Elektriska färjor och digital kommunikation mellan fartyg kan hjälpa till i strävan att minska koldioxidutsläppen till sjötransporter, en sektor som ofta uppfattas som det gröna alternativet men som ändå skulle kunna göra mycket för att minska sitt miljöavtryck.

Den globala sjöfartsindustrin släpper för närvarande ut cirka 1 000 miljoner ton CO2 till atmosfären varje år, men enligt en färsk rapport från Organisationen för ekonomiskt samarbete och utveckling, detta skulle kunna minskas till nästan noll 2035 genom en kombination av tekniska, operativa och politiska åtgärder.

I linje med en sådan ambition, en elektrisk färja, lanseras i sommar, kommer att färdas genom danskt vatten enbart med el. Båten kommer att ta passagerare från Aeroe Island till städer på fastlandet och kommer att ersätta det dieselfartyg som för närvarande används.

Dr. Trine Heinemann är projektkoordinator för E-ferry, baserat på Aeroe, vars kommun är en av projektets samarbetspartners. "Vi har en lång tradition av att vara självförsörjande med hållbar energi, ' Hon sa. "Men då är vår enda... anslutning till fastlandet passagerarfärja, så jag tror att det finns ett lokalt intresse av att försöka minska utsläppen från det.

Passagerarfärjor, även om det fortfarande är mer miljövänligt än flygresor, körs på diesel och så finns det potential att minska deras föroreningar. Hybridfordon – som använder el i hamnen och fossila bränslen på öppet hav – blir allt mer utbredda, men helt elektriska färjor är knappa, sa Dr Heinemann.

Precis som med elbilar, en kort batterilivslängd hämmade utvecklingen av eldrivna färjor, som kunde gå bara två sjömil tills nyligen. Men i takt med att livslängden för laddningsbara batterier har ökat, så har potentialen hos elektriska fartyg.

E-färjan kan resa 22 mil utan att behöva fylla på. Båten kommer att göra sju turer om dagen, laddning efter varje resa i 15 eller 20 minuter när bilar lastar på och av. En lång laddning över natten ökar fartygets batterikraft.

'Vid slutet av dagen, i princip närmar vi oss energireservnivån, sa Dr Heinemann. – Det kommer till en punkt där vi verkligen vill fylla batterierna igen. Så det är vad vi gör under natten med långsam laddning så att batteriet är uppe i full kapacitet på morgonen när vi börjar segla igen.'

Just nu, elen kommer från Danmarks stamnät men Aeroe gör el från solkraft och vind. Om färjan kunde dra på lokala elkällor skulle den vara koldioxidneutral, Dr Heinemann konstaterar.

Säkerhet

Säkerhet är också en viktig fråga för eldrivna fartyg. Batterier som fungerar till sjöss behöver en särskild nivå av godkännande, och så har ingenjörer på E-ferry utvecklat en speciell typ av skum som sjömän kan använda för att ta itu med en elektrisk brand i händelse av brand. Projektets schweizisk-tyska partner, Leclanché, är det första företaget att få godkännande för ett maritimt batterisystem.

Under tiden, potentiella driftskostnader sjunker hela tiden eftersom batterimaterial blir billigare – faller med 40 % sedan projektet lanserades.

Faktiskt, med lägre bränsle- och underhållskostnader, E-färjan kommer att gå billigare än konventionella dieselbaserade fartyg. En färja kan gå i 30 till 40 år innan den når slutet av sin livslängd, och E-färjan förväntas betala för sig långt innan dess.

"Jag är ganska säker på att det inte kommer att visa ett 10-årigt break-even (men) kanske sex- eller sju-års break-even bara för den här, sa Dr Heinemann.

Christopher Saarnak från den danska sjöfartsstyrelsen säger att sjöfarten också skulle kunna göras grönare genom bättre användning av digital kommunikation.

Trots användningen av den senaste tekniken, sjöfartsindustrin förblir envist old school i mycket av sin verksamhet. Besättningen litar på pappersdokumentation när ett fartyg lägger till i en hamn, sändning av information — om passagerare och last — till myndigheterna med bud.

Ett digitalt system skulle göra det möjligt för sjömän att optimera sin rutt och skicka och ta emot meddelanden till och från hamnmyndigheterna.

"Om du möjliggör informationsutbyte, du skulle kunna säga till fartyget att inte nödvändigtvis rusa till närmaste hamn där de skulle behöva vänta, ' han sa. 'Istället, de skulle kunna spara bränsleförbrukning genom att segla långsammare.

Saarnak koordinerar ett projekt som heter EfficienSea2, som utvecklar en rad digitala verktyg för förbättrad koppling mellan fartyg till havs och från hav till land. En plattform för informationsutbyte som kallas ArcticWeb tillåter sjömän och kryssningsfartyg som seglar i Ishavet att kommunicera om navigering, isberg och isformationer och att samordna sök och räddning – förbättra säkerheten och minimera risken för att tankfartyg eller andra fartyg grundar och skadar miljön.

Surt regn

Projektet hjälper också fartyg att kommunicera om utsläpp – som sträcker sig längre än CO2. Den maritima industrin står för 13 % av de globala svaveloxidutsläppen, en gas som orsakar surt regn, och lungsjukdomar och luftvägssjukdomar hos människor.

Senast 2020, Internationella sjöfartsorganisationen kommer att begränsa svavelbaserade bränslen utanför utsläppsbegränsade zoner – ett steg som experter beskriver som ett av sjöfartens mest avgörande ögonblick. EU begränsar redan utsläppen från fartyg som anlöper EU:s hamnar, och har skapat kontrollområden för svavelutsläpp, kallade SECAs, i Östersjön och Nordsjön.

Men rapporteringen om svavelutsläpp är inkonsekvent, beroende av nationell politik och randomiserade kontroller. Ingenjörer på EfficienSea2 har utvecklat maskin-till-maskin-teknik som kan samla in och vidarebefordra data automatiskt.

"Vad vi har gjort är att skapa en automatisk svavelutsläppsdataöverföring från fartygets skorsten, sa Saarnak.

"Avgasdata överförs direkt till fartygsägaren, men det kan också överföras direkt till myndigheterna för att bevisa att du seglar på ett miljövänligt sätt.'