Elektriske ferger: Rekkevidde og bærekraft, forklart

Sjøtransportbransjen, som lenge har vært avhengig av de pålitelige, men miljøbelastende fergene med forbrenningsmotor, står ved et avgjørende veiskille. Etter hvert som bransjen tilpasser seg kravene om bærekraft, fremstår elektriske fartøy som lovende alternativer

De er et globalt forbilde, fra de travle havnene i Washington State til de pittoreske skandinaviske kystlinjene. I tillegg til å redusere utslippene, omdefinerer de samtidig det 21. århundrets kollektivtransport på vann.

Overgangen til batteridrevne ferger er drevet frem av utfordringene konvensjonelle fartøyer byr på. Dieselmotorer, som lenge har vært drivkraften bak ferjetrafikken, er beryktet for sine betydelige utslipp av klimagasser, inkludert CO2, metan og lystgass. Disse utslippene bidrar ikke bare til global oppvarming, men også til lokal luftforurensning, der nitrogen- og svoveloksider er spesielt helseskadelige.

I tillegg fører ineffektiviteten til disse tradisjonelle motorene til høyt drivstofforbruk og høye driftskostnader. Kompleksiteten i utslippskontrollen gjør det enda vanskeligere, og det kreves ofte avanserte etterbehandlingsteknologier for å oppfylle lovpålagte standarder. Derfor står eksisterende passasjerbåter overfor et økende behov for nye, renere og mer kostnadseffektive alternativer som oppfyller kravene til moderne transport- og transitt-systemer.

Midt i den maritime næringens utfordringer fremstår elektrisk fremdrift i marine fartøy som en lovende innovasjon. Fordelene er mange. Elektriske ferger har lavere drifts- og vedlikeholdskostnader på grunn av enklere motordesign og redusert mekanisk slitasje. Disse besparelsene har en ringvirkning på hele flåten, ettersom elbåter krever sjeldnere og mindre kostbart vedlikehold sammenlignet med tilsvarende fartøyer med forbrenningsmotor.

En annen fordel er den roen som elektrisk fremdrift tilfører det marine miljøet. Disse fartøyene glir gjennom vannet med en hviskende lyd, noe som står i skarp kontrast til brølet fra dieselmotorer. Dette reduserer støyforurensningen og gir en bedre reiseopplevelse. I tillegg gir redundansen som er innebygd i elektriske systemer, et sikkerhetsnett av pålitelighet som sørger for at båtene forblir operative selv om en del av systemet svikter.

Elektriske ferger gir åpenbare miljøfordeler, som er like tydelige som de uberørte farvannene de forsøker å beskytte. Ved å gå over til elektrisk fremdrift kan passasjerbåter redusere utslippene av skadelige gasser som NOx og CO, samt CO2 og sot, noe som har en betydelig innvirkning på miljøet.

Ta for eksempel Puget Sound, der den elektriske fergen bare produserte 25 % av eksosen fra sin dieseldrevne motpart. I regioner med rene strømnett kan elektriske passasjerskip ha betydelig lavere klimagassutslipp sammenlignet med dieselmotorer. Dette understreker de store miljøfordelene disse fartøyene kan gi.

Ved å redusere behovet for pendlerbiler på korte strekninger bidrar elektriske ferger dessuten til å redusere trafikkbelastningen og den tilhørende miljøpåvirkningen.

Selv om miljøfordelene er et stort trekkplaster, er kostnadseffektiviteten og de økonomiske konsekvensene av elektriske ferger like overbevisende. Ta for eksempel en helelektrisk katamaran, som glir over vannet 21 % billigere målt i energienhetskostnad enn en tradisjonell dieselferge. Dette er ikke et isolert fenomen; i de fleste europeiske land har elektriske passasjerskip vist seg å ha betydelig lavere driftskostnader sammenlignet med sine dieseldrevne motstykker. Selv om den opprinnelige innkjøpsprisen for en batteridrevet ferge kan være høyere, er de langsiktige drifts- og vedlikeholdskostnadene klart lavere.

Kjernen i en elektrisk ferge er batteriet, som både fungerer som energikilde og symbol på energieffektivitet. Litium-ion-batterier er standard på grunn av deres evne til å lagre og levere store mengder strøm på en effektiv måte. Litium-jernfosfatbatterier er i ferd med å vinne innpass i maritime applikasjoner på grunn av deres sikkerhet og lange levetid. Dette markerer et skifte i retning av mer holdbare og pålitelige strømkilder for batteridrevne båter.

Styringen av disse kraftverkene overvåkes av sofistikerte batteristyringssystemer (BMS), som sørger for optimal ytelse, sikkerhet og lang levetid for batteriene. Forbedringer i hurtigladingskapasiteten er en "game-changer". De vil gjøre det mulig for batteridrevne ferger å opprettholde driftsberedskapen og forlenge seilasene sine utover det man tidligere trodde var mulig.

For å forstå egenskapene og begrensningene til en elektrisk ferge, må man kjenne til rekkevidden. Selv om disse fergene vanligvis har kortere rekkevidde enn fergene med forbrenningsmotor, gjør fremskritt innen batterilagring at rekkevidden stadig utvides. Små (om enn saktegående) elektriske ferger, som man ofte ser gli gjennom havner eller på kortdistanseruter, har vanligvis en rekkevidde på mellom 5 og 30 nautiske mil. De har en batterikapasitet på 1 til 2 MWh, noe som gjør dem ideelle for hyppige dokking- og lademuligheter.

For mellomstore og større fartøyer (som også hovedsakelig går sakte), for eksempel de som forbinder øyer eller opererer på lengre ruter, kan rekkevidden være fra 20 til over 100 nautiske mil. Disse fartøyene har vanligvis batterikapasitet fra 2 MWh til mer enn 10 MWh.

På den annen side kan den hurtiggående Candela P-12 elektriske hydrofoilfergen oppnå en rekkevidde på opptil 50 nautiske mil med en hastighet på 25 knop. Dette viser det imponerende potensialet i moderne fergeteknologi. Ved å løfte skroget ut av vannet bruker P-12 energien til å drive seg selv fremover i stedet for å pløye gjennom vannet, noe som forbedrer energieffektiviteten med over 80 % sammenlignet med fartøy uten foil.

Til tross for den økende satsingen på elektrifisering av fergeflåten, gjenstår det fortsatt betydelige utfordringer. Et av de største hindrene er etableringen av en robust ladeinfrastruktur i havnene, noe som er avgjørende for å sikre problemfri drift av batteridrevne ferger. Ladeoppsettet kan variere fra enkle husholdningskretser til mer komplekse hurtigladere. Dessuten er tilgang til ren elektrisitet og et sterkt strømnett avgjørende for å støtte den voksende flåten av elektriske fartøy.

Havner og kaier har ofte begrenset elektrisk kapasitet, spesielt i avsidesliggende øysamfunn. Dette utgjør en betydelig utfordring for utbredelsen av elektriske passasjerskip. I tillegg er det avgjørende å finne den rette balansen mellom batteristørrelse og fartøyets vekt for å opprettholde effektivitet og ytelse. Det finnes likevel potensielle løsninger. Disse omfatter utvikling av sterkere nett, hybridsystemer og innovative batteriteknologier. Til sammen baner de vei for en smidigere overgang til elektriske flåter. Jo mer energieffektivt et fartøy er, med batterier som bruker kilowattimer (kWh) i stedet for megawattimer (MWh), desto enklere blir elektrifiseringen.

En annen viktig utfordring er de høye initialkostnadene for elektriske ferger og de tilhørende oppgraderingene av infrastrukturen. Til tross for de langsiktige besparelsene på drivstoff og vedlikehold, kan den første investeringen være avskrekkende for mange operatører. Offentlige insentiver og subsidier kan spille en viktig rolle når det gjelder å kompensere for disse kostnadene og oppmuntre til å ta i bruk elektriske ferger. I tillegg ser vi at det foregår samarbeid mellom offentlig og privat sektor i sjøtransportsektoren. Disse partnerskapene finansierer forskning og utvikling innen elektrisk fremdriftsteknologi. Disse partnerskapene er avgjørende for å få fart på innovasjonen, redusere kostnadene og skape en bærekraftig vei for elektrifisering av fergeflåten.

For hvert nye fartøy som settes i drift, beveger sjøtransportsektoren seg et skritt nærmere en bærekraftig fremtid. Den norske fergen MV Ampere, en pioner innen batteridrevne ferger, begynte sin reise i 2015. Det skapte presedens for senere elektriske fergeprosjekter over hele landet. I mellomtiden planlegger Wightlink i Storbritannia å introdusere Solents første helelektriske gods- og passasjerferge i løpet av de neste fem årene.

Denne utviklingen representerer det siste innen maritim teknologi, med ferger som Candela P-12 Shuttle i spissen. Når disse fartøyene blir en del av flåten, flytter de grensene for fergedrift. De representerer også en forpliktelse fra den maritime industrien til å gå over til en renere og mer kostnadseffektiv æra.

I en tid der miljømessig bærekraft og kostnadseffektivitet er av største viktighet, er Candela P-12 Shuttle verdens første elektriske hydrofoilferge, og den har revolusjonert sjøtransporten.

Konvensjonelle ferger er fanget i en ond sirkel av ineffektivitet som påvirker både driftskostnader og miljøpåvirkning. Høyt drivstofforbruk fører til økte driftskostnader og økte billettpriser, noe som avskrekker passasjerene fra å bruke fergene og reduserer inntektene. Denne sirkelen forsterkes av vedlikeholdskostnadene forbundet med komplekse forbrenningsmotorer og miljøskadene som karbonutslippene forårsaker. Resultatet er at operatørene ofte blir sittende fast i en sirkel av høye utgifter og lav avkastning, og sliter med å balansere bærekraft og lønnsomhet.

Candela P-12 Shuttle tilbyr en banebrytende løsning på disse utfordringene. P-12 Shuttle er en elektrisk hydrofoilferge som kombinerer fordelene ved elektrisk fremdrift med hydrofoilteknologi. Hydrofoilene løfter skroget opp av vannet, noe som reduserer luftmotstanden betydelig. Dette gjør at P-12 Shuttle kan gli jevnt og effektivt, noe som reduserer energiforbruket med opptil 80 % sammenlignet med tradisjonelle ferger. Dette resulterer i lavere driftskostnader og en dramatisk reduksjon i klimagassutslippene.

P-12s fremdriftssystem eliminerer behovet for fossilt drivstoff. Dette reduserer drivstoffkostnadene drastisk og reduserer ferjedriftens karbonavtrykk. P-12 kan tilbakelegge lengre distanser på én lading, noe som løser problemet med rekkevidden som vanligvis begrenser elektriske passasjerbåter. I tillegg fører den reduserte luftmotstanden og slitasjen på komponentene til lavere vedlikeholdskostnader og lengre levetid. Dermed er P-12 både et miljøvennlig og kostnadseffektivt valg for fergerederier.

Lær mer om teknologien vår

Passasjerene om bord på P-12 Shuttle kan glede seg over en roligere og jevnere reise uten støy og vibrasjoner fra tradisjonelle forbrenningsmotorer. Fergens avanserte design muliggjør også høyere hastigheter og kortere reisetid. Dette gjør fergen til et mer attraktivt alternativ for både pendlere og turister.

Livssyklusanalyser viser at elektriske hydrofoilbåter har en betydelig lavere miljøpåvirkning enn fossildrevne alternativer. En studie fra Kungliga Tekniska Högskolan i Sverige bekrefter disse fordelene, og viser betydelige reduksjoner i CO2-utslippene. Dennis Olson og Felix Gluunsinger ved KTH fant ut at den elektriske hydrofoilbåten Candela C-8 hadde en betydelig lavere miljøpåvirkning når det gjelder globalt oppvarmingspotensial og kumulativt energibehov enn sine bensindrevne motstykker. De sammenlignet også Candela P-12 med dieseldrevne ferger som brukes i Stockholms kollektivtransportsystem, og fant ut at den elektriske modellen kunne redusere miljøpåvirkningen med 1670 tonn CO2-ekvivalenter per år.

Disse funnene understreker de betydelige fordelene som elektriske hydrofoilbåter tilbyr i forhold til tradisjonelle marinefartøy. Ved å prioritere elektrisk fremdrift kan marine operatører redusere miljøavtrykket sitt betydelig. Denne tilnærmingen baner vei for en renere og grønnere fremtid på vannet.

Du kan lese hele studien ved å følge denne lenken: Sammenlignende livssyklusvurdering av elektriske hydrofoilbåter og fossildrevne alternativer

Den maritime næringen staker ut kursen mot en fremtid preget av innovasjon og bærekraft. Potensialet for elektriske ferger er enormt. Neste generasjons E-flexer-fartøy fra Stena Line vil for eksempel være metanolhybrider med to drivstoff. Dette viser bransjens tilpasningsevne og engasjement for å redusere utslippene. På den andre siden av Atlanterhavet forbereder San Francisco seg på å lansere landets første høyhastighetsferge med høy kapasitet og nullutslipp. Dette vil sette en ny standard for bytransport.

Utviklingen av hybridskip i regi av selskaper som Brittany Ferries og Isle of Man Steam Packet Company illustrerer de ulike tilnærmingene til elektrifisering. Disse fremskrittene signaliserer en fremtid der batteridrevne ferger vil spille en avgjørende rolle i det globale presset for utslippsfrie maritime tjenester.

Elektriske ferger representerer en omveltning innen maritim transport, med redusert miljøpåvirkning og lavere driftskostnader. Med den pågående utviklingen innen batteriteknologi og ladeinfrastruktur vil disse fartøyene bli stadig mer levedyktige. Det gjør dem til et overbevisende alternativ for både fergerederier og passasjerer.

Er elektriske ferger dyrere i drift enn dieselferger?

Nei, de er generelt billigere i drift på grunn av lavere energiforbruk, redusert vedlikeholdsbehov og potensielle offentlige subsidier.

Hvordan påvirker elektriske ferger lokalsamfunn og havner?

Elektriske ferger kan ha en positiv innvirkning på lokalsamfunn og havner ved å redusere luft- og støyforurensning, forbedre livskvaliteten og gi passasjerene en bedre opplevelse.

Hva slags batteriteknologi brukes i elektriske ferger?

Elektriske ferger bruker ofte litiumion- og litiumjernfosfatbatterier på grunn av deres høye energitetthet, effektivitet og sikkerhet, som styres av sofistikerte systemer for optimal ytelse.

Hvilke fremskritt gjøres for å øke rekkevidden til elektriske ferger?

Fremskritt innen batterilagring, effektivitet og infrastruktur for hurtiglading i havnene bidrar til å forlenge rekkevidden til elektriske ferger. Hybridsystemer med hjelpekraftkilder utforskes også for å øke rekkevidden og fleksibiliteten.

Hvordan kan elektriske ferger bidra til å redusere klimagassutslippene?

Dette avhenger i stor grad av hvor "grønt" et nett er. I Sverige kommer elektrisiteten i stor grad fra fornybar energi, men slik er det ikke i alle land. Lokalt slipper imidlertid elektriske ferger ikke ut eksos og eliminerer derfor de skadelige utslippene som vanligvis forbindes med dieselmotorer.

Kan elektriske ferger reise like langt som dieseldrevne ferger uten å lade? 

Selv om rekkevidden til elektriske ferger vanligvis er kortere enn for dieseldrevne ferger, gjør fremskritt innen batteriteknologi at reiselengden gradvis øker, og infrastruktur for hurtiglading er under utvikling for å muliggjøre raskere lading.

Hva er de største utfordringene for utbredelsen av elektriske ferger? 

Høye investeringskostnader, sammen med mangelen på infrastruktur for hurtiglading, er de største utfordringene for veksten i markedet for elektriske ferger. I tillegg utgjør den begrensede rekkevidden sammenlignet med konvensjonelle ferger en utfordring for den kommersielle levedyktigheten.

Hva er de viktigste faktorene som driver innføringen av elektriske ferger?

Offentlige initiativer og subsidier er blant de viktigste drivkreftene for å ta i bruk elektriske ferger og fremme overgangen til mer bærekraftige maritime transportløsninger.