Danska ön Aeroe, ligger i Östersjön, är en av få öar som inte är anslutna till fastlandet med en bro. Som ett resultat, det är beroende av bilfärjor. Aeroe har också en annan skillnad:det syftar till att bli 100% koldioxidneutralt till 2025. Även om det redan har tagit stora steg mot att uppnå detta mål via en omfattande sol- och vinddriven infrastruktur, dess beroende av konventionella bil- och passagerarfärjor är en betydande vägspärr.

För att övervinna denna barriär, projektet EU-finansierat E-ferry (prototyp och fullskalig demonstration av nästa generations 100 % eldrivna färja för passagerare och fordon) håller på att utforma, bygga och demonstrera en helt elektrisk, utsläppsfritt fordon och passagerarfärja. Den toppmoderna färjan kommer att kunna resa 22 nautiska mil (motsvarande cirka 40 km) mellan laddning, vilket är sju gånger längre än någon elektrisk färja som för närvarande körs i världen.

Att lära sig mer, vi satte oss ner med projektkoordinator Trine Heinemann.

Vad är projektets huvudmål?

Projektet syftar till att visa att ett grönt alternativ kan vara ekonomiskt meningsfullt för färjeflottorna och ge en effektiv service för passagerare. Vår prototyp är mycket nära färdig och kommer snart att tas i drift. När den är klar, Jag tror att vi kommer att ha skapat en helt elektrisk färja som inte bara ersätter befintliga elektriska färjor när det gäller avståndet mellan laddning och batterikapacitet, men föreslår också alternativa lösningar på några av de utmaningar och hinder som har avskräckt operatörer från att ta steget mot elektrifiering.

Hur debiteras E-färjan?

Under daglig drift, färjan kommer bara att lägga till i genomsnitt 20-25 minuter som det tar att lasta och lossa bilar, last och passagerare. Det betyder att det är av avgörande betydelse att laddningen börjar så snart som möjligt och fortsätter till det allra sista ögonblicket innan färjan går.

E-ferry-laddaren kan leverera upp till 4,4 megawatt (MWh) likström till fartyget och är helt automatiserad så att laddningen startar så snart fartyget är anslutet till sin dockningsramp. För att tillgodose det faktum att ett fartygs position i kajen alltid är beroende av tidvatten, väderförhållanden och lastens vikt, projektet valde en laddningslösning som placeras på rampen, snarare än på stranden. Eftersom rampen i princip rör sig på samma sätt som fartyget, det betyder att hankontakten på rampen alltid ska kunna anslutas till honkontakten på fartyget oavsett tidvatten, väder eller lastförhållanden.

Kan du berätta mer om batteriet?

Batteribankens stora kapacitet krävs för att E-färjan ska fungera med en frekvens på upp till sju resor per dag. Sådan "dimensionering" är inte ett problem för landbaserade batteriinstallationer, men för maritimt bruk, den introducerar en rad utmaningar som måste hanteras. Till exempel, batterierna är tunga, och den mer kapacitet som behövs, ju tyngre de blir. Batterierna ombord på E-färjan väger cirka 56 ton. När mer vikt läggs till, mer energi behövs för att driva fartyget.

Hur tog du upp frågan om vikt?

E-ferry prototypen är utformad med tanke på både vikt och energibesparing. Till exempel, färjans skrov och överbyggnad var utformade för att minska motståndet både ovanför och under vattenlinjen. Resultatet är ett långt och relativt smalt fartyg med kompakt passagerar- och besättningsboende. Vidare, lätta material har använts där det är möjligt, inklusive en aluminiumbro och däckmöbler av återvunnet papper. En annan viktig viktbesparande åtgärd finns i det specialdesignade elektriska framdrivningssystemet, som är extremt kompakt och lätt, väger endast 750 kg för den största framdrivningsmotorn.

Vi kan också spara betydande vikt genom att ladda fartygets elektriska system med likström, snarare än AC/DC som vanligtvis tillhandahålls av ett landnät. Dock, batterisystem som körs på DC måste konverteras mellan landnätet och batterierna själva, som kräver användning av enheter, omvandlare, filter och kontroller - som alla traditionellt placeras ombord på ett fartyg. Dock, på E-färjan omvandlas strömmen till land och fartyget laddas med likström. Detta innebär att de många stora och tunga komponenter som krävs för konverteringen kan placeras på land istället för ombord på fartyget, möjliggör betydande viktbesparingar.

Batterier kan vara brandfarliga. Hur hanterade du brandrisken?

Vi konstruerade helt enkelt ett batterisystem speciellt för maritimt bruk. Den har ett skumbrandsläckningssystem som automatiskt injicerar ett organiskt skum i en specifik del av batteriet när en termisk incident inträffar i ett av fartygets 840 batterier. Skummet fungerar inte bara för att släcka eventuell brand i det drabbade batteriet, men också för att kyla ner de omgivande batterierna så att den termiska incidenten inte sprids.

Vad kan vi förvänta oss när E-färjan tar till vattnet?

När den är klar, E-färjan kommer att representera ett spelomfattande tillvägagångssätt för färjeförbindelser med medeldistans. Först och främst, E-färjan förväntas minska utsläppen med 2, 000 ton CO ₂ , 41, 500 kg NOx och 1, 350 kg SO ₂ årligen jämfört med en konventionell färja med samma kapacitet. Det blir också tystare och har ett mindre vak, vilket minskar dess miljöpåverkan ytterligare samtidigt som livskvaliteten förbättras för dem som bor runt hamnar och inte minst passagerare och besättningsmedlemmar ombord på färjan.