Torpidolardan İlham Alan Teknoloji, Büyük Gemilerin Yakıt Tüketimini Azaltabilir

Büyük gemilerin yakıt tüketimini azaltmak için alışılmadık bir yöntem geliştirildi. Gemilerin altına gönderilen milyonlarca hava kabarcığı, binlerce ton yakıt tasarrufu sağlayabilir.

Deniz taşımacılığı, bugün küresel karbon salınımının kayda değer bir kısmını oluşturuyor. Bu tüketimi azaltmak için bir yandan alternatif yakıt kaynakları ve daha verimli motorlar üzerinde çalışılırken, diğer yandan doğrudan gemi tasarımını daha verimli hâle getirmenin yolları aranıyor. Bu konuda en dikkat çekici çalışmalardan biri kısa süre önce Çin'den geldi. Çinli mühendisler, gemilerin altından hava kabarcıkları geçirerek su direncini azaltan bir sistem geliştirdi.

İkinci nesil Bubble Lubrication System (Kabarcık Yağlama Sistemi) olarak adlandırılan teknoloji, beş ay süren testlerde 55.000 tonluk bir taşıma tankerinin net enerji tüketimini yaklaşık yüzde 5 oranında düşürdü. Bu oran, benzer büyüklükteki gemilerde günlük ortalama 1,1 ton yakıt tasarrufu anlamına geliyor.

"Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute" tarafından geliştirilen sistem, geminin gövdesi ile deniz suyu arasındaki sürtünmeyi azaltmaya odaklanıyor. Gemiler hareket ederken gövdeleri suyla sürekli temas hâlinde olduğu için ilerlemelerini zorlaştıran bir direnç oluşuyor. Bu direnci aşmak için motorların daha fazla enerji harcaması gerekiyor. Kabarcık Yağlama Sistemi, geminin alt kısmındaki özel çıkışlardan basınçlı hava püskürterek gövde ile su arasında mikro kabarcıklardan oluşan bir tabaka meydana getiriyor. Bu tabaka, gövdenin çevresindeki su akışını değiştirerek sürtünme direncini azaltıyor. Böylece gemi, aynı hızı korumak için daha az itiş gücüne ihtiyaç duyuyor.

Bu yaklaşım, yüksek hızlı su altı araçlarında kullanılan süperkavitasyon (supercavitation) teknolojisini hatırlatıyor. Süperkavitasyonlu torpidolar, çevrelerinde gazla dolu büyük bir boşluk oluşturarak suyla temas ettikleri yüzeyi azaltıyor ve böylece çok yüksek hızlara ulaşabiliyor. Yeni geliştirilen sistem de bundan ilham alıyor. Geminin tamamını çevreleyen büyük bir gaz boşluğu oluşturulamıyor tabii ama onun yerine gövdenin altında sürekli bir mikro kabarcık tabakası meydana getiriliyor.

Sistemin verimliliği hesaplanırken hava üretmek için kullanılan kompresörlerin tükettiği enerjinin de hesaba katılması gerekiyor. Dolayısıyla elde edilen kazanç, azalan sürtünme sayesinde tasarruf edilen enerji ile kompresörlerin harcadığı enerji arasındaki farka bağlı. Açıklanan yüzde 5'lik tasarruf oranı, bu ek enerji tüketimi düşüldükten sonraki net kazanımı ifade ediyor.

Teknolojinin ilk versiyonu, Nisan 2022'de 1.800 TEU kapasiteli bir besleme konteyner gemisinde test edilmişti. Bu deneyimin ardından Mayıs 2022'de ikinci nesil sistemin geliştirilmesine başlandı. Yeni versiyonda, otomasyon ve enerji verimliliği üzerinde iyileştirmeler yapıldı. İkinci nesil Bubble Lubrication System, geminin hızına ve suya batma derinliğine (draught) göre gövdenin altına gönderilen hava miktarını otomatik olarak ayarlayabiliyor. Geminin taşıdığı yük değiştikçe suya batma derinliği de değiştiği için bu özellik, farklı çalışma koşullarında ihtiyaç duyulan hava miktarının optimize edilmesini sağlıyor.

Sistemde ayrıca kompresörlerin enerji tüketimini azaltmayı amaçlayan geliştirilmiş bir hava besleme yapısı bulunuyor. Dijital operasyon destek sistemi ise enerji verimliliğini gerçek zamanlı olarak izleyip analiz edebiliyor. Böylece sistemin farklı hızlarda ve yük koşullarında daha verimli çalışması hedefleniyor.

İkinci nesil sistem, beş ay boyunca 55.000 tonluk bir ürün ve kimyasal tankerinde test edildi. Yaklaşık yüzde 5 net enerji tasarrufu sağladığı bildirilen gemi, testlerin ardından ticari hizmete girdi.

Enstitü, teknolojinin farklı ticari gemi türlerine ve tahrik sistemlerine uyarlanabilecek şekilde tasarlandığını belirtiyor. Buna göre sistem LNG, elektrik, metanol ve amonyakla çalışan gemilerle uyumlu. Bununla birlikte, farklı gövde tasarımlarında, yük miktarlarında ve deniz koşullarında da benzer verimlilik değerlerine ulaşılıp ulaşılamayacağı henüz net değil. Sistemin ticari deniz taşımacılığında ne kadar yaygınlaşacağını görmek için daha fazla gerçek kullanım verisine ihtiyaç duyuluyor.