Utslippsfrie hurtigbåter

5 konsepter skal gjøre hurtigbåter utslippsfrie

Verdens skitneste transportmiddel kan bli grønt om få år.

Fem konsortier står bak disse fem konseptene for utslippsfrie hurtigbåter.
Fem konsortier står bak disse fem konseptene for utslippsfrie hurtigbåter. (Foto: TU/Collage)

Verdens skitneste transportmiddel kan bli grønt om få år.

Hei, dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg.
Lyst til å lese mer? Få fri tilgang for kun 235,- i måneden.
Bli Ekstra-abonnent »

Hell, Trøndelag: Verdens skitneste transportmiddel per passasjerkilometer skal bli utslippsfri. Nå er dette nærmere en realitet enn noen gang.

Det er et resultat av at elleve fylkeskommuner, med Trøndelag i spissen, valgte fem industrigrupper de tegnet utviklingskontrakt med i mars 2018 og ga 1,8 millioner kroner til arbeidet. Konsortiene måtte også investere en god del på egen hånd, og har jobbet frem hvert sitt konsept.

Båtene skal tilfredsstille nullutslippskrav til tre hurtigbåtruter, og allerede om tre år kan dette bli en realitet. Sogn og Fjordane skal legge ut 18 hurtigbåtruter på anbud med planlagt oppstart i 2022 og Trøndelag legger trolig ut tre ruter året etter.

I Handlingsplanen for grønn skipsfart er fylkeskommunene lovet statlige midler til nullutslipps-ruter, men det gjenstår ennå å se hvilke utslippskrav som faktisk vil følge med disse anbudene.

Ifølge Transportøkonomisk institutt slipper hurtigbåter ut i gjennomsnitt 900 gram CO2 per passasjerkilometer. Det er 10 ganger mer enn rutebusser (92 gram COper kilometer). Selv utslippene fra fly er betraktelig mindre, med 198 gram CO2 per kilometer.

Her er de fem konseptene for de to lengste rutene i prosjektet: Trondheim - Brekstad og Trondheim - Kristiansund:

Disse står bak Flyer 30-konseptet: Flying Foil, NTNU, Brødrene Aa og Westcon Power and Automation. Illustrasjon: Flying Foil
Les også

1. Flyer 30: Reduserer motstanden med over 30 prosent

Konsortiet med Flying Foil i spissen er en av fire som har gått for en hydrofoil-løsning. Gründer i Flying Foil John Martin Kleven Godø mener hydrofoil er eneste reelle løsning om en skal benytte batterielektrisk drift på lange hurtigbåt-ruter.

– Hydrofoilen reduserer motstanden med over 30 prosent og dermed behovet for energi. Da trenger du ikke like tunge batterier noe som igjen fører til mindre energibehov. Det er en positiv spiral som gir veldig mye lengre rekkevidde. Hydrogen får sannsynligvis også en viktig plass i energimiksen for hurtigbåt, men siden batteri er billigere bør du velge det når du har mulighet, sier Godø til TU.

Hurtigbåten vil kunne gå i 40 knop med 275 passasjerer. Den utstyres med 4,4 MWh batteripakker og skal ha 90 kilometer rekkevidde. Flying Foil foreslår å opprette ladestasjon på Brekstad og Sandstad, med 15 minutter lading på hvert sted. Liggetiden i dag er på 10 minutter.

Sammenlignet med i dag beregner de 10 minutter raskere ankomst til Brekstad fra Trondheim, og så noe senere avgang på grunn av ladingen, men deretter lik ankomst til Sandstad og Kristiansund.

Gründerne, som tidligere jobbet ved NTNU, har utviklet et automatisk vingedesingprogram som bruker parametre om båten (bredde, hastighet, vekt) som input, og som så tester flere tusen design i en optimaliseringsloop. Det evaluerer motstand og finner det gründerne mener er det optimale vingedesignet for hver båt.

– Vi simulerte å kjøre ruta mellom Trondheim og Kristiansund i ett år med historiske værdata fra juli i fjor til i år. Med hydrofoil kuttet vi bevegelsene i båten med over 80 prosent. Det er ganske fantastisk. Den kjører som et tog gjennom bølgene - ingen vil bli sjøsyke, sier Godø. 

Konseptet inneholder et flykontrollsystem, siden de ikke ønsker at kapteinen skal måtte holde styr på hvordan båten ligger i vannet til enhver tid. Når kjølen er en halvmeter over vannet vil manuell styring være en utfordring, og medføre unødig risiko, mener gründerne.

Systemet styrer seks ulike kontrollflater, lik «flapsene» man finner på flyvinger. Den måler hvor høyt båten er over vannet og justerer for å unngå pitch- og roll-vinkel. 

Bak «Emaran»-konseptet står: Rødne Trafikk, Fjellstrand, Bleie Consult og Echandia Marine. Illustrasjon: Røde Trafikk

2. Emaran: Ingen bevegelige deler under vann

Det som skiller Rødne og Fjellstrand sin hydrofoil-løsning fra de andre er mekanismen i selve foilen. Mannen bak er Lars Arne Bleie, som har utviklet foilen over lang tid, og har nå tatt patent.

– Det spesielle, og det vi mener er vårt fortrinn blant de andre konsortiene, er at foilen ikke har noen bevegelige mekaniske deler - ingen hydraulikk, radar eller sensorer. Styresystemet er luftbasert og justerer foilen og dybden automatisk.

Det sier daglig leder i Røde, Lars André Rødne.

– Dette vil gjøre båten enklere og billigere å bygge, og ikke minst billigere i drift, sier han.

Rødne henviser til de to «FoilCat»-ene som partnerne Fjellstrand har levert til Kina. 

– Ifølge Fjellstrand er det svært kostbart å vedlikeholde med såpass mye bevegelig mekanikk under vann. Det sier seg selv at dette fører til problemer med groing og dermed store kostnader, sier han.

Rødne/Fjellstrand-konsortiet vurderte batteridrift, men landet raskt på hydrogen til ruten Trondheim-Brekstad-Kristiansund.

– Vi tror det ville blitt for tungt og omfattende med kun batteri. Det er først og fremst tyngden som gjør at vi mener hydrogen er best her.

Men i motsetning til Flying Foil, øker ikke Røde/Fjellstrand-konsortiet farten fra dagens 33 knop opp til 40 knop. Rødne anerkjenner at energibruken ikke stiger like mye når man øker farten på foil-båter som på tradisjonelle hurtigbåter, og kaller det et «sprekt påfunn».

Røde har i stedet valgt å satse på en ekstra båt i noe mindre størrelse, slik at det blir fire i stedet for tre båter på hele sambandet. Båtene vil ha plass til henholdsvis 195 og 145 passasjerer. De foreslår en hydrogenfyllestasjon i Edøy og en i Brekstad.

Konsortiet bak Zeff-konseptet består av: Selfa Artic, Servogear, LMG Marin, Norled og Hyon. Illustrasjon: Selfa Arctic
Les også

3. Zeff: – Foil-design fra internasjonal guru

Konseptet som Selfa Arctic har stått i spissen for tar i bruk hydrogen, batteri og foil. Ikke ulikt flere av de andre konsortiene, men det som virkelig skiller denne gjengen fra resten er to ting, ifølge Selfa-sjef Erik Ianssen.

– Foil-teknologien er designet av de samme som sto for foilene på båten Greta Thunberg nylig seilte til New York i. De er guruer innen sitt fag og designet brukes på hundrevis av båter med gode resultater. Dette kombinert med den lange og praktiske erfaringen i konsortiet gjør at jeg mener vi skiller oss ut, sier Ianssen.

Nøyaktig hvordan foilen er designet på deres hurtigbåtkonsept ønsker han ikke å snakke så høyt om ennå. Men alt handler naturlig nok om hvordan foilene justeres for minimal motstand. Også deres målinger viser at foilen reduserer motstanden med rundt 30 prosent, noe som gjorde foil til et opplagt valg for konsortiet.

– Vi mener vi har lavest vekt og minst motstand på vårt design. Vi mener propeller vil bli mer effektivt enn vannjet, slik Flying Foil benytter, og opererer med 75 prosent effektivitet. Det er 5 prosent bedre enn det vi kjenner til at eksisterer i dag.

– Vi kan oppnå dette på grunn av kraftoverføringen via kabel og dermed er vi ikke avhengig av vinkelen på akslingen. Vi kan stille propellen akkurat som vi vil, sier Ianssen.

Zeff tar 275 passasjerer og utstyres med 2x1000 kW elektriske motorer.

Konsortiet bak dette konseptet består av Transportutvikling, Ola Lilloe-Olsen, Stadt Towing tank, Profjord, Siemens og FosenNamsos. Illustrasjon: Transportutvikling AS

4. Katamaran med delvis nedsenket foil

Konsortiet ledet av Transportutvikling har gått for to større batteridrevne katamaraner med integrerte foiler som løfter båten delvis ut av vann. Fordelen med det fremfor å løfte båten helt ut av vann er at designet blir enklere og billigere å bygge. Du kan blant annet slippe unna dyre kontrollsystemer.

– Løsningen gir noe mer friksjonsflate, men med det spesielt utviklede propellsystemet og skrogets ekstremt gode motstands- og sjøegenskaper med lite bølgedannelse er dette optimalt, sier daglig leder Stig Nerdal i Transportutvikling.

Optimalisering har vist at propellsystemet opererer i fast sjø med ønsket løft på 70 tonn fra foilene.

«Potensielt er det mulig med mer løft (mindre skrog i vann) ved å trimme akter», skriver konsortiet i sin rapport.

Den største tar 276 passasjerer, den minste tar 131. Hoveddimensjonene på den største katamaranen blir om lag slik:

  • Lengde: 41,2 meter
  • Bredde: 12 meter
  • Dypgang design: 2,2 meter
  • Hastighet i rute 32,5 knop
I et forslag til nytt system for raske batteribytter skal hurtigbåten bakke inn i en flyteterminal for av/påstigning og batteribytter. Båten posisjoneres automatisk og låses, mens et helautomatisk robotsystem basert på Trolley-vogner sørger for frakobling, utkjøring og bytte av batteri. Illustrasjon: Rødne Trafikk

Den får også 8 batterier installert med en total kapasitet på opptil 5400 kWh.

Noe av det som skiller dette konsortiet fra resten er at de kommer med forslag om et nytt system for raskere batteribytter. De har vurdert det som umulig å basere seg kun på lading av batteriene med dagens ruter.

Batteribyttene skal foregå ved at hurtigbåten legger til ved en flytende U-formet installasjon ved kaien. Konseptet er ikke ferdigutviklet, men konsortiet skriver at en flytekai vil kunne bidra til tilstrekkelig konstant vertikal posisjon mellom kai og båt, noe som forenkler batteribyttet og skal gjøre det mulig å utvikle enkel og rask teknologi for dette.

Disse står bak Aero Hydrogen 40-konseptet: Brødrene Aa, Westcon Power and Automation, Boreal sjø og Ocean Hyway cluster. Illustrasjon: Brødrene Aa

5. Aero Hydrogen 40

Brødrene Aa sitt konsortium har kort fortalt tatt utgangspunkt i sine katamaraner bygd i karbonfiber-kompositt - slik som den prisbelønte Future of the fjords - og utviklet de videre til å bli nullutslipps hurtigbåter.

– Vår inngang var å ta i bruk eksisterende teknologi og sette de sammen på en bedre måte. I dette nye designet har vi fokusert på å gjøre strukturen enda mer moderne og enklere å bygge.

Det sa teknisk direktør Anstein Aa til TU tirsdag.

Hurtigbåten skal kunne gå i 34 knop med en motoreffekt på 2600 kW og 277 passasjerer. Tur-retur regner konsortiet et hydrogenforbruk på 180 kilo.

– Hydrogen og batterisystem medfører betydelig ekstra vekt. Derfor har vi bygd en éndekksbåt som kan bære vekta på en effektiv måte, sa Aa.

Båten har fire tanker med trykksatt hydrogen levert av Hexagon, brenselceller fra Ballard - 12x200kW moduler som i dag er i bruk på tog og buss, samt en batteripakke på 600 kWh for å ta lastvariasjoner slik at brenselcellen kan gå på jevn last.

Tavler og energistyringssystemer er levert av Westcon Power and Automation. Båten har 2x1300 kW elmotorer. Alle komponentene er i handel i dag.

– Vi har hatt risikogjennomgang med blant annet Sjøfartsdirektoratet. Dette er et veldig realistisk design som kan realiseres innen kort tid, ifølge Aa.

Les også

Kommentarer (22)

Kommentarer (22)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå