Νικόλαος Λιάπης: Προκλήσεις και καινοτομίες στη ναυπηγική βιομηχανία

H ναυπηγική βιομηχανία βρίσκεται σε ένα κομβικό σημείο, οδηγούμενη από μια σειρά προκλήσεων και ευκαιριών, που αναδιαμορφώνουν τη διεθνή ναυτιλία. Ως πρόεδρος του Ελληνικού Ινστιτούτου Ναυτικής Τεχνολογίας, έχω το προνόμιο να παρακολουθώ από πολύ κοντά τις μετασχηματιστικές αλλαγές που βρίσκονται σε εξέλιξη, καθώς και τις τεχνολογικές προκλήσεις που αντιμετωπίζει η ναυτιλιακή βιομηχανία –την απανθρακοποίηση, τα εναλλακτικά καύσιμα και την ψηφιοποίηση– οδεύοντας προς το μέλλον της ναυπηγικής βιομηχανίας.

Ναυπηγική βιομηχανία: Αλλαγές και βιώσιμη ανάπτυξη

Η επιτακτική ανάγκη για απαλλαγή της ναυτιλιακής βιομηχανίας από τον άνθρακα δεν ήταν ποτέ πιο επείγουσα. Με τον Διεθνή Ναυτιλιακό Οργανισμό (ΙΜΟ) και την Ε.Ε. να θέτουν φιλόδοξους στόχους για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, η ναυπηγική βιομηχανία πρέπει να ανταποκριθεί με καινοτόμες λύσεις. Ο στόχος είναι σαφής: έως το 2050, στοχεύουμε στον μηδενισμό των εκπομπών CO2  από τη ναυτιλία.

Η επίτευξη αυτού του στόχου απαιτεί πολύπλευρη προσέγγιση. Πρώτον, η ενίσχυση της ενεργειακής απόδοσης των νεότευκτων πλοίων είναι ζωτικής σημασίας. Αυτό περιλαμβάνει την ανάπτυξη προηγμένων σχεδίων γάστρας, βελτιστοποιημένων για χαμηλότερη αντίσταση και υψηλότερη απόδοση καυσίμου. Τεχνολογίες, όπως τα συστήματα αερολίπανσης αέρα και τα εξελιγμένα υφαλοχρώματα, που μειώνουν την τριβή μεταξύ του κύτους και του νερού, κερδίζουν έδαφος.

Επιπλέον, η ενσωμάτωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, στον σχεδιασμό των πλοίων καθίσταται ολοένα και πιο βιώσιμη. Τα συστήματα πρόωσης με υποβοήθηση του ανέμου, συμπεριλαμβανομένων των περιστρεφόμενων ιστίων Flettner, δοκιμάζονται και εφαρμόζονται προσφέροντας σημαντική εξοικονόμηση καυσίμου και μειώσεις εκπομπών.

Η απαλλαγή από τις εκπομπές άνθρακα δεν μπορεί να επιτευχθεί μόνο μέσω βελτιώσεων της αποδοτικότητας. Η μετάβαση σε εναλλακτικά καύσιμα είναι απαραίτητη. Η ναυτιλιακή βιομηχανία διερευνά μια σειρά επιλογών, καθεμία με το δικό της σύνολο προκλήσεων και οφελών.

Το υγροποιημένο φυσικό αέριο (LNG) είναι σήμερα το πιο καθιερωμένο εναλλακτικό καύσιμο προσφέροντας μείωση των εκπομπών CO2 σε σύγκριση με τα παραδοσιακά καύσιμα πλοίων και τη δυνατότητα σταδιακά να υποκατασταθεί με ανανεώσιμο βιοαέριο. Ωστόσο, το LNG δεν αποτελεί πανάκεια. Οι απώλειες μεθανίου, του βασικού συστατικού του Φυσικού Αερίου (methaneslip) κατά την εξόρυξη και καύση του, έχουν δραματικά περισσότερες συνέπειες από το CΟ2.

Το υδρογόνο, ιδιαίτερα όταν παράγεται από ανανεώσιμες πηγές, υπόσχεται πολλά ως καύσιμο μηδενικών εκπομπών. Ωστόσο, οι τεχνικές δυσκολίες που συνδέονται με την αποθήκευση και τη διανομή του είναι σημαντικές. Η χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα του υδρογόνου απαιτεί μεγάλες, κρυογονικές δεξαμενές, οι οποίες μπορούν να επηρεάσουν τον σχεδιασμό και τη χωρητικότητα φορτίου ενός σκάφους.

Η αμμωνία είναι ένα άλλο πολλά υποσχόμενο υποψήφιο ενεργειακό προϊόν για τη Ναυτιλία προσφέροντας το πλεονέκτημα ότι είναι απαλλαγμένη από άνθρακα και ευκολότερη στην αποθήκευση από το υδρογόνο. Ωστόσο, η τοξικότητα και ο διαβρωτικός χαρακτήρας της θέτουν προκλήσεις όσον αφορά την ασφάλεια και τη συμβατότητα των υλικών, που πρέπει να αντιμετωπιστούν.

Τα βιοκαύσιμα και τα ανανεώσιμα καύσιμα μη βιολογικής προέλευσης, όπως αυτά που προέρχονται από πυρόλυση πλαστικών αποβλήτων, προσφέρουν μια πιο άμεση λύση, καθώς μπορούν συχνά να χρησιμοποιηθούν σε υπάρχοντες κινητήρες με μικρές ή καθόλου τροποποιήσεις. Η βασική πρόκληση εδώ έγκειται στη διασφάλιση της βιωσιμότητας και της επεκτασιμότητας της παραγωγής τους σε επάρκεια για την κάλυψη των αναγκών της ναυτιλίας.

Η ψηφιακή επανάσταση μεταμορφώνει τη ναυπηγική βιομηχανία εγκαινιάζοντας την εποχή του «έξυπνου πλοίου». Η ψηφιοποίηση περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα τεχνολογιών, από προηγμένους αισθητήρες και αυτοματισμούς έως Tεχνητή Nοημοσύνη και ανάλυση μεγάλων δεδομένων.

Μία από τις σημαντικότερες επιπτώσεις της ψηφιοποίησης είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή πλοίων. Ο σχεδιασμός με τη βοήθεια υπολογιστή (CAD) και η 3D μοντελοποίηση επιτρέπουν ακριβή και αποτελεσματικά σχέδια σκαφών. Οι προηγμένες προσομοιώσεις μπορούν να προβλέψουν την απόδοση ενός πλοίου υπό διάφορες συνθήκες επιτρέποντας στους μηχανικούς να βελτιστοποιήσουν τα σχέδια για αποδοτικότητα καυσίμου και ασφάλεια πριν κοπεί ένα κομμάτι μετάλλου. Η υπολογιστική ρευστομηχανική (CFD) χρησιμοποιείται όλο και πιο συχνά για τον σχεδιασμό νέων πλοίων, αλλά και τις μετατροπές υπαρχόντων.

Κατά τη λειτουργία, τα έξυπνα πλοία που είναι εξοπλισμένα με ένα δίκτυο αισθητήρων μπορούν να παρακολουθούν συνεχώς ένα ευρύ φάσμα παραμέτρων, από την απόδοση του κινητήρα, τις συνθήκες καιρού και θάλασσας έως την ακεραιότητα του κύτους. Αυτά τα δεδομένα μπορούν να αναλυθούν σε πραγματικό χρόνο επιτρέποντας την προληπτική συντήρηση, η οποία μπορεί να μειώσει τον χρόνο διακοπής λειτουργίας και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του σκάφους.

Η αυτόνομη ναυτιλία είναι ένα άλλο σύνορο της ψηφιοποίησης. Ενώ τα πλήρως αυτόνομα πλοία μπορεί να είναι ακόμα μερικά χρόνια μακριά, οι εξελίξεις στον αυτοματισμό ενισχύουν ήδη την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα. Ημιαυτόνομα σκάφη, ικανά να λειτουργούν με ελάχιστη ανθρώπινη παρέμβαση, δοκιμάζονται ανοίγοντας ένα παράθυρο στο μέλλον.

Η σύγκλιση της απαλλαγής από τον άνθρακα, των εναλλακτικών καυσίμων και της ψηφιοποίησης δημιουργεί μια νέα γενιά πλοίων που είναι καθαρότερα, εξυπνότερα και πιο αποτελεσματικά. Τα πλοία του μέλλοντος πιθανότατα θα τροφοδοτούνται από ένα υβριδικό μείγμα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και εναλλακτικών καυσίμων, προσαρμοσμένο στις συγκεκριμένες επιχειρησιακές ανάγκες τους.

Αυτά τα σκάφη θα διαθέτουν προηγμένο σχεδιασμό και συστήματα πρόωσης βελτιστοποιημένα για ελάχιστες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Τα ενσωματωμένα συστήματα θα αξιοποιούν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο και AI για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης, διασφαλίζοντας ότι κάθε ταξίδι είναι όσο το δυνατόν πιο αποδοτικό ενεργειακά και λειτουργικά. Τα μέλη του πληρώματος θα υποστηρίζονται από προηγμένο αυτοματισμό, που θα μειώνει τον κίνδυνο ανθρώπινου λάθους και θα ενισχύει την ασφάλεια.

Επιπλέον, τα πλοία αυτά θα αποτελούν μέρος ενός ευρύτερου, ψηφιακά διασυνδεδεμένου θαλάσσιου οικοσυστήματος. Τα λιμάνια, οι εταιρείες logistics και οι ναυτιλιακές γραμμές θα μοιράζονται δεδομένα απρόσκοπτα, επιτρέποντας πιο αποτελεσματικό προγραμματισμό, δρομολόγηση και χειρισμό φορτίου. Αυτό το επίπεδο ολοκλήρωσης, όχι μόνο θα μειώσει το κόστος, αλλά και θα ελαχιστοποιήσει το περιβαλλοντικό αποτύπωμα του παγκόσμιου εμπορίου.