Электрлік реактивті қайықтар су патрульдері үшін экологиялық таза шешім ұсына ала ма?

Нөлдік шығарындылар және сулы экожүйелерді қорғауға әсері

Электрлік жет қайықтары тікелей шығарынды газдар шығармайды, сондықтан олар сезімтал теңіз аймақтарына азот тотықтарын (NOx) және ұсақ бөлшектердің түсуін тоқтатады. Алайда дизельді қозғалтқыштар басқаша - 2024 жылғы Портленд мемлекеттік зерттеуі бойынша олардың отынының шамамен 1,5-3 пайызы су жолдарына ластанып түседі. Бұл коралл рифтері мен теңіз шөптеріне зиянды химикаттардың төгілуін білдіреді. Кеңірек қарағанда, 2025 жылғы Ocean and Coastal Management журналындағы соңғы зерттеу көрсеткендей, электрлік қайықтар дәстүрлі дизельді модельдермен салыстырғанда өмірлік циклы барысында жалпы көміртегі диоксидін шамамен екі үштен бірге дейін қысқартады.

Дизельді патруль қайықтарымен салыстырғанда судың және ауаның ластануының азаюы

Дизельді патруль қайықтары шамалы қайталанатын желілермен жұмыс істейтін электрлік моделдер шығаратын 2,1 кг-ға қарсы теңіз мильіне 8,3 кг CO2 шығарады. Электрлік жет қозғалтқыштар сонымен қоса негізгі ластану көздерін жояды:

• Отынның төгілуі : Гидрокөмірсутектердің шығып қалу қаупі 97% төмен
• Сумен ластану : Суытқыштардың немесе майлағыш заттардың босап шығуы жоқ
• Тұман тудырушы заттар : Күкірт оксидтері (SOx) жоқ және NOx-тің 89% аз болуы

Бұл өзгеріс экологиялық тұрғыдан сезімтал аймақтарда атмосфералық және сулы ортаның бүлінуін едәуір азайтады.

Өмірлік циклды талдау: Электрлік және дәстүрлі отынмен жұмыс істейтін патруль қайықтары

Бастапқы құны жоғары болса да, электр жүйелері энергия мен техникалық қызмет көрсетуге кететін төменгі шығындарға байланысты 5—7 жыл ішінде құны теңестіріледі.

Электр қозғалтқыштың сезімтал теңіз аймақтарындағы тұрақты дамуды қалай қолдауы

Электр реактивті қайықтардың үндемей жұмыс істеуі манатилер сияқты дыбысқа сезімтал түрлерде және шабақ шығаратын балықтарда мінез-құлықтың бұзылуын минималдандырады. Электр патруль отрядтарын қолданатын теңіз қорғалатын аймақтар хабарлайды:

• биологиялық әралактылықтың қалпына келу көрсеткіші 41% жоғары (Кариб теңізінің ҚА, 2023 ж.)
• отынға байланысты бұзушылық оқиғаларының 73% азаюы
• Қозғалтқыштың саңылауларынан болатын беткі майлы жұқа қабаттың толықтай жоғалуы

Судықты аймақтардың электр флотына көшуі отын шайқалуын жою шығындарын 58% төмендетті, бұл ресурстарды мекен-жайларды қалпына келтіруге қайта бөлуге мүмкіндік берді.

Дауыс ластануын азайту және дымқыл жұмыс істеудің экологиялық пайдасы

Электрлік реактивті қайықтарға көшу теңіз патрульдерін жасау тәсілін өзгертуде, себебі олар теңіз тіршілігіне әсер ететін су астындағы дауысты көптеген дәрежеде азайтады. Кәдімгі дизельді қайықтар жол жүрген кезде шамамен 85-100 децибел шығарады, ал электрліктері тек 68-72 дБ шығарады. Бұл көпшілік теңіз жануарларының стресске ұшырауының басталатын 85 дБ деңгейінің төменгі шегінде. 2024 жылғы Industrial Noise Reduction ұйымының соңғы хабарламасында мұндай электр қозғалтқыштар ескі мода дизельді қозғалтқыштармен салыстырғанда дауысты үштен екіге дейін азайтатыны көрсетілген. Олар шығаратын дыбыс суда жауып тұрған жеңіл жаңбыр сияқты, бұл теңіз тіршілігі үшін анағұрлым қолайлы.

Неліктен дымқыл электрлік реактивті қозғалтқыштар теңіз тіршілігіне кедергі жасамайды

Дәуірлік бұйрықтар ұзақ уақыт бойы 120 дБ асатын дыбыс деңгейіне ұшырағанда, есту қабілетіне тұрақты зақым келуі мүмкін. Балықтар да әсерге ұшырайды және оларға шамамен 90 дБ дыбыс деңгейіне жеткенде маңызды көбею аймақтарын тастап кетеді. Мұнда электр жетегі жүйелерінің маңызы зор. Мысалы, су иттері — бұл жұмсақ жануарлар кемелер 200 метр қашықтыққа дейін жақындайтын болса да, өзінің қалыпты қорек алу үлгілерін сақтай алады. Бұл көбінесе 1,2 километр қашықтықтан қашып кететін дәстүрлі дизельді қозғалтқыштармен салыстырғанда мүлде басқа.

Сулы орта коммуникациясын сақтауда дыбыстың төмендеуінің рөлі

Гидрофон деректері электрлік реактивті қайықтардың төменгі жиілікті дыбысты ластауды 93%10—500 Гц аралығында — кит әндерінің таратылуы үшін маңызды диапазонда балалар мен ата-аналардың дауыстық алмасуларының 41% жиірек болуы 2022 жылы патруль отрядтары электрлік қозғалтқышқа көшкеннен бері

Зерттеу: Электр қозғалтқышты флотты енгізгеннен кейін дельфиндердің жағада қалуының азаюы

Шығыс жағалау қызметі электрлік реактивті қайықтарды енгізгеннен кейін дельфиндердің жағада қалуы 72% азайды осы құбылыстың төмендеуі дельфиндердің прилив кезінде эхолокациясына бұрынғы уақытта кедергі жасаған 200 Гц-тен төменгі винт кавитациялық шуының жоғалуына байланысты деп ғалымдар түсіндіреді.

Жоғары жылдамдықты электрлік реактивті қайық патрульдері үшін аккумулятор жүйелеріндегі жетістіктер

Қазіргі заманғы литий-темір-фосфат (LiFePO4) аккумуляторлары қазір энергия тығыздығы бойынша 180 Вт/кг-нан асады және 8 сағатқа созылатын патрульдық қызметті қамтамасыз етеді. Соңғы зерттеулер оптимизацияланған электрлік қозғалтқыш жетектердегі энергияны түрлендірудің 92% тиімділігін растайды — бұл ескі жүйелерге қарағанда 40% жақсару. Модульді аккумуляторлар конструкциясы құрғау орнында тексеру кезінде жылдам ауыстыруды мүмкіндігін береді, бұл тез реакция беретін теңіз қызметтерінің тоқтауларын азайтады.

Электрлік реактивті қозғалтқыштардың энергия тиімділігі дәстүрлі сыртқы қозғалтқыштармен салыстырғанда

Электрлік жанарғы қозғалтқыш әр түрлі жылдамдықта жұмыс істеген кезде де шамамен 78-85 пайыз сапалы жұмыс істейді, бұл тек 25-40 пайыз сапалылыққа ие болатын ескі іштен жану қозғалтқыштарынан әлдеқайда артық. Бұл айырмашылық көбінесе бақылау жұмыстары кезінде кездесетін төменгі жылдамдықтағы жұмыс режимдерінде ерекше көрінеді. Дизельді қозғалтқыштар мұндай жағдайларда отынның шамамен үштен екі бөлігін жылу ретінде жоғалтады. Сонымен қатар, тікелей электрлік жетектер де бар. Олар механикалық жоғалтуларды азайтады, себебі трансмиссиялар қажет емес, бұл өзі 12-15 пайызға дейін сапалылықты үнемдейді. Қазіргі кезде көптеген адамдар осы жүйелерге көшуі түсінікті.

Толық күнделікті міндеттерді орындау үшін қашықтық пен энергия тығыздығы шектеулерін жеңу

Қазірдің өзінде көптеген батареялар теңіз жағалауынан 75 теңіз миль аумағындағы патрульдердің шамамен 90 пайызын қамтамасыз ете алады. Алайда, теңізде 100 теңіз мильден асқан ұзақ сапарлар жағдайында ток көзінің қуаты жеткіліксіз болғандықтан, мәселе күрделенеді. 2023 жылғы Safefly Aero компаниясының салалық есебіне сәйкес, отын құю мүмкіндігі болмайтын ұзақ ұшу міндеттері үшін көптеген операторлар әлі де гибридті орнатымдарды қажет етеді. Алдағы уақытта 2028 жыл шамасында әзірленіп жатқан жаңа қатты денелі аккумуляторлардың үлгілері энергия сыйымдылығын үш есе арттыруы мүмкін. Егер зерттеушілердің күткені орындалса, бұл үлгілер соңында дәстүрлі дизельді қайықтармен салыстырмалы қашықтыққа жетуі мүмкін, бірақ бұл технологияның барлық жерде кеңінен қолданылуына әлі бірнеше жыл қалды.

Үлкен масштабты электрлік патруль флотын іске қосуға дайындалған зарядтау инфрақұрылымы

Дүниежүзіндегі порттардың 15 пайызынан аз ғана шынымен жоғары қуатты 150 кВт-тан жоғары зарядтау орындары бар, бұл қайталап қызмет көрсетуді тездету үшін қажет. 2026 жыл шамасында шамамен 200 маңызды орында 500 кВт-тық тұрақты токты тез зарядтау қондырғыларын орнату туралы сөз болуда. Бұл жаңа станциялар көбінесе аккумуляторларды бір сағаттан кем уақыт ішінде 80 пайызға дейін зарядтай алады, ойланғанда бұл өте елеулі нәтиже. Алайда, процесті шектейтін нақты мәселе — бізде әлі де осындай зарядтау нүктелері жеткіліксіз. Инфрақұрылым жоқ болғандықтан, электрлі патруль қайықтарын кеңінен қабылдау бүкіл әлемдегі теңіз операциялары үшін үлкен қиындық туғызып отыр.

Толық электрлендіруге дейінгі көпір ретінде гибридті-электрлі патруль қайықтары

Гибридті-электрлі патруль қайықтары агенттіктер үшін практикалық өту жолын ұсынады электр жабайы скутер бірлескен жанармай қозғалтқыштарын электрлік қозғалыспен біріктіру арқылы гибридтер жүйелері зарядтау желілері нашар дамыған аймақтарда операциялық икемділікті сақтай отырып, тек қана дизельдік кемелерге қарағанда 25—40% төменгі шығарындыларға қол жеткізеді (Torreglosa және т.б., 2022).

Гибридті жүйелердің Көшіру кезінде Көміртек Шығарындыларын Қалай Азайтуы

Гибридті патруль қайықтарындағы шығарындыларды азайтудың үш негізгі технологиясы:

• Қайта қысқау арқылы тормозу жылдамдықты төмендету кезінде кинетикалық энергияның 15—20% қайта қалпына келтіреді
• Тек қана электрлік режим 12 түйіннен төменгі жылдамдықпен үндемесе, шығарындыларсыз жүруді мүмкіндік береді
• Өңдеу үшін зерттеу отын шығынын азайту үшін көздерді ауыстыруды оптимизациялайды

Сыртқы сынақтар осы ерекшеліктердің тұрақты патрульдеу кезінде жанармай қозғалтқышының жұмыс уақытын 60% дейін қысқартатынын көрсетті, бұл жағалаулық электрлендіру зерттеулерінде құжатталған.

Жергілікті деректер: Жағалаулық Гибридті-Электрлік Патруль Блоктарындағы Шығарындыларды Азайту

2023 жылғы 12 Еуропалық жағалаулық бірліктерді бағалау маңызды жақсаруларды көрсетті:

Жалпы саны 72% аз түйіршіктерді шығарады, мысалы, маржанды рифтер мен теңіз құстарының ұялары сияқты экологиялық тұрғыдан маңызды аймақтарда, жағалауға жақын кемелердің шығарындылары бойынша ЕО Жасыл келісімінің мақсаттарына сәйкес.

Электрлік реактивті қайықтарды қолдануды ынталандыратын нормативтік тенденциялар мен стимулдар

Теңіз қызметінің құрамындағы автопарк үшін нөлдік шығарынды стандарттарына әлемдік ұмтылыс

Бүгінде әлем бойынша реттеушілер патруль қайықтарының шығарындыларына қатысты шектеулерді күшейтуде. Халықаралық теңіз көлігі ұйымы (IMO) 2030 жылға дейін кемелердің шығарындыларын қырық пайызға дейін азайту мақсатын белгіледі. Өткен жылдан бері жағалауы бар он беске тән астам ел полиция қайықтарының белгілі бір пайызын дизель отынының орнына электр энергиясымен жұмыс істеуін талап етуде. Бұл барлығы теңізде тұрақты практиканы қамтамасыз етуге бағытталған Париж келісімімен белгіленген жалпы суретке сәйкес келеді. Электрмен жүретін кемелер қоршаған ортаны қорғау басты назарда болатын аймақтарға кірген кезде порттар салықтың төмендетілуі мен тез өңдеу уақытын ұсыну арқылы сәйкестікті ынталандырады.

ЕУ Жасыл келісімі мен ХТҰ нұсқаулықтарының патруль кемелерін сатып алуға әсері

ЕО Жасыл келісімінің «55-ке сай» инициативасы аясында бұл онжылдықтың соңына дейін теңіз көлігінің шығарындыларын 55% немесе одан да көбірек төмендету талабы бар, бұл табиғаттан ЕО елдерінің сатып алу таңдауына әсер етеді. 2023 жылғы Халықаралық теңіз ұйымының жаңа парниктік газдар стратегиясымен қосылып, біз приоритеттердегі елеулі өзгерісті байқаймыз. Еуропаның шамамен екі үштен (68%) теңіз органдары ескі патруль қайықтарын ауыстыру кезінде электрлік немесе гибридті нұсқаларды басымдық ретінде қарауға кірісті. 2024 жылғы қорғаныс шығындарының соңғы есептеріне қарағанда қызықты нәрсе айқындалды: ЕО-да жағалау қауіпсіздігіне бөлінген барлық қаражаттың шамамен жартысы (42%) қазіргі уақытта электрлік қозғалтқыш технологияларына жұмсалуда. Бұл жердегі басымдық тек шығарындыларды азайтуға ғана емес, сонымен қатар жануарлар әлемін қорғау маңызды мәселе болып табылатын аймақтарда осы құралдардың үндемей жұмыс істеуін қамтамасыз етуге бағытталған.

Электрлік теңіз қозғалтқышын енгізуге бағытталған агенттіктерге арналған қаржылық және саяси стимулдар

Жалпы қамтуды тездететін негізгі стимулдарға мыналар жатады:

• Салыққа қарсы қызметтер : G7 елдерінде электрлік патруль қайықтарын сатып алу шығындарының 35%-не дейін
• Инфрақұрылым бойынша гранттар : 2022 жылдан бері 23 ірі портта зарядтау станцияларын орнатуға арналған қаржыландыру
• Операциялық басымдық : Тығыз су жолдарында электрлік автопарк үшін күту уақытының қысқаруы

Норвегияның NOx Қоры сәтті саясат жүзеге асырудың мысалы болып табылады, ол 2021 жылдан бері сақшы қызметтерінің электрлік кемелерінің 60% шығынын өтейді және парктың 90% электрлендіру деңгейіне жетуіне мүмкіндік береді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Дәстүрлі дизельді қайықтармен салыстырғанда электрлік реактивті қайықтардың негізгі экологиялық артықшылықтары қандай?

Электрлік реактивті қайықтар шығаратын зиянды заттарды, соның ішінде NOx және CO2-ді қатты төмендетеді және отынның төгілу қаупі төмен, сонымен қатар суытқыш пен майлау материалдарын төгуі болмайды. Бұл оларды әсіресе сезімтал теңіз аймақтарында экологияға дос болып саналуына мүмкіндік береді.

Электрлік жет қайықтар мұхиттағы дыбыс ластануына қалай әсер етеді?

Электрлік жет қайықтары су астындағы дыбыс шығармайды, бұл теңіз тіршілігіне кедергі болатын деңгейдің төменінде жұмыс істейді және экологиялық пайда әкеледі.

Теңіз патрульдерінде электрлік жет қайықтарын қолдануға қандай қиындықтар кездесуде?

Лиманда зарядтау инфрақұрылымының жоқтығы мен ұзақ міндеттер үшін аккумулятор сыйымдылығының шектеулілігі – негізгі қиындықтар. Сонымен қатар, кезеңдік өту кезінде инфрақұрылымды кеңейтуге және гибридті жүйелерге үлкен инвестициялар қажет.

Электрлік теңіз қозғалтқышын қабылдаған агенттіктерге қаржылық стимулдар қолжетімді ме?

Иә, бірнеше елдерде салықтық жеңілдіктер, инфрақұрылымға гранттар және операциялық басымдықтар сияқты әртүрлі стимулдар қолжетімді, бұл теңіз операцияларында электрлік технологияларға өтуге көмектеседі.