Yksi kuva näyttää, miksei Tallink usko ihan äkkiä sähkölaivaan – ”yksi matka Helsingistä Tallinnaan söisi 350 Teslan edestä sähköä”

Diesel on tilatehokkain polttoaine varastoitavaksi matkustajalaivaan, mutta myöskään muut eri mittakaavoissa käytössä olevat vaihtoehtoiset nestemäiset polttoaineet eivät sille tässä suhteessa paljoa häviä.

Viime viikolla Tallinkin Victoria I -aluksen telakkatutustumisen yhteydessä nostettiin esiin myös telakoinnin positiiviset ympäristö- ja ilmastovaikutukset sitä kautta, että esimerkiksi aluksen pohja uudelleen pinnoittamalla veden vastus saadaan minimiinsä, jolloin laivan polttoaineenkulutus ja päästöt saadaan tältä osin pidettyä niin pieninä kuin mahdollista.

Tällä teemalla varustamon vastuullisuus- ja ympäristöjohtaja Andrus Vaher kertoi Tallinkin ympäristönäkemyksistä myös laajemmin. Tässä esitelmässä yksi kuva herätti Moottorin sisällöntuottajan huomion erityisellä tavalla.

Vaihtoehtoiset polttoaineet ja tilatehokkuus

Tähän Tallinkin esittämään kuvaan on koottu kaksitahohahmo yhdeksästä arviolta noin "ruotsinlaivan" kokoisesta matkustajalaivasta, jotka on tankattu erilaisilla olemassa olevilla tai kuviteltavissa olevilla käyttövoimavaihtoehdoilla.

Kuten kuvan selitteessäkin todetaan, tässä on esitetty vain varsinaisen energianlähteen viemä osuus tilasta, ei siis tankkeja, muita säiliöitä tai mahdollisia jäähdytysjärjestelmiä, joita esimerkiksi akut tai nestekaasu tarvitsisivat. Kaikki yhdeksän havainnealusta on siis "tankattu" niin, että kullakin "tankillisella" ne saavuttaisivat toisiaan vastaavan toimintamatkan.

Osa esitetyistä käyttövoimista on yleisessä käytössä, osa rajoitetussa käytössä tai kokeilussa, ja osa ennemmin haaveilun asteella. Yleisyys on jokseenkin järjestyksessä siten, että toistaiseksi yleisin - meridiesel - on vasemmalla ylhäällä ja toistaiseksi kaukaisin - akkusähkö - puolestaan oikealla alhaalla.

Kuten kuvasta näkyy, vanha kunnon meridiesel on varsin tilatehokas varastoitava alukseen. Suurin osa meillekin tutuista matkustaja-autolautoista kulkee edelleen dieselillä.

Seuraavissa kuvissa puolestaan nähdään, että myös maakaasu sopii vielä varsin hyvin laivan sisään, kunhan se vain on nesteytetty jäähdyttämällä -162 celsiusasteeseen. Ylemmässä aluksista dieselin ja LNG:n suhde aluksen polttoainevarannoista on 50:50, kun taas pykälää alemman kuvan tapauksessa diesel toimii vain pilottipolttoaineena, jolla aluksen koneet tyypillisesti käynnistetään.

Toiseksi alimmassa kuvassa vasemmalla käyttövoimana toimii puolestaan metanoli, niin ikään pilottidieselin kera. Metanoli on hyvin myrkyllinen aine, mutta laajasti käytetty aine teollisuudessa. Sitä voi myös valmistaa useilla eri tavoilla, ja sen valmistus on monissa tapauksissa edullista ja puhdasta. Metanolivalmius on olemassa jo joissain uusimmissa laivoissa, jopa loistoristeilyluokassa, ja sitäkin poltetaan lämpövoimakoneessa. Alimmassa kuvassa vasemmalla metanoli on varastoitu aluksen kaksoispohjaan.

Oikealle siirryttäessä ylimpänä vastaan tulee ammoniakki, joka on tässä tapauksessa nesteytetty jäähdyttämällä 33 astetta pakkasen puolelle. Ammoniakki koostuu vedystä ja typestä eli olisi hiilivapaa polttoaine. Erityisesti Wärtsilä on tullut tunnetuksi ammoniakin puolestapuhujana laivapolttoaineeksi. Myös sitä poltetaan polttomoottorissa.

Aina vain harvinaisemmaksi ja kokeiluluontoisemmaksi menee, kun siirrytään vetypolttoaineeseen. Sitähän voidaan muuttaa energiaksi joko polttokennossa tai polttomoottorissa, joista jälkimmäisessä se on perin haastava saada palamaan hallitusti. Kuten kuvasta näkyy, vaikka vety on nesteytetty jäähdyttämällä se 253 astetta pakkasen puolelle, siis lähelle absoluuttista nollapistettä, vie se kehnohkon energiatiheytensä vuoksi jo melko paljon tilaa laivasta.

Toiseksi alimmassa kuvassa oikealla polttoaineena on diesel, mutta siinä käytössä on yksi mahdollinen ratkaisu sen tuottamiin hiilidioksidipäästöihin, nimittäin niin kutsuttu hiilidioksidin talteenotto. Tämän kuvan alukseen onkin piirretty tila, jonka talteenotettu hiilidioksidi siitä veisi.

Ja sitten on akkusähkö.

Akkusähkölaivassa toki plussana hyötysuhde

Asia, joka "pienessä präntissä" tosiaan mainitaan, on se, että kaikilla muilla käyttövoimilla 45 prosenttia polttoaineesta saadaan tässä laskelmassa muunnettua käytettäväksi energiaksi, kun taas akkusähkön tapauksessa lukemaksi on laskettu tässä 97 prosenttia.

Hyötysuhde onkin akkusähkön vahvuus laivan käyttövoimana, varastoitavuus ei niinkään.

Pieni präntti kertoo, että kuvassa esitetty akkukapasiteetti on tosimaailmassa mahdoton saavuttaa tilan ja painon vuoksi. Tällainen laiva olisi täynnä akkuja.

Tallinkin kilpailijavarustamo Viking Line on kertonut sähkölaivasuunnitelmistaan Helsingin ja Tallinnan välille, mutta Tallink ei näköpiirissä olevalla teknologialla näe sitä varteenotettavana käyttövoimana.

Vaher ottaa asiaan esimerkin autojen maailmasta.

- Jos autolautan autokannelle ajettaisiin 350 Teslaa täysillä akuilla, niiden energialla voitaisiin ajaa yksi vuoro Helsingistä Tallinaan, Vaher kertoo.

Vertaus on varmastikin tarkoitettu suuntaa antavaksi, mutta kun vielä otetaan huomioon, että keskimääräisen Teslan akusta irrotetaan yli 500 kilometrin toimintamatka, saman saavuttamiseen laivassa tarvittaisiinkin jo yli kaksi tuhatta Teslaa.

Asiassa on toki vielä yksi ulottuvuus, kun huomioidaan, että havainnekuvassa sähkölaivan akkutarve on samaistettu nestemäisiin polttoaineisiin.

Meille tutuilla dieselkäyttöisillä matkustaja-autolautoilla, kuten vaikkapa Silja Linen sisaruksilla Silja Serenadella ja -Symphonylla, pääsisi täysillä polttoainevarannoilla varmasti Atlantin yli ja pitkän matkaa takaisinkin. Niitä ei todellakaan tankata joka vuoron päätteeksi. Näin myös akkusähköllä toimivan laivan akkukapasiteetti voitaisiin tarkemmin mitoittaa laivan käyttötarpeeseen, esimerkiksi juuri Suomenlahden ylityksiin.

Tällöinkin yhtälössä on tietysti otettava huomioon akkujen tilantarve ja sijoittelu, valtavan sähköjärjestelmän jäähdytys, kaikki muu sähköenergian tarve matkustajalaivan eri toiminnoissa sekä tietenkin lataamiseen liittyvät seikat.