Jego rozwojowi sprzyjać będzie polityka Unii Europejskiej, która zakłada, że do 2030 r. 30%, a do 2050 r. aż 50% transportu towarowego na trasach dłuższych niż 300 km powinno się odbywać koleją lub szlakami wodnymi. W porównaniu z transportem lotniczym lub drogowym łodzie emitują znacznie mniej dwutlenku węgla (CO2) na kilometr i przewiezioną tonę.

Według francuskich ekspertów z firmy Carbone 4 każdy transport o masie 5 tys. t rzekami pozwoliłby uniknąć wyprowadzenia na drogi ok. 250 ciągników drogowych, niezbędnych do przewiezienia tej masy towarowej. To bezpośrednio przyczyniłoby się do poprawy bezpieczeństwa drogowego, odciążenia dróg i redukcji hałasu.

W Polsce nie tylko dysponujemy technologią takich napędów, ale również stocznie rzeczne potrafią budować statki, które podbijają świat. Jednym z kluczowych dostawców napędów o różnej mocy do żeglugi śródlądowej chce być Dąbrowska Fabryka Maszyn Elektrycznych Damel – należąca do największych w kraju producentów silników elektrycznych.

– Zacznijmy od tego, że silniki elektryczne do napędu łodzi oraz różnej kategorii statków i okrętów wykorzystuje się od dziesiątek lat. Przykładem są stery strumieniowe, które w wersji elektrycznej są niczym innym jak silnikiem elektrycznym pracującym w reżimie pracy dorywczej. Żegluga to dla nas, jako producenta silników elektrycznych, ciekawy i rozwojowy rynek. Rynek, który pod względem swojej wielkości i złożoności rozwiązań zdecydowanie jest większy od wszystkiego, co znamy z lądu. Mamy odpowiednie silniki i niezbędne doświadczenie, żeby być aktywnym graczem i dostawcą sprawdzonych rozwiązań w tym obszarze – podkreśla Leszek Stokłosa, prezes zarządu Dąbrowskiej Fabryki Maszyn Elektrycznych Damel SA.

Do jednostek profesjonalnych zaleca się silniki o mocy od 15 kW. Silniki o mocach od 45 kW do 300 kW zasilane z przekształtników umożliwiają napędzanie statków o masie całkowitej do 450 t. Przykładowo pchacz typu Bizon, wykorzystywany m.in. na Odrze, jest wyposażony w dwa silniki o mocy po 160 KM (ok. 118 kW). Warto też zauważyć, że zazwyczaj w tych rozwiązaniach jak najbardziej wskazana jest praca dwóch silników w parze równoległej.

– Nasze silniki, projektowane do pracy w ciężkich warunkach, z dużą niezawodnością (mała awaryjność), są niemal stworzone dla jednostek pływających – zapewnia dr inż. Artur Polak, dyrektor Działu Rozwoju spółki Damel. – Mogą być wykorzystywane w każdej zawodowej jednostce pływającej: statkach pasażerskich, promach, tramwajach wodnych, barkach transportowych i statkach inspekcyjnych.

Jeszcze w ubiegłym roku część operatorów białej floty przekonywała, że nie ma technicznych możliwości zamiany silników spalinowych na silniki elektryczne – argumentując, że brakuje rozwiązań dla ważących po kilka tysięcy ton jednostek. Tyle tylko, że to nieprawda. Na rynku istnieją takie rozwiązania. – Oczywiście zdajemy sobie sprawę, że opór przed elektryfikacją floty wiąże się przede wszystkim z wydatkiem, który mają ponieść armatorzy bez wsparcia ze strony państwa lub władz samorządowych. Jednak podejmując takie czy inne decyzje, powinniśmy rozważyć różne koszty. Podstawową korzyścią z przejścia na napęd elektryczny jest usunięcie niebezpieczeństwa wycieków substancji ropopochodnych z nieszczelnej instalacji paliwowej oraz podczas tankowania i utrzymywania stacji paliw (zbiorników z paliwem) bezpośrednio przy rzekach, kanałach i jeziorach – podkreśla Artur Polak.

Zasięg nie jest problemem

Zasięg jednostki zależy od pojemności zastosowanych baterii, zarządzania tym magazynem, warunków meteo i prądu wody.
W Europie w eksploatacji jest ok. 15 tys. statków śródlądowych w krajach nadreńskich i ponad 3 tys. statków w krajach naddunajskich. W jednym z opisywanych projektów zakładano, że planowany statek o długości 26 m służący do żeglugi śródlądowej będzie miał zasięg 300 km. Sercem układu napędowego ma być silnik elektryczny zasilany trzema akumulatorami klasyfikowanymi przez DNV. A waga baterii wynosi 74 t. Są one umieszczone w dwóch kontenerach TEU. Baterie są na pokładzie, więc można je wymienić za pomocą dźwigu w porcie, oraz pod pokładem – te można ładować ze stacji usytuowanej na nabrzeżu. Statek ma moc pozwalającą na pchanie barki o masie 2 tys. t z maksymalną prędkością 22 km/h przy 85-procentowym obciążeniu silnika. Akumulatory zapewniają moc dla silnika 500 KM / 400 kW. Dla porównania pchacze z silnikiem Diesla mają moc 1000 KM / 800 kW
.
Napędy elektryczne pomimo zmniejszenia mocy znamionowej silników dzięki większej przeciążalności i większej dynamice pracy zwiększyły zdolności manewrowe w niesprzyjających warunkach meteorologicznych.

– Problemem ekonomiki transportu jest dystans pokonywany po jednym naładowaniu baterii. Wśród rozwiązań tego problemu jest lepsze wykorzystanie istniejącej infrastruktury energetycznej portów rzecznych i dostosowanie pojemności zastosowanych zasobników energii – wyjaśnia Artur Polak. – Czy nie lepiej dobierać pojemność baterii do odległości, której przebycie zaplanowało się w ramach jednego ładowania, na odcinku od stacji do stacji? Oczywiście z zachowaniem niezbędnej rezerwy na nieprzewidziane trudności – zastanawia się dr Polak

Sprawdzi się również hybryda

Jeszcze innym rozwiązaniem, które może zrewolucjonizować żeglugę, są napędy hybrydowe. To stary i sprawdzony pomysł, który swój światowy debiut miał w 1895 r., kiedy to połączono silnik parowy z napędem elektrycznym. W 1897 r. silnik parowy zastąpiono benzynowym.
Czy w żegludze śródlądowej możliwe i praktyczne jest zastosowanie napędu hybrydowego? Oczywiście, że tak – podkreślają w Dąbrowie Górniczej. – Przy założeniu, że jednostka ma silniki generujące prąd, a takie elementy jak wentylatory, śruba, która wprowadza statek w ruch, czy windy są napędzane elektrycznie. Silniki wytwarzają prąd, który jest ładowany do baterii i przy okazji używany przez wszystkie urządzenia, które go potrzebują. Ponadto istnieją układy, które mierzą, badają i włączają silniki sekwencyjnie po to, żeby silnik spalinowy pracował na stałych obrotach i cechował się jak największą sprawnością. Podobnie jak w samochodach hybrydowych, utrzymujemy stałe obroty, żeby jak najekonomiczniej wykorzystać paliwo kopalne – zapewnia zdecydowanie Artur Polak.

W Holandii wprowadzono statki, których zasięg i ładowność poprawiono poprzez zwiększenie „zapasu” energii elektrycznej – wypełnienie 20-stopowych kontenerów bateriami.

– Oczywiście można tak zrobić, tyle że moim zdaniem to mało racjonalne rozwiązanie. Dziś w Europie nie ma aż takich problemów z dostępnością energii elektrycznej, nie istnieje ryzyko wielodniowej żeglugi przez niezamieszkałe i pozbawione infrastruktury tereny. Dlatego mamy do czynienia prędzej z problemem na styku logistyki, infrastruktury i ekonomiki transportu – zauważa Artur Polak. – Bo czy można sobie wyobrazić autokar elektryczny obsługujący trasy długodystansowe? Raczej nie, a w transporcie miejskim ten rodzaj napędu sprawdza się znakomicie – dodaje.

Silniki oferowane przez spółkę Damel mogą pracować w tradycyjnych układach skojarzonych: diesel–elektryczny, LNG–elektryczny, oraz układach nowoczesnych, w których silnik elektryczny połączony jest z ogniwami wodorowymi lub silnikami zasilanymi metanolem.

W 2021 r. żeglugą śródlądową przetransportowano w Polsce 3,46 mln t ładunków, a 120 statków pasażerskich żeglugi śródlądowej przewiozło łącznie 986,4 tys. osób. Rezygnacja z szeroko stosowanych układów spalinowych to sposób na redukcję lokalnej emisji szkodliwych i toksycznych składników spalin oraz generowanego hałasu.

Witold Nieć