السفن الهجينة والفائقة التوصيل. الابتكار موجود، والآن حان دور الاختبارات

في شهر مايو، عُقد في بروكسل الحدث الختامي لبرنامج «أفق أوروبا» المخصص لأنظمة تخزين الطاقة المتطورة للنقل البحري الخالي من الانبعاثات. أسماء المشاريع غامضة، مثل V-ACCESS وAENEAS وNEMOSHIP وPOSEIDON، لكن النهج المتبع مثير للاهتمام لأنه يضع التقنيات «في منافسة» من أجل الوصول إلى الهدف النهائي المتمثل في «بدء التشغيل».

تشير الأرقام إلى أن هذه المشاريع تمثل حتى الآن استثمارًا أوروبيًا يتجاوز 20 مليون، والأهم من ذلك أنها تضم 50 مؤسسة بحثية وجامعة وشركة صناعية، منها العديد من المؤسسات الإيطالية، التي تتراوح أنشطتها بين بناء السفن والتكنولوجيا مروراً بعمليات الاعتماد. ففي مشروع V-Access، على سبيل المثال، تشارك كل من Fincantieri، وRina وASG Superconductors، ولكن هناك أيضًا شركات رائدة في القطاع من شمال أوروبا مثل Vard (الشركة النرويجية التابعة لـ Fincantieri) المتخصصة في السفن عالية التقنية، بالإضافة إلى Skeleton، وهي شركة إستونية موردة لأنظمة التخزين. وبمجرد تحديد هذه التقنيات وتطويرها، فمن البديهي، بالنظر إلى أرقام قطاع الشحن البحري، أن تكون هناك آفاق لسلسلة صناعية مبتكرة توفر فرص عمل للشركات والمهنيين الجدد في هذا القطاع. أصبحت السفن الآن كهربائية إلى درجة كبيرة، لدرجة أنه ظهرت مؤخرًا وظيفة «ضابط الكهرباء»: وهو دور لم يعد بإمكان ضباط الآلات وحدهم توليه.

يتم نقل أكثر من 80% من البضائع المتداولة على مستوى العالم عن طريق البحر، وبلغت القيمة الإجمالية للتجارة المرتبطة بالاقتصاد البحري 2,2 تريليون دولار في عام 2023، وفقًا لبيانات الأونكتاد. وإذا ما نظرنا إلى منطقة البحر الأبيض المتوسط، نجد أن الأسباب الاقتصادية والاستراتيجية تشكل جزءًا من هذه الأرقام، لكن الأسباب الاستراتيجية ربما تكون أكثر أهمية. فكيف يمكن التوفيق بين الحاجة إلى خفض الانبعاثات – حيث يتسبب قطاع النقل البحري في حوالي 2,9% من الانبعاثات العالمية – دون الإضرار بالتجارة والنظام الاقتصادي والموانئ، فضلاً عن القطاعات المرتبطة بها؟

أحد السبل هو عدم التركيز على البطاريات وحدها — حيث إن المنافسة الآسيوية متقدمة جدًّا في هذا المجال — بل التركيز أيضًا على تطوير أنظمة تخزين الطاقة القادرة على تحقيق كهربة الأساطيل البحرية بشكل ملموس. وهناك سببان وجيهان لذلك: الأول هو أن البطاريات، مهما كانت متطورة، تواجه أزمة عند الحاجة إلى «الحمولة الكاملة»، وهي حالة متكررة في العديد من أنواع السفن. والثاني هو أننا في هذا القطاع، في أوروبا وإيطاليا، لدينا دور نلعبه من خلال الشركات الكبرى والشركات الصغيرة والمتوسطة. وقد شدد جاب جيبراد، الأمين العام لمنصة «Waterborne Technology Platform»، على أهمية التعاون قائلاً: «من الضروري اتباع نهج مشترك ومنسق لضمان الانتقال نحو قطاع ملاحة تنافسي ومرن ومستدام، من خلال تجميع الموارد العامة والخاصة».

في حين يؤكد جورجيو سوليجوي، الأستاذ المتفرغ في أنظمة الطاقة الكهربائية ومدير قسم الهندسة والعمارة بجامعة تريستي، وكذلك المنظم والمتحدث الرسمي باسم V-ACCESS، أن «الابتكارات موجودة بالفعل، والآن يجب أن تنضج حتى تصل إلى مستوى قريب من التصنيع». تعمل التقنيات التي يقترحها المشروع على تطوير أنظمة هجينة تجمع بين البطاريات التقليدية والمكثفات الفائقة وSMES فائقة التوصيل، والتي تستخدم، في هذه الحالة بالذات، تقنية ثنائي بوريد المغنيسيوم -MgB2. يتم تصميم هذه الأنظمة وإنتاجها من قبل شركة ASG Superconductors، وهي شركة مملوكة لعائلة مالاكالزا سبق لها أن زودت واختبرت هذه التكنولوجيا في منظمة CERN، ومؤخرًا، حددت مجلة «نيتشر» هذا الموصل الفائق بالذات، الذي يعمل عند درجات حرارة أقل برودة وبالتالي أكثر قابلية للتحكم في التطبيقات «الصناعية»، باعتباره تقنية مثالية لنقل الطاقة. وبالعودة إلى مشروع V-Access، تم دمج أنظمة التخزين الهجينة هذه في «شبكة صغيرة» تحاكي الشبكة البحرية التي تعمل بالتيار المستمر، والتي تمثل المعيار الجديد الذي يبدو أن الشبكات الكهربائية الأوروبية تتجه إليه أيضًا. وقد تم اختبار المركب الفائق التوصيل، القادر على إطلاق الطاقة وإعادة شحنها بسرعة كبيرة دون التعرض لمشاكل الشحن الكامل أو التفريغ الكامل، بنجاح في مركز «إيتيف» (Etef) في تريست، حيث تمت محاكاة الظروف الدقيقة السائدة على متن السفينة. ويتمثل الهدف في دعم البطاريات في إدارة الحالات الانتقالية وذروات الطاقة، مما يضمن استقرار وكفاءة الشبكة على متن السفينة، وقد تحققت نتائج مهمة: تم تحديد 7 أنواع من السفن وتطوير 3 حالات استخدام كاملة، مع أنظمة تم التحقق من كفاءتها التي تتجاوز 90–95% وتخفيضات في الانبعاثات التشغيلية تصل إلى -36% في الحالات الأكثر استهلاكًا للطاقة. وبالتالي، أدت ثلاث سنوات من العمل إلى الارتقاء بتقنيات كانت في السابق مجرد أفكار على الورق أو بعيدة عن عالم الشحن البحري إلى مستوى TRL (مستوى الجاهزية التكنولوجية، وهو مؤشر يحدد نضج الاقتراح التكنولوجي على مقياس من 1 إلى 10) يبلغ حوالي 5-6.