En förbättrad energieffektivitet kommer att betyda mer för sjöfartens utsläppsminskning de kommande tio åren än nya gröna bränslen. Rätt kombination av skrov och propeller kan till exempel spara bränsle. Ett forskningsprojekt inom Trafikverkets program Hållbar sjöfart som drivs av Lighthouse har för första gången mätt hur väl propeller och skrov fungerar i vågor.
En förbättrad energieffektivitet kommer att betyda mer för sjöfartens utsläppsminskning de kommande tio åren än nya gröna bränslen. Rätt kombination av skrov och propeller kan till exempel spara bränsle. Ett forskningsprojekt inom Trafikverkets program Hållbar sjöfart som drivs av Lighthouse har för första gången mätt hur väl propeller och skrov fungerar i vågor.
Det blåser på sjön och det gungar i båten. Klart att fartygens propellrar och skrov har optimerats för lite sjögång? Nej, så enkelt är det inte. Större fartygs skrov designas separat, samma sak med propellern som trycks dit lite senare. I bästa fall testas de för att fungera optimalt i stilla vatten. Lite förenklat är det i regel så det går till när industrin designar fartyg.
Det är förståeligt. Att få fram hur propeller och skrov fungerar optimalt är inte lätt ens i stilla vatten. I vågor har det tidigare varit näst intill omöjligt och det är först nu som datorerna är tillräckligt kraftiga för att simuleringar av flöden kring vågor ska kunna göras. Bara beräkningen av en enda specifik våglängd och interaktionseffekterna mellan propeller och skrov tar en till två veckor även på ett högpresterande datorsystem med hundratusentals beräkningskärnor.
– I första delen av projektet mätte vi hur skrovet rör sig i vågor, i den andra hur propellern presterar i vågor jämfört med stilla vatten. I slutfasen tittade vi på hur propeller och skrov funkar ihop i vågor, säger Arash Eslamdoost, forskare på Chalmers som lett forskningsprojektet Propeller-Hull Interaction Effects in Waves.
Huvudsyftet med projektet är att förbättra designen av bränsleeffektiva fartyg genom att noggrant förutsäga effektbehov, med hänsyn till interaktioner mellan olika fartygskomponenter som skrov, propeller, bihang och maskineri. Detta ligger egentligen bättre i tiden idag än när projektet drog igång för fem år sedan. Då talades det mest om alternativa bränslen som lösningen på sjöfartens omställning. Idag, när EU infört och IMO väntas införa kraftigare regler för en snabbare omställning, talas det allt mer om energieffektiviserings betydelse för att nå klimatmålen.
– Vi måste fokusera på energieffektivisering. Det är så vi enklast minskar utsläppen. Och det finns en mängd teknologier för detta, sa till exempel Eirik Ovrum på DNV när DNV:s Maritime Forecast to 2050 lanserades i förra veckan.
Förbättringar av skrov, propellrar och motorer skulle kunna minska bränsleförbrukningen med 4 till 16 procent fram till 2030, enligt Eirum och DNV. Till de siffrorna kan alltså projektet som Arash Eslamdoost lett kunna bidra.
– Vi vet att propellerns effekt varierar i vågor och tappar i prestanda. Vårt arbete förklarar varför och hur det händer. Varför det behövs högre effekt, säger Arash Eslamdoost.
Med hjälp av numeriska simuleringar i modellskala förklarar forskningen hur propeller och skrov fungerar tillsammans i regelbundna motsjövågor. Det ger industrin nya möjligheter.
– Varje stort fartygs propeller har en unik design, baserat på skrovform och den hastighet den är tänkt att gå i i stilla vatten. Nu skulle man kunna designa propeller och skrov efter vilken typ av vågor det ska segla i.
Så hur mycket bränsle skulle man kunna spara på det?
– Jag kan konstatera att man kommer att minska bränsleförbrukningen, men vi har inte designat om någon propeller och gjort någon sådan analys. Därför det blir svårt att ge en exakt siffra utan att genomföra simuleringar med en uppdaterad propellerdesign för vågor, men jag uppskattar en potentiell minskning av bränsleförbrukningen på 3-5%. Vi har pågående diskussioner med våra industripartners att designa om en propeller för vågor och utföra nya simuleringar för att förutsäga vinsterna mer exakt.
Källa: Lighthouse