Stærri skrúfa og hljóðlátari skip geta sparað milljarða

Skipatæknifræðingarnir hjá Verkfræðistofnunni Skipasýn sf. telja að með tveimur tiltölulega einföldum aðferðum megi spara allt að 50% í olíunotkun íslenzkra fiskiskipa sem stunda togveiðar. Það eru gífurlegar fjárhæðir því fiskiskipaflotinn notar um 300 milljónir lítra á ári af olíu og ver til þess um ellefu milljörðum króna miðað við almennt verð á flotaolíu um þessar mundir.

Sparnaðurinn gæti því numið milljörðum króna, þegar nauðsynlegar breytingar væru um garð gengnar, en vissulega kemur töluverður kostnaður á móti til að byrja með.

Þessi þekking þeirra hefur svo leitt til viðamikilla verkefna Skipasýnar fyrir kanadísk sjávarútvegsfyrirtæki og hafa verkefni fyrir nokkur önnur íslenzk fyrirtæki fylgt í kjölfarið.

Þetta eru þeir Kristinn Halldórsson og Sævar Birgisson. "Við erum með tvö verkefni fyrir Kanadamenn núna," segja þeir. "Annað er 67 metra langt frystiskip, Newfoundland Lynx, sem Fishery Products er að endurbyggja í Póllandi. Hitt er gríðarlega spennandi mál, en það er 74 metra langt kúfiskveiðiskip, sem hitt stóra kanadíska fyrirtækið, Clearwater, lætur smíða á Tævan.

Skipið sem verið er að breyta í Póllandi fyrir Fishery Products, Newfoundland Lynx, á tvö systurskip hér á landi, Þór og Sléttbak.

Þau voru höfð til hliðsjónar við breytingarnar, skipið var keypt hálf smíðað af gjaldþrota skipasmíðastöð í Danmörku. Ákveðið var að lengja það um tíu metra og mjög fljótlega komust menn að þeirri niðurstöðu að bæði skrúfa og stýri væru of lítil.

Þegar fyrir lá hver ávinningurinn af þessum breytingum væri brugðust Kanadamennirnir skjótt við. Skrúf an var stækkuð úr þremur og hálfum metra upp í fjóra metra. Vélaraflið var ekki aukið, en snúningshraði skrúfunnar færður niður. Vonir standa til þess að hann verði sparneytnari og með meiri spyrnu en hin skipin, með betri stýriseiginleika og meiri sjóhæfni vegna þess að hann er lengri.

19 metra breitt kúfiskskip

Kúfiskskipið var upphaflega norskt verkefni sem hætt var við og við höfum verið að vinna í því undanfarið ár. Við endurhönnuðum þetta skip, skrokkinn sjálfan, en Kanadamennirnir hafa hannað fyrirkomulagið um borð. Þetta er mjög merkilegt skip fyrir þær sakir að það er heilir nítján metrar á breidd, en togarar af svipaðri lengd hér eru yf irleitt ekki nema fjórtán metrar á breidd. Skipið verður fyrst í heiminum til að draga þrjá skelplóga samtímis, fimm metra breiða og tíu metra langa. Plógarnir eru hífðir á tíu mínútna fresti. Vindubúnaðurinn til þess er hannaður af enn einu íslenzku fyrirtæki, Naust Marine.

Þegar plógarnir eru hífðir fara þeir inn á sérstaka sleða, sem hvolfa skelinni úr þeim, og það er útbúnaður sem er hannaður í samvinnu við Clearwater, Triplex í Noregi og Skipasýn.

Skelinni er hellt niður í móttöku og þar er beitt alveg nýrri tækni til að losa fiskinn úr skelinni án þess að hita hana. Þessi aðferðskilar betri vöru og mun meiri nýtingu. Fiskurinn er síðan hreinsaður og frystur um borð í afar fullkomnum búnaði, en skipið er alls með fjögur heil þilför, þar af tvö fyrir vinnsluna.

Það er gífurlegur kostnaður við að smíða svona skip og búa það tækjum og tólum, líklega skiptir hann nokkrum milljörðum króna.

Íslenzk þekking

Það eru Íslendingar í lykilstöðum hjá báðum stóru kanadísku fyrir tækjunum, sem hefur þau áhrif að fyrirtækin leita til Íslands eftir þekkingu. Þetta stóra kúfiskskip er hannað í samvinnu Skipasýnar og Clearwater, Navís Fengur mun hins vegar vinna mikið af teikningum og öðrum tæknilegum gögnum fyrir skipasmíðastöðina sem smíðar skipið. Þá hefur Marorka aðhæft aflkerfi skipsins og vindur og stýrikerfi fyrir það eru frá Naust Marine. Auk þess hafa fyrirtæki eins og 3X Stál á Ísafirði og Skaginn verið að vinna mjög mikið fyrir þessi fyrirtæki. Það er ýmislegt fleira að gerast og við erum að vinna með Clearwater í skipi til veiða á hörpuskel og margt fleira er í pípunum."

Hvað vinnst með breiðari skipum?

"Við kynntum á sjávarútvegssýningunni 1999 hugmyndir um sérstaklega breiða skipsskrokka. Við töldum skynsamlegt fyrir margra hluta sakir að hafa skipin breiðari en almennt tíðkaðist. Með því fæst meira rými, stöðugleiki verður meiri og veltitíminn verður mun lengri en á mjórri skipum, en hægari velta gerir alla vinnuaðstöðu um borð betri.

Á hinn bóginn hefur því verið haldið fram að svona breið skip gangi minna. Þetta er hins vegar ekki svona einfalt. Það er vel hægt að láta svona breið skip ganga mjög vel.

Allir skrokkstuðlar verða mjög hagstæðir á svona breiðu skipi, lítil eða engin þörf verður fyrir ballest, sem gerir skipið léttara, og fleira mætti telja, sem er breiðu skipunum í vil þegar kemur að ganghraðanum.

Nýja Clearwater-skipið nær t.d. 16 mílna gangi á 5.000 kW afli, jafnvel þótt það sé 4.600 tonn að þyngd.

Sambærilegt skip sem áður hafði verið hannað fyrir þessar veiðar og var mun mjórra náði ekki nema 13,5 mílna gangi á þessu sama afli. Við teiknuðum rannsóknaskipið Árna Friðriksson frá grunni og þar fengum við óhemjumikla reynslu. Það skip er að mörgu leyti mjög merkilegt skip, meðal annars vegna þess hve létt er að drífa það áfram og svo er það líklega heimsins hljóðlátasta skip. Þessi reynsla hefur nýtzt okkur mjög vel."

Enginn sérstakur galdur

Hvernig er þessum ganghraða náð?

"Það er í raun enginn sérstakur galdur að ná þessum ganghraða á breiðu skipin. Það er bara skipatæknifræði og skynsemi. Það er ekkert af því sem við erum að nýta okkur við hönnun þessara skipa nýtt undir sólinni. Við erum bara að nýta okkur þekkingu sem til staðar er og hefur verið til staðar í marga ára tugi. Einn af þessum hlutum, þótt það skipti reyndar mestu máli fyrir skip á togveiðum, er skipskrúfan.

Staðreyndin er sú að þegar skip er drifið áfram tapast langmesta orkan í skrúfunni. Skrúfan nýtir ekki nema 20 til 60% þeirrar orku sem sett er út á hana. Í allri sinni einfeldni snýst þetta mest um það að skrúfurnar eiga að vera eins stórar og mögulegt er. Og þá snýst þetta um það að hanna skipið þannig að það geti verið með mjög stóra skrúfu, en þá nýtist orkan betur. Í því ljósi verður skrúfan á kúfiskskipinu fimm metrar í þvermál.

Með því að nota stærri skrúfur á skipin sem stunda togveiðar má ná fram miklum olíusparnaði. Stærstu skrúfurnar á íslenzkum skipum eru fjórir metrar í þvermál, en flest stóru og aflmiklu skipin hafa 3 til 3,5 m skrúfur. Það mætti spara gífurlegar fjárhæðir með því að stækka þær.

Það má taka dæmi af kolmunnaveiðunum, þar sem skipin þurfa mikla orku til að draga veiðarfærin á til tölulega miklum hraða. Það væri auðvelt að spara 30% þeirrar orku sem nú er notuð og sennilega hægt að ná allt að 40% sparnaði. Skipin sem eru á þessum veiðum eru flest endurbyggð skip og ekki byggð í þessar veiðar. Það er búið að setja í þau feikilega stórar vélar og skrúfurnar eru 3 til 3,5 m í þvermál, en ættu að vera fimm til sex metrar ef allt væri eðlilegt. Þessar litlu skrúfur nýta aðeins um 25 til 30% af aflinu sem sett er í þær þegar skipið er á togi.

Sé tekið dæmi um skip sem er með 3.000 kílówatta afl sem er um 4.000 hestöfl, svona þokkalegan togara, þá næst svona 55 tonna spyrna með 3 metra skrúfu, 65 tonn með 4 metra skrúfu og 75 tonn með 5 metra skrúfu. Það er sem sagt 20 tonna mismunur á 3 metra skrúfunni og 5 metra skrúfunni, eða 30 til 40% mismunur . Flest kolmunnaskipin eru með meira en 3.000 kW vélar, sem enn eykur á þörfina fyrir stóra skrúfu. Það er þarna sem peningarnir liggja.

Sjálfskipaðir sérfræðingar

Það hafa löngum verið viðloðandi skipabransann okkar sjálfskipaðir sérfræðingar í þessum skrúfumálum. Það hafa gengið hér um menn sem hafa talið mönnum trú um bókstaflega alls konar vitleysu varðandi skipskrúfurnar, þessir menn hafa hrært og ruglað saman ólíklegustu hlutum. Meðal annars hafa menn verið að halda því fram að það sé alveg ástæðulaust að stækka skrúf urnar í meira en fjóra metra. Upp úr 1970, þegar skuttogararnir fóru að koma til landsins, sögðu norsku skipasmiðirnir að tveggja metra skrúfa væri alveg nóg, enda passaði sú skrúfa fyrir 375 snúninga Wichmann-vélarnar. Fyrir vikið var allur norsksmíðaði skipaflotinn sem hingað kom um þær mundir með tveggja metra skrúfu. Það má heita að innan tíu ára hafi öll þessi skip farið í skrúfuskipti og fengið þriggja metra skrúfu. Núna finnst okkur stundum að þetta séu sömu mennirnir sem segja að fjórir metrar séu hámarkið. Það er langt frá því að vera rétt. Það einasta sem á að takmarka skrúfustærð á skipi er dýpið í höfninni, sem það þarf að nota. Lengra verður ekki komizt. Flestar hafnir leyfa átta metra djúpristu og því ættu flest skip að geta verið með skrúfur sem eru á milli fimm og sex metrar.

Það sem skiptir máli núna er að menn átti sig á þessum staðreyndum og gæti þess að minnsta kosti við nýsmíðar á togskipum, að hafa skrúfuna stóra. Kanadamennirnir hafa áttað sig á þessari sparnaðarleið.

Þeir eru tilbúnir til að leggja mikla peninga í að rannsaka hvað geti borgað sig að gera og hvað ekki."

Það þarf að minnka hávaðann

Hvað með hávaða frá skipunum? Er hægt að minnka hann og borgar það sig?

"Það er ýmislegt sem við Íslendingar þurfum að rannsaka miklu betur. Eitt af því er hávaðinn sem kemur frá skipunum. Nú er lag til að rannsaka hvaða áhrif hávaðinn frá skipi hefur á veiðihæfni þess, því nú höfum við Árna Friðriksson til þess.

Það virðist alveg ljóst að hávaðinn hefur veruleg áhrif á veiðar á uppsjávarfiski og væntanlega líka á botnfiskveiðar. Fiskitorfan fælist skipið og sundrast en gengur síðan saman aftur aftan við það og gengur þá vonandi inn í trollið sem er nokkuð langt aftan við skipið, en getur þó lent alveg utan við það. Til að ná sem beztum árangri eru skipin með eins stór veiðarfæri og mögulegt er. Væri hávaðinn hins vegar miklu minni, kannski það lítill að torfan sundraðist ekki, þyrftu skipin miklu minni veiðarfæri til að ná sama árangri eða betri. Við það sparast ekki bara í veiðarfærakostnaði heldur miklar upphæðir í olíukostnað því það er miklu léttara að draga minna trollið.

Hafrannsóknastofnun notaði Árna Friðriksson við togararallið fyrst eftir að hann var tilbúinn til rannsókna. Hann togaði þá á eftir Páli Pálssyni með sams konar troll á sömu slóðum á fjölmörgum togstöðvum. Samkvæmt því sem fram hefur komið frá Hafró fékk Árni mun meiri afla en Páll. Árni er mjög hljóðlátur, er það ástæðan? Í öllu falli er nauðsynlegt að fá úr því skorið hvað orsakar það að meira kom í trollið hjá Árna en hjá Páli.

Stórmál

Það er stórmál fyrir íslenzka útgerð, ef það reynist eins og svo sannarlega virðist, að hægt sé að auka aflann með hljóðlátari skipum um kannski 10 til 15%. Það þýðir í raun að hægt er að draga úr orkunotkun um 10 til 15% við að ná sama afla. Okkur finnst nauðsynlegt að Árni Friðriksson sé nýttur í að skoða þetta. Hann hefur aflið til þess að draga stór veiðarfæri og er eitt hljóðlátasta skip í heimi.

Þarna erum við komnir með tvær leiðir til að spara gífurlega í olíunotkun; það er stærri skrúfa og hljóðlátari skip, og hvort tveggja er auðvelt að gera. Sparnaðurinn gæti numið allt að 50%, sem er ekkert smáræði, sérstaklega þegar olían er svona dýr. Að þessu verða menn að huga við nýsmíði í framtíðinni. Þetta getur verið nokkuð dýrt, en menn verða að velta því fyrir sér hvað fæst á móti," segja þeir Sævar og Kristinn.