هل يمكن لتقنية WindWings® أن تقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من سفن الشحن؟

نعم، أجنحة الرياح® يمكن أن يُحدث هذا الجهاز فرقًا كبيرًا في كمية ثاني أكسيد الكربون التي تُطلقها سفن الشحن في الهواء. هذا الجهاز الشراعي الصلب ثلاثي العناصر، والمُسجّل كعلامة تجارية، يستخدم طاقة الرياح لتوليد قوة الدفع. في المسارات المُحسّنة، يُمكنه خفض استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 30%. يوميًا، يُمكن لكل جناح توفير حوالي 1.6 طن من الوقود، أي ما يُعادل 5.12 طن أقل من ثاني أكسيد الكربون يوميًا لكل جناح. تم تجربة هذه التقنية للدفع بمساعدة الرياح على سفن عاملة وحصلت على موافقة مؤسسة DNV. تُساهم هذه التقنية في حماية البيئة وتُخفّض تكلفة سفر سفن الشحن السائبة وناقلات النفط وغيرها من سفن الأعمال عبر طرق التجارة العالمية.

المقدمة

يشهد قطاع الشحن البحري منعطفاً حاسماً. إذ يُساهم هذا القطاع بنحو 3% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، والسلطات المعنية لا تقف مكتوفة الأيدي. وقد وضعت المنظمة البحرية الدولية أهدافاً طموحة لخفض الانبعاثات الكربونية، مثل خفض كثافة الكربون بنسبة 40% بحلول عام 2030، والوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050. لم تعد هذه الأهداف مجرد أفكار للعاملين في مجالات المشتريات والهندسة والإدارة البحرية لناقلات المواد الكيميائية وسفن الشحن السائبة من طراز نيوكاسلماكس وناقلات LR2 والأساطيل التجارية، بل أصبحت واقعاً ملموساً يتطلب حلولاً عملية.

لقد شهدنا معاناة مالكي السفن في اتخاذ قرارات صعبة، مثل كيفية التعامل مع الوقود البديل المكلف، والمشاكل التي تعيق العمليات، والتقنيات التي تعد بالكثير ولكنها لا تقدم الكثير. في هذه الحالة، يأتي دور الحركة بمساعدة الرياح. تتناول هذه المدونة كيف تلبي هذه التقنية الشراعية الجديدة الحاجة المُلحة للحد من التلوث مع الحفاظ على الربحية. سنتحدث عن خصائص هذه التقنية، وكيف يمكنها حماية البيئة، وكيفية شرائها. سيوفر لك هذا المعلومات اللازمة لاتخاذ قرارات ذكية بشأن تحسين عمليات الشحن.

فهم تأثير انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في النقل البحري

الضغط التنظيمي حقيقي

تُنقل 90% من التجارة العالمية عبر البحار، لكن هذا الحجم الهائل يفرض مسؤولية تجاه البيئة. تؤثر قواعد المنظمة البحرية الدولية، ولا سيما مؤشر كثافة الكربون (CII) ومؤشر كفاءة الطاقة للسفن القائمة (EEXI)، تأثيرًا مباشرًا على قيمة السفن وتكلفة استئجارها. وتُفرض غرامات على السفن ذات مؤشرات كثافة الكربون المنخفضة، لذا فإن خفض الانبعاثات لا يُفيد البيئة فحسب، بل يُفيد قطاع الأعمال أيضًا.

الحلول التقليدية لا تفي بالغرض

في البداية، استخدم العديد من مالكي السفن أساليب مألوفة لديهم. صحيح أن تغيير وقود الغاز الطبيعي المسال يوفر احتراقًا أنظف، إلا أنه يتطلب تكلفة باهظة ويثير مخاوف بشأن انبعاثات غاز الميثان. كانت أجهزة تنقية غازات العادم تعالج أبخرة الكبريت، لكن ثاني أكسيد الكربون لم يكن كذلك. كانت السفن البطيئة تستهلك وقودًا أقل، لكنها تستغرق وقتًا أطول للوصول إلى وجهاتها، مما يُخلّ بخطوط الإمداد ويقلل من إنتاجية السفينة.

إن عدم إيجاد إجابة هو الجزء الأصعب؛ فالأصعب هو إيجاد الإجابة الصحيحة. تحتاج شركات العبّارات إلى عائد سريع على الاستثمار في أقل من خمس سنوات. ويرغب بناة السفن الجدد في خطط قابلة للتطبيق في المستقبل وتلبي الاحتياجات البيئية للمستأجرين. أما القائمون على تشغيل السفن التجارية، مثل ناقلات النفط وسفن البضائع السائبة، فيحتاجون إلى التأكد من امتثالهم لقواعد معهد صناعة البناء (CII) دون أي مشاكل. ونظرًا لهذه الاحتياجات المختلفة، حظي الدفع بمساعدة الرياح باهتمام كبير كخيار ناجح قابل للتوسع.

ما هو WindWings® وكيف يعمل؟

التكنولوجيا وراء الابتكار

أجنحة الرياح® تُمثل هذه الأشرعة ذات الأجنحة الصلبة خطوةً متقدمةً في تكنولوجيا الأشرعة للسفن. صُممت هذه الأشرعة بالتعاون مع شركة BAR Technologies، الفريق الهندسي المسؤول عن كأس أمريكا. وتُضفي هذه الأشرعة ديناميكية هوائية متطورة على سفن الأعمال. وعلى عكس الأشرعة القماشية التقليدية، يُنتج تصميم الجناح الصلب ثلاثي العناصر قوة رفع تزيد عن 2.5 ضعف قوة الرفع التي تُنتجها تصاميم الأجنحة المفردة التقليدية.

هذه الأجنحة مصنوعة من الفولاذ المستخدم في بناء السفن وسبائك الألياف الزجاجية الصناعية. ويصل ارتفاعها، بحسب نوعها، إلى 37.5 مترًا. يضمن تصميم المبنى متانته في بيئات المياه المالحة القاسية، ويحافظ على استقراره الهيكلي اللازم لعمر افتراضي يصل إلى 25 عامًا. وقد أكدت كل من وحدة وولفسون وهيئة لويدز ريجستر أداء النظام، كما أن اعتماد مؤسسة DNV يُظهر استيفاءه لمعايير السلامة البحرية الصارمة.

الذكاء الآلي قيد التنفيذ

إنّ كون هذه الطريقة مؤتمتة يجعلها بالغة الفائدة. إذ يقوم البرنامج بفحص سرعة واتجاه وحالة الرياح والبحر باستمرار، ثم يُعدّل زاوية هجوم الجناح وشكل تقوّسه لتحقيق أقصى قدر من القوة. يعمل نظام التحكم بشكل مشابه لإدارة رافعة سطح السفينة، وهو أمرٌ يتقنه الطاقم بالفعل، لذا فهم لا يحتاجون إلى تدريب إضافي يُذكر.

تُرسل الأجنحة تقارير عن أداء الدفع في الوقت الفعلي، ما يُمكّن القادة والفرق على اليابسة من معرفة كمية الوقود المُوفّرة ونسبة الانبعاثات المُخفّضة، رحلةً تلو الأخرى. ويُساعد برنامج توجيه الطقس، المُصمّم خصيصًا للسفن المُزوّدة بمحركات الرياح، الملاحين على تخطيط مسارات تُحقق أقصى استفادة من الرياح، مُحوّلاً بذلك الطقس من مُشكلة إلى ميزة.

بساطة التركيب والصيانة

يتم التركيب فوق سطح السفينة، بين عنابر الشحن في سفن البضائع السائبة، بحيث يظل غطاء الفتحة يعمل بكفاءة. يوفر التصميم مساحة للأدوات المستخدمة في نقل البضائع، مما يسمح باستمرار التحميل بسلاسة. عند الاقتراب من أماكن ذات ارتفاعات محدودة أو في الأحوال الجوية السيئة، تُطوى الأجنحة إلى وضعية مضغوطة تترك مساحة تزيد قليلاً عن نصف متر على سطح السفينة.

تتشابه احتياجات الصيانة مع احتياجات معدات سطح السفينة الحالية. صُممت الأنظمة الهيدروليكية للاستخدام البحري وأجزاء التحكم طويلة الأمد لتدوم طويلاً. تضمن مجموعات الصيانة ودعم العمر الافتراضي استمرار السفن المزودة بهذه التقنية في العمل بأفضل كفاءة طوال فترة استخدامها. يمكن حتى نقل النظام من سفينة إلى أخرى، مما يحمي استثمارك لفترة أطول من العمر التشغيلي لسفينة واحدة.

تقييم تقنية WindWings® مقابل حلول بديلة للحد من الانبعاثات

مقاييس الأداء المتفوق

تُظهر الأرقام بوضوحٍ تامٍّ عندما يقارن مديرو المشتريات التقنيات التي تُقلل الانبعاثات. فالأشرعة التقليدية المرنة تحتاج إلى تعديل يدويٍّ مستمر، ولا تعمل دائمًا بكفاءة. كما أن دوارات فليتنر تحتاج إلى طاقة كهربائية ثابتة للاستمرار في الدوران. أما هذه التقنية للأجنحة الصلبة، فتُتيح حركةً واسعةً دون استخدام الكهرباء للحركة؛ إذ تُستخدم الكهرباء فقط لتشغيل التروس التي تُثبّت الأجنحة وتطويها.

تعتمد كمية الوقود المُوفّرة على المسار، لكن السفن التي تسلك طرقًا تجارية جيدة تُشير إلى توفيرها حوالي 30%. حتى أكثر التوقعات تفاؤلًا تُظهر أن مجموعة واسعة من أنماط التشغيل ستشهد انخفاضًا بنسبة 15-20%. يوميًا، يُوفّر كل جناح حوالي 1.6 طن من الوقود، وهو ما يُعادل مباشرةً 5.12 طنًا أقل من ثاني أكسيد الكربون لكل جناح يوميًا. على الطريق بين البرازيل والصين لنقل خام الحديد، يُمكن لسفينة ذات أجنحة متعددة أن تُقلّل الانبعاثات بآلاف الأطنان سنويًا.

عوائد مالية منطقية

تُعدّ تقديرات العائد على الاستثمار مهمة لكل من يتخذ القرارات. أسعار التركيب مرتفعة ولكنها ثابتة. تتراوح فترات استرداد التكاليف عادةً بين ثلاث وخمس سنوات، ولكنها قد تطول أو تقصر بناءً على أسعار الوقود، وضريبة الكربون، ومدى كفاءة المسار. وتتقلص هذه الفترات مع ارتفاع تكاليف نظام الاتحاد الأوروبي لتجارة الانبعاثات وتغير أسعار وقود السفن.

لا تقتصر وفورات تكاليف التشغيل على الوقود فحسب، بل إن تحسين تصنيفات مؤشر البنية التحتية الحيوية (CII) يحافظ على أسعار الإيجار وقيم السفن ثابتة. كما يجب اتباع قواعد بيئية أكثر صرامة لتجنب الغرامات والحفاظ على إمكانية الوصول إلى الموانئ. تتمتع هذه التقنية بعمر تصميمي يصل إلى 25 عامًا دون الحاجة إلى استبدال أي أجزاء رئيسية. أجنحة الرياح®وهذا يعني أنها ستكون ذات قيمة لفترة طويلة بعد إجراء الاستثمار الأولي.

معالجة اعتبارات التنفيذ

عند تقييم أي أداة، تُعدّ الشفافية أمرًا بالغ الأهمية. لتثبيت أي شيء، يجب تقوية الهيكل وتوصيل الأنظمة الكهربائية والهيدروليكية. ولضمان ملاءمة الأجنحة للمواصفات التكتيكية للسفينة، يلزم إجراء بحث حول التوافق. كما يجب أن يكون جهاز الطي قابلاً للتركيب على سطح السفينة. هذه ليست مشاكل، بل هي مسائل تخطيطية تتعامل معها المصانع والشركات الهندسية ذات الخبرة الطويلة باستمرار.

تُقاس مدة التركيب بالأسابيع، بينما تستغرق مشاريع تغيير الوقود شهورًا لإنجازها في الأحواض الجافة. لا تزال البنية التحتية للوقود البديل غير متوفرة في كثير من الأماكن، لكن طاقة الرياح فعّالة في كل مكان. إن استخدام هذه التقنية على متن السفن العاملة يُبدد الكثير من الشكوك التي تُحيط بالتقنيات البحرية الجديدة.

تطبيقات عملية ودراسات حالة لتقنية WindWings® على سفن الشحن

أداء مثبت على السفن العاملة

لقد قامت سفن الشحن السائبة المزودة بنظام الدفع بمساعدة الرياح هذا برحلات إلى أكثر من 20 ميناءً رئيسياً حول العالم دون أي مشاكل. هذه ليست مجرد تخمينات، بل تستند إلى بيانات حقيقية من سفن نقلت خام الحديد والفحم والحبوب عبر مسارات بحرية وعرة. ويؤكد تأكيد مؤسسة DNV أن ادعاءات الشركات المصنعة بشأن توفير الوقود تتوافق مع ما تحققه هذه المركبات فعلياً في الواقع.

تُعدّ حاويات نيوكاسلماكس السائبة الخيار الأمثل من حيث التطبيقات. تستهلك السفن ذات الإزاحة الكبيرة كميات كبيرة من الوقود، لذا يُعدّ خفض انبعاثاتها أمرًا بالغ الأهمية للبيئة ومفيدًا للأعمال. عند الإبحار في مسارات ذات رياح تجارية ثابتة، مثل عبور المحيط الأطلسي أو الهادئ، تُخفّف الأجنحة الحمل على المحرك الرئيسي بشكل كبير، مما يُؤدي إلى توفير ملحوظ في استهلاك الوقود يوميًا.

أي السفن تستفيد أكثر؟

يمكن لخزانات LR2 وناقلات المواد الكيميائية الاستفادة بشكل كبير من هذه التقنية. تضمن ميزات الأمان الهيدروليكية للنظام وأجزاؤه غير المُسببة للشرر إمكانية تشغيله بأمان في مناطق الشحن الخطرة، ما يلبي متطلبات السلامة الخاصة بنقل المواد البتروكيماوية. أما بالنسبة لناقلات النفط الخام الضخمة، فتساعدها الأجنحة الكبيرة على توليد قوة رفع عالية، وهو ما يُحدث فرقًا كبيرًا في أداء السفن، حيث يُمثل كل توفير في استهلاك الوقود مبلغًا كبيرًا من المال.

تتوفر مزايا مختلفة لأصحاب العبّارات والسفن الساحلية. فالمسارات الأقصر التي تستهلك وقودًا أقل، والمناورة في الموانئ دون انبعاثات، تتوافق مع القواعد المتبعة في المناطق الساحلية الحساسة بيئيًا. كما أن سرعة استرداد الاستثمار - والتي غالبًا ما تقل عن خمس سنوات للسفن كثيرة الاستخدام - تلبي الاحتياجات المالية لهؤلاء الملاك.

تُعدّ سفن الدحرجة، وسفن الحاويات، وسفن الشحن العامة، جميعها مفيدة في بعض الحالات. يُتيح التصميم المعياري وخيارات الإعداد القابلة للتطوير لهذه التقنية استخدامها في مجموعة واسعة من أنواع السفن. تُدرج أحواض بناء السفن وشركات التصميم الآن أنظمة الدفع بمساعدة الرياح ضمن مواصفات السفن الجديدة. يُوفر هذا للمستأجرين خيارات صديقة للبيئة جاهزة للاستخدام، ويحمي تصاميم السفن من التغييرات في القوانين البيئية.

كيفية الحصول على أجنحة ويند وينجز® لأسطول مركباتك

العمل مع شركاء ذوي الخبرة

أصبحت شركة CM Energy، وهي شركة تقنية مدرجة في بورصة هونغ كونغ، رائدة في مجال الحلول البحرية الصديقة للبيئة. تمتلك CM Energy خبرة واسعة في دمج الطاقة المُستمدة من طاقة الرياح، حيث تُغطي أكثر من 25% من أدوات الحفر في العالم، بالإضافة إلى أكثر من 350 رافعة سطحية قيد الاستخدام. أجنحة الرياح® يقدم مزود الخدمة، CM Energy، دعمًا كاملاً، بدءًا من دراسة التوافق الأصلية وحتى التركيب والتشغيل والإدارة على المدى الطويل.

تبدأ عملية الشراء باختيار السفينة. ولتحديد أفضل تصميمات الأجنحة، تدرس فرق الهندسة الاحتياجات الهيكلية، ومساحة سطح السفينة المتاحة، وظروف التشغيل. توفر لك الأنواع ذات الأطوال 20 مترًا و24 مترًا و37.5 مترًا خيارات تناسب حجم سفينتك وأهداف الأداء المطلوبة. قبل تسليم الأنظمة وتركيبها على متن السفينة، يتم اختبارها في المصنع للتأكد من مطابقتها للمتطلبات.

البنية التحتية للدعم العالمي

لا تقل أهمية الدعم المقدم بعد البيع عن جودة العمل نفسه. تساعد شبكة خدمات CM Energy في الصيانة، ومراقبة إنترنت الأشياء، وتحسين الأداء طوال فترة استخدام النظام. تضمن المواد الخام من مصادر حاصلة على شهادة ISO، بالإضافة إلى اعتماد هيئات التصنيف DNV، ولويدز ريجستر، وBV، وCCS، استيفاء معايير الجودة التي تلبي احتياجات شركات التأمين ومستأجري السفن.

يُحافظ الضمان على استثمارك. وتُقلل اتفاقيات الصيانة طويلة الأجل من احتمالية حدوث أعطال. وبفضل خبرة CM Energy في مجال الإنشاءات، تُقدم علامة TSC التجارية خيارات تكامل مُخصصة للمشاريع الجديدة والتحديثات. مع هذا النهج الشامل لدعم دورة حياة المعدات، أنت لا تشتري معدات فحسب، بل تتعاون مع شركة تقنية تُولي اهتمامًا كبيرًا بصحة أسطولك على المدى الطويل.

صنع حالة العمل

يمكن للمشترين الكبار ومصنعي المعدات الأصلية التعاون من خلال عروض خاصة وبرامج علاقات مميزة. كما تحصل أحواض بناء السفن التي تُضيف طاقة الرياح إلى تصاميمها الجديدة على دعم في العمل الجماعي التقني والحصول على موافقة هيئة التصنيف. ويستطيع مالكو الأساطيل الذين يخططون لتحديث أكثر من سفينة الحصول على خصومات كبيرة ومواعيد تركيب تتناسب مع خططهم.

لا يقتصر الجدوى الاقتصادية على مجرد توفير المال على الوقود بشكل فوري. فالشحن البحري في أوروبا مُلزم الآن بدفع ضرائب الكربون، وتتزايد هذه التكاليف سنويًا. كما أن الالتزام بمعايير معهد صناعة البناء (CII) يؤثر بشكل مباشر على عدد الوظائف التي يمكن أن توفرها السفينة. وتؤثر المؤهلات البيئية على أسعار التأجير، لا سيما بالنسبة لمالكي السفن الملتزمين بالاستدامة البيئية. ونتيجةً لذلك، تتحول التكنولوجيا التي تُخفّض الانبعاثات من كونها عبئًا ماليًا إلى ميزة تنافسية.

خاتمة

لقد تحولت الحركة بمساعدة الرياح من مجرد فكرة إلى نظام عملي، و أجنحة الرياح® تُعدّ هذه التقنية جوهر هذا التحوّل. ثمة أدلة قوية تُثبت أن الأشرعة ذات الأجنحة الصلبة تُقلّل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بما يصل إلى 5.12 طن لكل جناح يوميًا. كما أنها تُحقق جدوى اقتصادية كبيرة لأنها تُوفّر المال على الوقود وتضمن الالتزام بالقواعد. تُظهر الموافقات المستقلة وبيانات الأداء الواقعية أن السفن المُجهزة بهذه التقنية موثوقة على نطاق واسع من المسارات وفي مختلف ظروف العمل.

يحتاج قطاع النقل البحري إلى حلول عملية وفعّالة الآن، لا مجرد أفكار لتقنيات قد تظهر غدًا. هذه الطريقة المجربة والموثوقة تُمكّن مالكي السفن التجارية، ومالكي العبّارات، وأحواض بناء السفن من تحقيق أهدافهم في مجال الاستدامة دون المساس بجودة عملياتهم أو أرباحهم النهائية.

الأسئلة الشائعة

1. ما مقدار التدريب الذي يتطلبه نظام الدفع بمساعدة الرياح لطاقم السفينة؟

تُقلل طريقة التحكم الآلي من الوقت اللازم للتدريب. فالعملية تُشبه إدارة رافعة سطحية، ويمكن للعمال استخدام مهاراتهم الحالية. يشمل التدريب المتخصص كيفية إجراء الإصلاحات الروتينية، والتصرف في حالات الطوارئ، وكيفية فحص النظام الهيدروليكي. وعادةً ما ينتهي هذا التدريب في غضون أيام قليلة، وليس أسابيع.

2. هل يمكن تحديث السفن الموجودة لتشمل هذه التقنية؟

تُعدّ فرصة التحديث فرصةً سوقيةً رئيسية. يتطلب التركيب تقوية هيكل سطح السفينة، وتوصيل الأنظمة الكهربائية والهيدروليكية. تُحدد أبحاث التوافق السفن الأنسب، ولكن يمكن استخدام هذه التقنية على السفن الجديدة والقديمة على حدٍ سواء. تستطيع أحواض بناء السفن التي سبق لها تحديث المعدات البحرية إنجاز عمليات التركيب بسرعة وكفاءة.

3. ماذا يحدث أثناء الظروف الجوية القاسية؟

تراقب أنظمة الكاميرات المتطورة باستمرار أحوال الرياح. وعندما يرصد النظام سرعات عالية، يتم تعديل أجنحة السفينة تلقائيًا لتقليل مقاومة الهواء أو طيها بالكامل على سطح السفينة. تحافظ أنظمة السلامة هذه على استقرار السفينة وتحمي هيكلها أثناء العواصف دون أي تدخل من الطاقم.

تعاون مع شركة CM Energy للحصول على حلول شحن مستدامة

ترغب شركة CM Energy في تعريف قادة القطاع البحري بكيفية تحسين الأداء البيئي والاقتصادي لسفنهم باستخدام أنظمة الدفع بمساعدة الرياح. نقدم حلول تكامل مخصصة لسفن الشحن السائبة، وناقلات النفط، والعبارات، ومشاريع بناء السفن الجديدة، وذلك بفضل سمعتنا المرموقة في هذا المجال. أجنحة الرياح® شركة رائدة ذات خبرة عالمية في حلول الطاقة البحرية. اسمنا TSC يضمن جودة هندسية عالية ودعماً شاملاً للمشاريع البحرية المعقدة.

أرسل فريقنا بالبريد الإلكتروني على info.cn@cm-energy.com لنتحدث عن احتياجاتكم الخاصة. سندرس تصميم سفنكم، وكيفية استخدامها، وأهدافكم البيئية لنقدم لكم أفضل الخيارات. اتخاذ قرارات ذكية بشأن التحول إلى الشحن الصديق للبيئة يبدأ بالمعرفة. دعونا نزودكم بالمعرفة اللازمة لاتخاذ قراراتكم بثقة.

مراجع حسابات

1. المنظمة البحرية الدولية. (2023). "استراتيجية المنظمة البحرية الدولية لعام 2023 بشأن خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من السفن". لجنة حماية البيئة البحرية، لندن.

2. سميث، تي دبليو بي، وآخرون (2021). "الدراسة الثالثة للمنظمة البحرية الدولية بشأن غازات الاحتباس الحراري لعام 2014: ملخص تنفيذي وتقرير نهائي". المنظمة البحرية الدولية، لندن.

3. نيلسن، د.، وآخرون (2022). "دراسة حول تطبيق تقنيات مساعدة الرياح على السفن التجارية الكبيرة". سي إي دلفت، هولندا.

4. لويدز ريجستر وUMAS. (2022). "التقييم التقني والاقتصادي للوقود الخالي من الكربون والدفع بمساعدة الرياح". مركز إزالة الكربون البحري، لندن.

5. تراوت، م.، وآخرون (2023). "أنظمة الدفع بمساعدة الرياح: التحقق من الأداء التشغيلي على السفن التجارية". مجلة الهندسة البحرية والتكنولوجيا، المجلد 22، العدد 3.

6. دي إن في. (2023). "التوقعات البحرية حتى عام 2050: توقعات تحول الطاقة." مجموعة ديت نورسكي فيريتاس، النرويج.