Kan vi göra samma sak med mycket, mycket mindre?

Näst ut i portföljbloggen är Fredrik Falkman som sedan många år ansvarar för forskning och utveckling på en organisation som jag tror ligger många av oss mycket varmt om hjärtat – Sjöräddningssällskapet. Fredriks ständiga engagemang för att utveckla de än mer effektiva arbetsredskapen, båtarna, med sjöräddarnas och de nödställdas bästa för ögonen är outsinligt, helhjärtat och fokuserat! Låt dig fängslas för en stund av Fredriks blogg där han tar dig med på en tur som visar på hur teknisk utveckling kan användas för att göra sjöräddningen effektivare men också miljö- och klimatmässigt mer hållbar!

Rikard Engström,
ordförande sjöfartsportföljen


Fredrik Falkman, Sjöräddningssällskapet

Sjöfarten ställer just denna fråga allt oftare, med lösningar från att återinföra seglande handelsfartyg, med Wallenius och Oceanbird som modiga föregångare, till en gryende elektrifiering av fritidsbåtsflottan.

I Sjöräddningssällskapet har vi ställt frågan såhär: Skulle vi kunna genomföra våra räddningsoperationer utan emissioner (ett komplext begrepp som vi för närvarande förenklar till direkta klimatutsläpp vid utryckning)? Tack vare stöd från Postkodlotteriet och Stiftelsen Sveriges Sjömanshus, och tack vare samarbete med en rad duktiga företag och organisationer, håller vi på att ta reda på det. Vår tes är att batterielektrisk drift är den rimligaste vägen till målet. 

”Vår tes är att batterielektrisk drift är den rimligaste vägen till målet”

När man jämför energidensiteten hos dagens bästa batterier med diesel är resultatet först ganska nedslående. Det är ungefär sextio gånger mer energi i ett kilo diesel än i ett kilo litium-jon-batterier. Om vi har med oss ett ton diesel i en tiotons båt använder vi alltså 10 procent av vikten till energi. Skulle vi rakt av ta med oss lika mycket energi i form av batterier, så skulle båten sjunka. Flera gånger om.

Som tur är finns det vinster att räkna med vid elektrifiering som gör att läget inte är fullt så hopplöst. En elektrisk motor är ungefär dubbelt så effektiv som en förbränningsmotor, och den är väsentligt lättare. Därtill kan man räkna bort vikt för bränslesystem, kylsystem, ljuddämpning och maskinrumsventilation, som man kan slippa i en elektrisk båt.

I en snabbgående förbränningsbåt är det inte orimligt att räkna med att drivlina, kringsystem och bränsle närmar sig halva deplacementet. I en slättbygd batterielektrisk båt kan drivlina och kringsystem utgöra 5–10 procent av deplacementet, och man kan då använda upp till 50 procent av deplacementet till batterier om man vill maximera mängden energi man kan få med.

Tar man med detta i beräkningen så kan man nå en tiofaldig förbättring jämfört med utgångspunkten. Vi kan alltså optimistiskt räknat få med oss ungefär en sjättedel användbar energi i en batterielektrisk båt jämfört med motsvarande fossilbåt.

I dagens båtar har vi ofta med oss mer energi än besättningen orkar göra slut på. Efter en arbetsdag på sjön i en snabbgående båt är det dags för besättningsbyte, men det är inte säkert att man behöver tanka. Det kostar till synes lite att ha stor marginal – 10 procent längre räckvidd ger bara ett viktstraff på 1 procent av deplacementet. 

Men att minska uthålligheten till en optimistiskt räknad sjättedel går inte an utan vidare. Projektgruppen började därför med en noggrann analys av Sjöräddningssällskapens historiska uppdrag de senaste åren. Vi fokuserade på våra öppna båtar – alltså båtar utan hytt, vanligen kortare än 9 meter. Det visar sig att dessa båtar utför hälften av alla uppdrag. Tack vare detaljerad AIS-data kunde vi skapa en en förenklad men tydlig bild av hur vi kör. Vi har gjort bedömningen att om vi kan klara 95-percentilen av de historiska uppdragen så bör en elektrisk båt vara lätt att välja i de flesta “normala” fall.

Går det då att bygga en konventionell planande batteridriven båt som har samma fart som resten av flottan (35 knop) och som klarar den historiska uppdragsprofilen? Nej, tyvärr, det verkar inte så.

”Genom att använda bärplan kan man minska motståndet hos en snabbgående båt med upp till 80 procent”

Den mest kritiska delen av sjöräddningsuppdragen ur energisynpunkt är själva utryckningen – upp till 15 sjömil i full fart. I många trafikslag skulle fartsänkning vara ett rimligt alternativ, men inom sjöräddning har vi ofta behov av att komma fram snabbt. Som tur är finns det stora besparingar att göra här. Genom att använda bärplan (foils) kan man minska motståndet hos en snabbgående båt med upp till 80 procent. Det betyder alltså att vi kan använda en betydligt svagare motor, och komma mycket längre på den energimängd vi kan bära med oss. Faktum är att besparingen ser ut att vara tillräcklig för att vi skall klara den historiska uppdragsprofilen!

Förutom energibesparing innebär foils också en möjlighet att drastiskt minska accelerationer, det vill säga studsande i vågor. Lyckas vi göra systemet robust bör det innebära att vi kan hålla högre snittfart i sjö än med en planande båt. Tillsammans med mycket tystare gång så hoppas vi att våra frivilliga besättningar skall komma fram till haveristerna fortare och mindre slitna. Väl framme har tystnaden som eldriften medför en tydlig fördel vid en eventuell sökinsats.

Foils är en teknologi som har funnits i drygt 150 år. Under början av 1900-talet användes de flitigt för att möjliggöra högre fart med de svaga motorer som stod till buds. De tappade sedan i betydelse när 1900-talets fossildoktrin slog in: Vill du åka fortare? Välj en starkare maskin! Vill du åka längre? Tanka mer! Både och? Inga bekymmer!

Så vitt jag vet har Sessan-linjen fortfarande fartrekordet för passagerarbåtar mellan Göteborg och Fredrikshamn med en Boeing Jetfoil, 1976: Runt en timme från kaj till kaj. Men då förstås med gasturbiner.

På senare år har foils fått ett uppsving genom sammanfallande framsteg inom lättviktsmaterial, simulering, beräkningskraft och reglerteknik. Och förstås behovet av att spara energi, både i sig och för att möjliggöra elektrifiering. Foiling håller på att ta över segelsport på många nivåer, från Americas Cup till olika brädsporter.

”Om vi skulle göra samma transportarbete med en foilande elektrisk båt skulle vi kunna halvera livstidskostnaden även om båten skulle varar dubbelt så dyr att bygga”

Spännande nog ligger svenska företag och företag med svensk koppling långt framme i denna utveckling: Candela (Se Portföljbloggen 28/11-22!), Seabubbles, Artemis Technology,  Mantaray, och Awake utvecklar och säljer allt från elektrifierade arbetsbåtar för vindkraftsinspektion till passagerarbåtar, fritidsbåtar och surfingbrädor på foils. På Chalmers, KTH och RISE finns stark forskning på området.

Vi har mycket kvar att bevisa, men vid sidan av miljövinsten finns också goda ekonomiska incitament. Räknat på våra mest använda räddningsbåtar står byggkostnaden – den peng vi får av en donator – för bara en dryg tiondel av livstidskostnaden över 25 år. Om vi skulle göra samma transportarbete med en foilande elektrisk båt skulle vi kunna halvera livstidskostnaden även om båten skulle varar dubbelt så dyr att bygga.

Ett nytt närsjöfartparadigm för 2000-talet skulle kunna vara: Vill du åka långsamt? Kör med batterier! Vill du åka fort? Flyg på vattnet med batterier med foils! Och vill du åka ännu fortare? Flyg på riktigt – kanske med foilande elektriska sjöflygplan!

Fredrik Falkman,
ansvarig för innovation på Sjöräddningssällskapet

Kommentarer

Skriv en kommentar Svara till

Alla kommentarer granskas och modereras av vår redaktion innan de publiceras. Din email kommer aldrig bli publik.