Υβριδικά συστήματα ενέργειας πλοίων

Abstract

Ο ναυτιλιακός τομέας δέχεται αυξανόμενες πιέσεις για μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης, ανταποκρινόμενος στους παγκόσμιους κλιματικούς στόχους και στους αυστηρότερους διεθνείς και περιφερειακούς κανονισμούς. Σε αυτό το πλαίσιο, τα συστήματα ηλεκτροκίνησης και υβριδικής πρόωσης έχουν αναδειχθεί ως πολλά υποσχόμενες λύσεις για την επίτευξη πιο βιώσιμων και φιλικών προς το περιβάλλον θαλάσσιων μεταφορών. Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά τη σκοπιμότητα, την απόδοση και τους περιορισμούς των υβριδικών και ηλεκτρικών συστημάτων ενέργειας για πλοία, με ιδιαίτερη έμφαση στις τεχνολογικές επιλογές, τα περιβαλλοντικά και ενεργειακά οφέλη, τα οικονομικά και λειτουργικά εμπόδια και τις μελλοντικές αναπτυξιακές προοπτικές σε ευρωπαϊκό και διεθνές επίπεδο. Η μελέτη βασίζεται σε μια ολοκληρωμένη ανασκόπηση της πρόσφατης ακαδημαϊκής βιβλιογραφίας, η οποία προέρχεται κυρίως από δημοσιεύσεις με αξιολόγηση από ομοτίμους, και συμπληρώνεται από ανάλυση πραγματικών μελετών περιπτώσεων υβριδικών και πλήρως ηλεκτρικών πλοίων, συμπεριλαμβανομένων πορθμείων, ρυμουλκών και σκαφών υποστήριξης ανοιχτής θάλασσας. Επιπλέον, διεξάγεται εμπειρική έρευνα μέσω ενός δομημένου ερωτηματολογίου που απευθύνεται σε ναυτιλιακές εταιρείες, με στόχο την καταγραφή των αντιλήψεων, των εμπειριών και των επενδυτικών ζητημάτων του κλάδου σχετικά με τις υβριδικές και ηλεκτρικές τεχνολογίες. Η έρευνα ενσωματώνει περαιτέρω μια συγκριτική οικονομική και περιβαλλοντική αξιολόγηση, βασιζόμενη σε δείκτες όπως το κόστος κεφαλαίου και λειτουργίας, οι περίοδοι αποπληρωμής και τα αποτελέσματα της αξιολόγησης του κύκλου ζωής. Τα ευρήματα δείχνουν ότι η πλήρως ηλεκτρική πρόωση είναι επί του παρόντος η πιο εφικτή για πλοία μικρών αποστάσεων και σταθερής διαδρομής με προβλέψιμα λειτουργικά προφίλ, ενώ τα υβριδικά συστήματα προσφέρουν μια πιο ευέλικτη και κλιμακώσιμη λύση σε ένα ευρύτερο φάσμα τύπων πλοίων. Παρόλο που μπορούν να επιτευχθούν σημαντικές μειώσεις στην κατανάλωση καυσίμου και τις εκπομπές, η ευρεία υιοθέτησή της εξακολουθεί να περιορίζεται από το υψηλό αρχικό κόστος επένδυσης, τους περιορισμούς στις υποδομές και τις παραμέτρους ασφάλειας και αξιοπιστίας. Η διπλωματική εργασία ολοκληρώνεται με συστάσεις πολιτικής και λειτουργίας για την υποστήριξη της αποτελεσματικής μετάβασης προς τη ναυτιλία χαμηλών εκπομπών.