Według ONZ, obecnie statki przewożą ok. 80 proc. towarów w handlu światowym. Co więcej, prognozuje się, że z upływem lat transport morski będzie nadal rozwijał się. Problem polega na tym, że transport statkami odpowiada za miliard ton dwutlenku węgla, który co roku trafia do atmosfery. Dlatego globalni potentaci kontynuują badania nad silnikami napędzanymi energią odnawialną. Statki elektryczne, hybrydowe i na wodór nie są niczym szczególnym na morzach i oceanach świata.

Oblicza się, że duży statek emituje tyle tlenku azotu, co 2 mln samochodów. Do tego dochodzi szkodliwa emisja dwutlenku węgla, tlenku siarki, cząsteczek sadzy i drobnych pyłków. Statki są jednymi z najpoważniejszych źródeł zanieczyszczeń we wszystkich miastach i państwach z rozwiniętą gospodarką morską, stąd uważa się, że dekarbonizacja transportu jest niezbędną potrzebą cywilizacyjną.

Energia odnawialna

Polskie prawo definiuje Odnawialne Źródła Energii (OZE) jako niekopalne źródła energii obejmujące energię wiatru, promieniowania słonecznego, aerotermalną, geotermalną, hydrotermalną, fal, prądów i pływów morskich oraz hydroenergię, energię otrzymywaną z biomasy, biogazu i z biopłynów. Efektywność energetyczna wszystkich tych systemów jest znaczna, co umożliwia postęp prac konstrukcyjnych nad silnikami, których celem jest optymalizacja zużycia paliwa.

Produkcja energii z wiatru następuje w specjalnych turbinach, które mogą być ulokowane na lądzie oraz morzach i oceanach. Z kolei  wytwarzanie energii i ciepła z wykorzystaniem promieniowania słonecznego następuje dzięki instalacjom fotowoltaicznym oraz kolektorom grzewczym. Energetyka wodna wykorzystuje specjalne budowle hydrotechniczne z wbudowanym systemem turbin, które zamieniają siłę płynącej lub opadającej wody w energię. Natomiast energetyka geotermalna korzysta z podziemnych zasobów gorącej wody, która za pomocą odpowiednich instalacji jest przetwarzana w energię.

Zgodnie z prawem Unii Europejskiej, Polska zobowiązana była do wygenerowania 15 proc. energii z OZE w 2020 roku i cel ten osiągnęła z nawiązką. W określeniu, czy dane źródło możemy kwalifikować jako odnawialne należy brać pod uwagę dwa czynniki: czas ich odnawiania oraz ocenę skutków oddziaływania na środowisko naturalne przy ich długotrwałym wykorzystaniu.

Magazynowanie energii

Człowiek opanował już technologię wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych, lecz ma nadal wiele problemów z jej magazynowaniem w celu dalszego użytkowania. Magazynem energii nazywa się urządzenie lub zespół urządzeń służących do przechowywania energii. Instalacja podłączona do sieci i w razie potrzeby dostarczająca do niej energię nie może być źródłem emisji, która w jakikolwiek sposób stanowiłaby obciążenie dla środowiska naturalnego.

W praktyce magazynami energii są akumulatory, w których energia jest przetwarzana elektrochemicznie. Do tego celu można stosować akumulatory litowo-jonowe. Najpierw energia jest gromadzona w magazynie, a następnie uwalniana w odwracalnych procesach chemicznych. Magazyny energii OZE to urządzenia wielokrotnego użycia, które mają swoją maksymalną żywotność wynoszącą zwykle ok. 15 lat.

Technologie magazynowania energii słonecznej umożliwiają efektywne zagospodarowanie nadwyżki energii z paneli fotowoltaicznych. Może się to odbywać przy użyciu urządzeń, które pozwalają na przechowywanie energii w dowolnej postaci. Wśród skutecznych sposobów magazynowania energii wymienia się mechaniczny z wykorzystaniem magazynów sprężonego powietrza, akumulatory i ładowalne baterie, tworzenie wodoru lub metanu, wielkie kondensatory oraz akumulację ciepła. Magazynowanie energii odnawialnej może być realizowane za pomocą wielkich magazynów energii o mocy liczonej w gigawatach.

Elektryfikacja statków

Kiedy pada pytanie o przyszłość napędów morskich, wymienia się najczęściej statki elektryczne. Trzeba wiedzieć, że pierwszy statek tego typu pojawił się w roku 1839 w Rosji. W Niemczech pod koniec XIX wieku firma Siemens&Halske testowała statek pasażerski dla 25 osób, który rozwijał prędkość do 14 km/h, ale prace nad wynalazkiem porzucono ze względu na duży ciężar baterii. W latach późniejszych inny statek elektryczny testowano na jeziorze w Bawarii. Projekt okazał się sukcesem. Dość powiedzieć, że statki z napędem elektrycznym wciąż kursują po jeziorze Konigsee.

Współcześnie coraz więcej statków oceanicznych stosuje systemy hybrydowe w układzie diesel-elektryka. Energia elektryczna wytwarzana przez generatory diesla jest tam wykorzystywana do napędzania silnika elektrycznego, który porusza śrubę statku. Takie rozwiązanie pozwala na oszczędności paliwa sięgające nawet 20 proc. Maszyny elektryczne składają się z mniejszej liczby komponentów, dzięki czemu są mniej narażone na awarie.

Baterie morskie

Specjaliści wskazują jednak, że jest to ułomna hybryda. O postępie będzie można mówić wtedy, gdy statek zacznie się poruszać bez potrzeby czasowego korzystania z silników wysokoprężnych. W takiej sytuacji energia niezbędna do zasilania śruby byłaby pozyskiwana z akumulatorów na pokładzie. Przyszłość napędów związana jest z możliwością zasilania silnika elektrycznego energią pochodzącą z różnych źródeł, takich jak skroplony gaz ziemny lub energia słoneczna.

Obecnie na rynku działają firmy, które produkują rozwiązania dedykowane systemom hybrydowym oraz w pełni elektrycznym. Służą na statkach, jachtach czy przy stacjach zasilania. Promy o napędzie elektrycznym przewożą miliony pasażerów rocznie. Ich akumulatory są wyposażone w nowoczesne systemy chłodzenia, które zapewniają wysoki poziom bezpieczeństwa.