Tutkitaan: Akkujen turvallisempaa käyttöä merenkulussa

Laivan liikutteluun käytetään potkureita niin laivan perässä kuin keulassa, ja nykyään tämä tapahtuu usein sähkön avulla, riippumatta siitä, miten sähkö aluksessa tuotetaan.

Kuten sähköautoissa ja sähkölentokoneissa, myös laivassa voidaan tänä päivänä käyttää akustoa joko ensisijaisena voimanlähteenä tai toissijaisena apuvoimanlähteenä liittämällä se laivan sähköjärjestelmään ja sähkömoottoreihin. Sähkömoottorit pyörittävät potkureita ja saavat aluksen liikkeelle.

Tämä kehitys mahdollistaa operoinnin jopa kokonaan ilman perinteistä polttomoottoria, mutta toistaiseksi akkujen suuri koko on rajoittanut täyssähköisen merenkulun koskemaan vain pienimpiä aluksia tai hyvin lyhytaikaista käyttöä. Täysin sähköllä kulkeva alus on jo kuitenkin ollut mahdollista ottaa käyttöön esim. lossiliikenteessä, jossa lyhyiden välimatkojen ansiosta akustoa on mahdollista ladata riittävän usein.

Laivojen oman akkujärjestelmän lisäksi aluksilla on tulevaisuudessa myös enenevässä määrin hybridi- ja sähköautoja kuljetuksessa, esim. Itämeren matkustaja-autolautoilla. Sähköautot siis muodostavat lisääntyneen riskin laivoilla akkupalojen lähteenä, mutta myös riskialttiina palon leviämisen kohteena.

Akkujen käyttötarkoitus alusten sähköjärjestelmässä voi erota paljonkin toisistaan

Perinteisesti alusten akkujärjestelmiä on tarvittu mm. varavoimajärjestelmänä normaalin sähköverkon rinnalle, varmistaen esim. navigointi-instrumenttien häiriöttömän toiminnan ja mahdollisten virtapiikkien tasaamisen. Uusissa aluksissa on tilanne kuitenkin nopeasti muuttumassa laajemmaksi, koko sähköverkon varmentamiseksi.

Nykyään, akkujen kehittyessä kiihtyvällä tahdilla, isoja litiumioniakustoja on alettu käyttää myös voimanlähteenä ja erilaisina yhdistelminä laivan muun tekniikan kanssa. Ympäristötietoisuus ja polttoaineiden hintojen nousu ohjaavat entistä hiilineutraalimpien ratkaisujen kehittelyyn ja integrointikokeiluihin aluksilla. Tilaajan tavoitteena on päästä laivan operoinnissa mahdollisimman ympäristöystävälliseen ja energiataloudelliseen kulkuun, siellä missä halutaan ja milloin halutaan.

Vaikka luokituslaitokset tarjoavatkin ohjeistusta ja määräyksiä aluksen akkujärjestelmien asennukseen, on tieto keskittynyt käyttöä edeltävään ajanjaksoon. Sen sijaan tutkimustieto liittyen asennuksen jälkeen huomiota vaativiin kohteisiin ja aihealueisiin laivoissa puuttuu niin kansallisesti kuin kansainvälisesti.

AlusAkku-tutkimus keskittyy puuttuvan tiedon keräämiseen

AlusAkku-projektissa tutkitaan 1) alusten akkujärjestelmien nykytilannetta, sähkötekniikkaa ja operointia, 2) akkujärjestelmien teknisiä ja operatiivisia riskejä ja niiden hallintamahdollisuuksia, 3) huoltotoimenpiteiden keskeisiä kohteita 4) sähköautojen tuomaa lisäriskiä ja mahdollisuuksia hallita riskejä.

Tutkimuksessa keskitytään tiedon keräämiseen mm. akkujärjestelmien koko elinkaaren aikaisesta sähköturvallisuudesta, toiminnasta häiriötilanteissa sekä huoltotilanteisiin tarvittavasta osaamisesta. Tietoa näistä aiheista ei ole juurikaan ollut tarjolla, esim. laivatulipalotilanteista ei ole tutkimustietoa. Puutteita on myös käytännön osaamisessa: miten sähköautojen kuljetuksen eri vaiheiden merkitystä voidaan arvioida riskinäkökulmasta, tai miten hallita ja sammuttaa akkutulipalo.

Tutkimuksen hyödynnettävyys luo pohjaa turvallisuuden parantamiselle alusten akkutulipaloissa

Uuden akkuteknologian kehittymisen myötä moni asia ratkennee ajallaan, mutta ajankohtaisuutensa takia on käyttöajan turvallisuuden parantamisen näkökulma ollut AlusAkun tiedonkeruussa vahvasti läsnä. Tutkimustulokset mahdollistavat kerätyn tiedon hyödynnettävyyden mm. akkutulipalojen erityispiirteiden huomioimisessa, sammuttamisessa ja ennaltaehkäisyssä.

Koska varustamoilla ei juurikaan ole tutkimustietoa tai ohjeistusta akkujen vikatilanteiden ja tulipalojen käsittelyyn, on havaittu tarvetta jo yleiselle akkutiedon lisäämiselle, kuten eri akkujen valmistuksessa käytettävien materiaalien ominaisuuksista eri tilanteissa, niiden eduista ja riskeistä.

Tutkimustietoa voidaan hyödyntää laiva- ja satamaorganisaatioiden henkilöstön tiedon lisäämisessä litiumioniakustojen käsittelyyn liittyvien riskien osalta. AlusAkun tutkimustulokset ovatkin alkusysäys jatkotutkimuksille aiheesta, joka yleistyessään koskettaa nopeasti aina vain suurempaa ihmisryhmää ja heidän turvallisuuttaan laivoilla ja satamissa.

Tiesitkö tämän? 

• Suomessa ja Satakunnassa on erikoistuttu haastavien ja korkean teknologian matkustaja-alusten rakentamiseen, esimerkkinä tutkimuksessa pilottikohteena käytetty Wasaline Aurora Botnia, joka toimii LNG/biokaasu/dieselyhdistelmällä ja litiumakkujärjestelmällä. Aluksesta tulikin valmistuttuaan maailman ympäristöystävällisin laiva ja se rakennettiin Clean Design -luokan määräysten mukaisesti.
• Sähköautojen pitkä varastointiaika satama-alueella/terminaalissa edellyttää myös latausinfran rakentamista alueelle.
• Vaurioituneen/kolaroidun sähköauton kuljettaminen maalla/merellä vaatii erityistoimenpiteitä turvallisuuden varmistamiseksi.