blago skuplji od dizela, ima do 2 posto manju energetsku vrijednost te predstavlja etičku dvojbu s obzirom na to da se proizvodi od biljaka koje se uzgajaju za hranu ili još gore od palminog ulja uz čiju se proizvodnju povlače mnoge kontroverze poput prekomjerne i ilegalne sječe prašuma.
U Europi se najviše koristi u Švedskoj, gdje je do unazad nekoliko godina postojala i zakonska obveza mješavine fosilnog dizela s HVO100 u odnosu minimalno 26 posto. Mješavina više nije obvezna, ali država na to stimulira distributere smanjenjem poreza, jer se biogoriva ne oporezuju.
Na mnogim punionicama u toj zemlji može se točiti čisti HVO100. Istovremeno u Hrvatskoj i zemljama u susjedstvu to se gorivo ne može kupiti u maloprodaji. Slično je i s drugim alternativama. Švedski Volvo Penta već godinama u svim testiranjima svojih motora za nautičku primjenu koristi čisti HVO100.
Cijena i proizvodnja biogoriva
Njemu slično gorivo je biodizel, koji se može koristiti u većini dizelskih motora te ima svoje prednosti ali i mana, zbog kojih neki proizvođači ograničavaju upotrebu u određenom postotku ili zahtijevaju minimalne preinake u sustavu.
Kao i HVO100, siguran je za upotrebu, dobiva se iz nefosilnih izvora, ali ima tendenciju zgrušavanja u gel, može začepiti filtere goriva i cijevi, malo je skuplji od fosilnog dizela, te kao i HVO postavlja etičku dvojbu zbog proizvodnje iz biljaka koje se tradicionalno koriste za prehranu. Naravno, cijena goriva uvelike ovisi o regulatorima, odnosno o državnim trošarinama i porezu.
LPG kao vrlo raširena alternativa – na kopnu. Na moru još ne…
Gorivo koje bi se moglo vrlo brzo i jednostavno primijeniti u nautici je LPG. Razlog je njegova vrlo široka rasprostranjenost. Ovaj rafinirani plin već se godinama ugrađuje u automobile i moguće ga je koristiti kod velikog dijela benzinskih i nekih dizelskih motora. Usto, u usporedbi s benzinom prihvatljiviji je za okoliš, te u slučaju curenja nije štetan za more.
LPG ipak zahtijeva neke preinake u sustavu te je potrebno ishoditi atest. Otprilike je upola jeftiniji od benzina i dizela, ali sadrži i manje energije po kilogramu, pa je potrošnja veća. Ipak, velik broj zemalja ima vrlo mali porez na ovaj tip goriva upravo radi poticanja njegova korištenja.
Pogodan je za dvostruke sustave goriva, pa u režimu rada na nižim okretajima troši LPG, dok u višima troši benzin ili dizel. Takav sustav ima smisla kod punjenja baterija na nižim okretajima ili prilikom ulaska i izlaska iz luke. LPG se u nautici najčešće koristi u područjima gdje je zabranjeno ili ograničeno korištenje dizela i benzina, u osjetljivim morskim područjima, u marikulturi, ribarstvu te na rijekama i jezerima.
Zbog rasprostranjenosti i relativno jednostavnog rukovanja, njegova je primjena pogodna u cijelom svijetu, pa i u Hrvatskoj gdje je u ovom trenutku 165 punionica. Doduše, niti jedna od njih nije na samoj obali, ali i to ne mora biti prepreka jer se LPG ionako skladišti u prijenosnim tankovima.
Alkohol kao “alternativno” gorivo već koristimo
Etanol kao alternativno gorivo izuzetno je rasprostranjeno i koristimo ga svakodnevno širom svijeta. Drugi naziv za etanol je etilni alkohol ili jednostavno alkohol. Gorivom se smatra kada je njegova koncentracija veća od 80 posto. Ovo gorivo već koristimo pomiješano s benzinom do 20 posto, a pogodno je i za proizvodnju tzv. plavog vodika, a koji zatim koristimo kao gorivo za ICE motore ili za napajanje gorivih ćelija.
Metanol ili metilni alkohol također je vrlo rasprostranjeno gorivo, te kao i etanol ima niz pogodnosti. Tu su i goriva poput amonijaka, prirodnog plina i drugih, a svi se na manje-više sličan način istražuju i koriste u mješavinama ili za dobivanje vodika.
Razvoj, razvoj i samo razvoj
Krajem 2023. je talijansko brodogradilište Sanlorenzo objavilo da su započeli gradnju nove jahte s elektropogonom napajanim gorivim ćelijama na vodik dobivenim iz metanola. Vodik je jedno od trenutno najatraktivnijih alternativnih goriva zbog niza pogodnosti. Gotovo svi proizvođači motora, bilo za brodsku ili automobilističku industriju, ulažu u razvoj motora na bazi ovog goriva.
Bilo da je riječ o ICE motorima, tzv. dual fuel motorima ili vodikovim gorivim ćelijama. Vodik pruža gotovo potpuno čistu ili vrlo čistu alternativu za pogon. Mana vodika je relativno komplicirana tehnologija proizvodnje, skladištenja i transporta.
U svijetu nautike već je niz primjera prototipova i serijskih modela na tržištu koji koriste vodik i uspješno funkcioniraju. Još jedan svježi primjer je Yamaha koja je u veljači 2024. na nautičkom sajmu u Miamiju predstavila prototip njihova ICE motora na vodik.
Na tržištu je već nekoliko godina i britanski proizvođač izvanbrodskih dizelskih motora COX Marine, a trenutno testiraju prototip dizelaša s mogućnosti rada na dizel ili vodik. Princip je da bi unutar luka i uz obalu motor radio na vodik dobiven iz obnovljivih izvora energije, a na otvorenom moru radio bi na dizel odnosno na HVO gorivo. Time namjeravaju značajno smanjiti ugljični otisak i mogućnost zagađenja mora, te je dobar primjer za prijelazno razdoblje.
Alternativna goriva ujedinila konkurenciju
Prije dvije godine, velika japanska petorka Toyota, Yamaha, Subaru, Suzuki i Kawasaki najavili su zajednički razvoj tehnologije brodskog pogona na vodik, a sve uz blagoslov i pomoć japanske vlade. Otprilike u isto vrijeme iz Rolls-Royce Power Solutiona stigla je vijest da razvijaju tehnologiju za korištenje metanola kao alternativnog goriva, na bazi njihova MTU brodskog motora.
Yanmar je razvio sustav gorivih ćelija na vodik EX38A FC, koje već dvije godine testira na moru, a prvi rezultati koje su objavili još krajem 2021. pokazali su se uspješnijima nego što su očekivali. Njihov se sustav temelji na bazi Toyotine tehnologije gorivih ćelija. Nakon toga, testirali su i Yanmarovu mobilnu punionicu vodika, koja se također pokazala uspješnim projektom.
Neka brodogradilišta prigrlila su ideju alternativnih pogona
Francusko brodogradilište katamarana Fountaine Pajot najavilo je ozbiljne korake prema karbonskoj neutralnosti do 2030., pa su početkom prošle godine započeli testiranje s EODev tehnologijom vodikovih gorivih ćelija Smart Electric REXH2, uređajem koji je na tržištu već nekoliko godina, u kombinaciji s elektropogonom i baterijskim sklopovima.
Svoj obol razvoju tehnologije vodika dao je i trenutni branitelj America’s Cupa, Emirates Team New Zealand. Za potrebe brzog pratećeg regatnog broda razvili vlastiti sustav vodikovih gorivih ćelija na katamaranu foileru. Gledali smo ih ljetos tijekom America’s Cupa. Vodikovim gorivim ćelijama bavi se i Cumminsov razvojni centar u Kaliforniji.
Vodik, dual-fuel i druge tehnologije kao prijelazna alternativa
Volvo Penta već godinama radi na razvoju dual-fuel dizelskog motora, koji može raditi i na vodik i smanjiti emisiju CO2 za 80 posto, odnosno s HVO gorivom i više. Krajem 2022. potpisali su ugovor o suradnji s CMB.TECH-om s kojima razvijaju dual-fuel motore. Cilj im je stvaranje ICE motora na HVO i vodik. Švedski proizvođač ističe da je u tom procesu ključna proizvodnja vodika iz obnovljivih izvora energije. Početkom 2024. raspisali su i natječaj za doktorske stipendije u tom području, u suradnji sa švedskim tehničkim sveučilištem u Lundu.
Alternativna goriva se s velikim interesom istražuju u segmentu velikih brodova poput tankera, koji za gorivo koriste najprljavija goriva. Ta je pak industrija nužna za funkcioniranje modernog svijeta, pa im se restrikcije sporo uvode. Njihov bi prelazak na čišća goriva imao daleko značajniji utjecaj nego što to ima rekreativna plovidba. Budući da su gotovo svi veliki brodovi dizel-električni, idealno bi bilo zamijeniti dizelske motore s mini nuklearnim reaktorima, tehnologijom koju jedino koči snažan vojni lobi.
Savršeno brodsko gorivo
Dizel je, izuzev štetnih emisija, smrada iz ispuha i nekih drugih sitnica, savršeno gorivo za brodski pogon. Sadrži relativno veliku energetsku vrijednost naspram volumena i težine. Siguran je i jednostavan za rukovanje, za razliku od niza problema spomenutih alternativnih goriva. Drugo najrasprostranjenije gorivo u nautici, benzin, prati jednako “loš glas.” K tomu je lako zapaljiv. Ali dobro radi posao. Za svaku promjenu koja dolazi bit će potrebno promijeniti navike, za što trebamo vrijeme. A proizvođači motora morat će kod korisnika steći povjerenje, što neće biti laka prepreka.
Goriva koja nazivamo alternativnima zapravo i nisu toliko rijetka, a nisu niti neka naročita novost. Ona su alternativna zbog toga što su fosilna goriva prihvatljivija iz tehnološkog aspekta pa su stoga i popularnija. Govoreći o alternativnim gorivima, treba kazati i to da je u cijeloj ovoj priči veliki dio pitanja tranzicije zapravo na razvoju tehnologije proizvodnje. Potom dolazimo do pitanja skladištenja i distribucije. A onda ponovo na poznata pitanja emisije CO2, Noxa, cijene, moći, politike i resursa.
Ovo je tema koja nema romantičan zaključak ako priželjkujemo promjene na bolje. Možemo samo nostalgično zazivati vremena kada smo za plovidbu trebali barčicu, komad jedra i vesla. Te misliti na sve moderne inačice tehnologije jedara, brodogradnje i umijeća vladanja prirodnim silama.