Elektrisk fartygsdrift

[dr Cassandra Nojdh]

Något svar på frågan har Enceladus-kollektivet i likaledes vanlig ordning inte, utan viftar bara undan den som "förlegade uppfattningar".

China Zorrilla: How The World’s Largest Electric Ferry Changes Maritime Electrification

The choice of route between Argentina and Uruguay is noteworthy. The ferry will operate across the Río de la Plata, covering approximately 100 nautical miles (185 km) one way, a journey well suited to electrification given current battery technology capabilities. The Río de la Plata is a vast, estuarine waterway formed by the confluence of the Paraná and Uruguay rivers, creating a natural border between Argentina and Uruguay and serving as a vital shipping and transportation route for both countries.

[...]

At 130 meters in length and 32 meters in width spanning its twin hulls, the China Zorrilla is built from aluminum to reduce overall weight, a critical consideration in electric ferry design. Its size positions it firmly within the large-scale commercial ferry category, capable of carrying up to 2,100 passengers and approximately 225 cars per crossing. This capacity is notable, as many existing electric ferries are smaller and service shorter routes. The vessel’s ability to maintain this passenger and vehicle volume with zero direct emissions underscores the technological advancement represented by this deployment.

Central to the ferry’s groundbreaking capabilities is its massive 40 MWh battery system supplied by Corvus Energy and Wärtsilä. This represents a dramatic leap beyond previous electric ferries like Norway’s pioneering Ampere, which operates on just over 1 MWh, and other medium-scale vessels that typically range between 3 and 5 MWh. The scale of the China Zorrilla’s battery installation required significant advancements in marine battery technology, thermal management systems, and energy density improvements, as well as specialized integration for high-capacity maritime propulsion systems. Powering the ferry’s electric propulsion is a multi-megawatt, eight electric waterjet propulsor configuration, leveraging a direct-drive approach to minimize transmission losses and further enhance efficiency.

Avståndet mellan Nynäshamn och Visby är knappt 150 km. Världens största elfärja China Zorilla klarar 185 km på en laddning. Batterikapaciteten är 40 MWh, vilket motsvarar 200 ton i batterivikt. CleanTechnica jämför med världens första elfärja Ampere. Den australiska tillverkaren Incat minskade skrovets vikt genom att bygga i aluminium. Banbrytande Incat har också byggtvärldens snabbaste färja Francisco, men den drivs med flytande fossilgas (LNG). Är skribenten nöjd?

Jag är sällan nöjd med propagandakollektivet "Enceladus" sakuppgifter. Varifrån kommer uppgiften 200 ton? Alla källor uppger att battervikten för färjan China Zorilla (som alltså inte har något med den kinesiska kommunistdiktaturen att göra - China Zorrilla (1922-2014) var en skådespelerska, regissör och producent från Uruguay) till mer än 250 ton och det totala energilagret till 43 MWh https://www.shippax.com/en/news/incat-l ... -ship.aspx

Batterilagret uppges vara Norsk-kanadensiska Corvus Energy's Dolphin NxtGen Energy, med en angiven energitäthet på 163 Wh/kg https://issuu.com/corvusenergy/docs/cor ... re_jan2025 Det stämmer hyggligt med en total battervikt på > 250 ton.

Inte särskilt imponerande, min skoter har ungefär 140 Wh/kg. Det totala motoreffekten för färjans 8 motorer vill Wärtsilä tydligen inte uppge. Som jämförelse kan nämnas att huvudmaskineriet i Gotlandsbolagets moderna färjor uppges ha en effekt på ~40-50 MW. Men de är för all del inte katamaraner utan konventionella enkelskrovsbåtar, byggda av den kinesiska kommunistdiktaturen.

Undrar hur China Zorilla ska transporteras från varvet på Tasmanien till Montevideo i Uruguay? Där räcker 43 MWh inte långt.

[Enceladus]

Jag är sällan nöjd med propagandakollektivet "Enceladus" sakuppgifter. Varifrån kommer uppgiften 200 ton? Alla källor uppger att battervikten för färjan China Zorilla (som alltså inte har något med den kinesiska kommunistdiktaturen att göra - China Zorrilla (1922-2014) var en skådespelerska, regissör och producent från Uruguay) till mer än 250 ton och det totala energilagret till 43 MWh https://www.shippax.com/en/news/incat-l ... -ship.aspx

Ja, miljötekniksajten CleanTechnica är inte KKP:s propagandaorgan. Uppgiften om 200 ton var faktiskt en uppskattning baserad på tio års teknikutveckling:

Det australiska företaget Incat har börjat bygga en 130 meter lång bil- och passagerarfärja åt ett sydamerikanskt rederi. Den kommer att utrustas med ett lättviktsbatteripaket som är 40 gånger större än det på norska pionjärfartyget MF Ampere.

[...]

Det räcker inte långt i jämförelse med den katamaranfärja på 130 meter som Incat Tasmania ska leverera år 2025: Den får fyra batterifack som vart och ett utrustas med batterier på 10 MWh. Men en sak har de båda färjorna gemensamt: Batterierna levereras av norska Corvus Energy.

Marknadschef Halvard Hauso har arbetat med utvecklingen av batteriteknik hos Corvus i många år. Han anser att man nu har tagit ett stort steg framåt med en ny typ av lättviktsbatterier.

Det norska pionjärfartyget Ampere har en batterivikt på 10 ton, och jag räknade kallt med att Corvus hade lyckats dubblera energitätheten under dessa tio år:

Siemens cites differences in the building process from many electric vehicles, saying the emission-free ferry was formed from the ground up. The ferry is 80 meters long and 20 meters wide. With a svelte catamaran hull, quite lightweight and made of aluminum, the vessel features an all-electric powertrain, with two electric motors with 450 kilowatts of output each. Steel is ordinarily used in shipbuilding. Thus, the ferry is just half as heavy as a conventional ferry — even with its 10-ton batteries and a capacity for 360 passengers and 120 vehicles. Doubling the lifetime of the hull, the aluminum hull also leaves behind the maintenance required of a steel hull.

Uppskattningen var kanske lite för optimistisk, men ändå inte helt orimlig. Notera dock att världens första elfärja också är en katamaran med aluminiumskrov.

Undrar hur China Zorilla ska transporteras från varvet på Tasmanien till Montevideo i Uruguay? Där räcker 43 MWh inte långt.

Svaret finns naturligtvis på sociala medier:

Once sea trials are successfully completed, Hull 096 will be transported from Hobart’s River Derwent to South America aboard a heavy lift ship. These specialised vessels are designed to carry massive cargo across long distances. The heavy lift ship will submerge its deck, allowing Hull 096 to be carefully maneuvered into position. Once secured, the ship will pump out ballast water to lift Hull 096 out of the water. At an average speed of 10 knots, the journey will take approximately 25 days.

[dr Cassandra Nojdh]

Rena gissningarna, andra ord. Bra om man bygger under sina påståenden lite mer än så. Uppgifterna var allmänt tillgängliga och inte alls svåra att få tag på.

Att bygga katamaranfärjor i aluminium är iofs. inte ovanligt, ex. Bornholmslinjens Express 5 (se vidare nedan). China Zorilla var urspungligen tänkt att drivas fram i över 40 knop, med någon form av förbränningsmotorer (kanske gasturbiner, men mera troligt dieselmotorer), övergången till eldrift tvingade fram en sänkning till föregivna 25 knop.

Katamaraner har ju den egenskapen att vara ganska rörliga i sjögång, även om detta minskar med ökande fartygsstorlek. Exempel var det förra var Gotlandsbolagets katamaran "Patricia Olivia" som av resenärerna döptes om till "Kräklingbo" (en ort på Gotland). Men Gotlandsbolaget verkar inte vara riktigt piggt på eldrift.

Bornholmslinjen (Ystad-Rønne) har en katamaranfärja - Express 1 - (byggd av samma varv) som är bara något mindre än China Zorilla. Den har en maskineffekt på ~36 MW och en toppfart på 36 knop. Både den och den nyare Express 5 har visat sig ha problem i hamn och har sammanstött med kajer och annat åtskilliga gånger. Katamaraner utgör betydande vindfång.

Och nä, den här gånger var CleanTechnica inte hantlangare åt den kinesiska kommunistdiktaturen

[dr Cassandra Nojdh]

Undrar hur China Zorilla ska transporteras från varvet på Tasmanien till Montevideo i Uruguay? Där räcker 43 MWh inte långt.

Svaret finns naturligtvis på sociala medier:

Once sea trials are successfully completed, Hull 096 will be transported from Hobart’s River Derwent to South America aboard a heavy lift ship. These specialised vessels are designed to carry massive cargo across long distances. The heavy lift ship will submerge its deck, allowing Hull 096 to be carefully maneuvered into position. Once secured, the ship will pump out ballast water to lift Hull 096 out of the water. At an average speed of 10 knots, the journey will take approximately 25 days.

Frågan var mest retorisk, det är inget jag intresserar mig för egentligen. Men man kan jämföra med Stockholms Slussbro (även kallad Guldbron, 140 x 45 m.) som transporterades till Stockholm i ett stycke med det groteska, oformligt stora kinesiska transportfartyget M/S Zhen Hua 33, där bron sjösattes på motsvarande sätt som beskrivs ovan (jmfr. China Zorilla ~130 x 32m) efter att ha anlänt 11/3 2020


Lätt som en plätt

Så den kinesiska kommunistdiktaturen kommer man inte undan så lätt. Shanghai Zhenhua Shipping erbjuder säkert sina transporttjänster, även om Buquebus gjorde misstaget att inte låta tillverka färjan hos kommunistdiktaturen, namnet till trots.

Nästa retoriska fråga är om man ska försöka runda Kap Horn eller krångla sig igenom Panamakanalen? När Guldbron levererades gick färden förstås genom Suezkanalen. Det var blåsigt så det räckte på Biscaya ändå, den denna förfärliga pandemivår.

[dr Cassandra Nojdh]

Avståndet mellan Nynäshamn och Visby är knappt 150 km. Världens största elfärja China Zorilla klarar 185 km på en laddning. Batterikapaciteten är 40 MWh, vilket motsvarar 200 ton i batterivikt. CleanTechnica jämför med världens första elfärja Ampere. Den australiska tillverkaren Incat minskade skrovets vikt genom att bygga i aluminium. Banbrytande Incat har också byggt världens snabbaste färja Francisco, men den drivs med flytande fossilgas (LNG). Är skribenten nöjd?

Nej, jag är inte alls nöjd med de uppgifter propagandakollektivet "Enceladus" okritiskt vidarebefordrar från artikeln i CleanTechnica. Det är nämligen en hel del som inte stämmer. Först gäller det distansen mellan Buenos Aires och Montevideo, och artikelförfattaren Michael Barnard erkänner att han bara mätt ur fågelvägen mellan städerna.

• Q:Peter Robins: Where do you get the distance from, Michael? It looks like this ship will run the Montevideo-Buenos Aires route, which is around 200km by crow, but ferries can't go in a straight line, and a search gives me various distances from 240-270km. This is way longer than any other planned battery-powered crossing I'm aware of. There are for example plans for Tarifa-Tangier (around 35km), and Dover-Calais (some 60km) should be rolling out by 2030. The other plans connecting Britain and France are hybrid ferries.
• A: Michael Barnard:I agree, but public sources provided the distance and then I crow flied it on Google Maps. Imperfect, but I wasn't fussed as it's still the biggest, longest range electric ferry by a ways.
• Q:Rico: I'd like to know what is the expected average transit time and speed?
• A:Michael Barnard: For its regular route, 90 minutes and 25 knots.

Distansen varierar också en del med vilken hamn som anlöps i Buenos Aires. Jag har mätt från Buquebus terminaler i båda städerna, och sedan följt de på Google maps angivna seglingslederna (i brist på sjökort över Rio de La Plata) och kommit fram till en distans på 208 km eller 112 nautiska mil. Med 25 knops fart tar denna distans omkring 4 tim och 30 min att tillryggalägga (i praktiken mer eftersom fartyget inte kör i 25 knop hela tiden). För att energiförrådet på 43 MWh ska räcka under den tiden kan huvudmaskineriet inte utveckla mer än ca. 9 MW motoreffekt (med hänsyn till övrig förbrukning ombord), i realiteten mindre eftersom man inte kan urladda en batteribank helt. Jag ställer mig frågande till om det överhuvud taget går att driva fram ett så stort fartyg i öppen sjö i 25 knop, med så låg motoreffekt.

Barnards påstående om "90 minutes and 25 knots" måste avse någon annat rutt än ovanstående, efter det är omöjligt att avverka 112 nautiska mil på 90 minuter med 25 knop. Troligen avses rutten Buenos Aires - Colonia de Sacramento (en hamnstad i Uruguay på Rio de La Platas norra sida, som Buquebus också trafikerar), som är nästan exakt 50 km, eller 27 nautiska mil.

Ja, vilken rutt ska detta elektriska schabrak egentligen trafikera? Och hur längre räcker batterierna?

[dr Cassandra Nojdh]

Incats och Wärtsiläs flashiga reklamfilm uppger att "it will be capable of sailing att 25 knots for one and a half hours". Det stämmer bättre med att det är rutten Buenos Aires - Colonia del Sacramento som avses.

Sedan har vi frågan om det totala effekten för fartygets huvudmaskineri. Här har jag bara kunnat hitta en källa (från den kinesiska kommunistdiktaturen): https://www.safe-marine.cn/en/nd.jsp?id=174

som uppger

The power system consists of more than 250 tons ofbatteries with a total energy storage capacity of 40 MWh,which is four times the world's largest marine system of its kind. The system provides energy output for eight 2,200 kWelectric water jets supplied by Wärtsilä, and is expected toa chieve a service speed of 24 to 25 knots.

8 x 2,2 MW = 17,6 MW totaleffekt för huvudmaskineriet, således. Räcker det för 25 knop (jmfr. med Bornholmslinjens Express 5, med en maskineffekt på 39 MW, men avsedd att gå med ~36 knop) ? Ja, kanske. Teoretiskt räcker då batterilagret till knappt 2,5 timmars drifttid, men 1,5 tim är kanske mer realistiskt i praktiken. För litium-jon-batterier brukar anges att de inte ska djupurladdas under 20% laddning. In regel brukar man inte snabbladda till mer än 80% laddning heller, åtminstone inte med konstant-ström-laddning, för att inte skada batterierna (de flesta li-jon-laddare skiftar från konstant-ström till konstant-spänning vid 80% laddningsnivå - därför tar de sista 20% lång tid att trycka in i batteriet). Det innebär att ca. 60% batteriets teoretiska energiinnehåll är tillgängligt för fartygets maskineri, dvs. ca. 25,8 MWh. Med en maskineffekt på 17 MW blir det i stort sett en maximal gångtid på drygt 1,5 tim.

Och där har jag inte räknat på hjälpkraften, dvs. alla elsystem ombord som måste försörjas med energi. En post som är svår att räkna på. Den måste i vart fall tas från det gemensamma batterilagret, om man inte sätter in separata dieselgeneratorer, ex.vis.

Men allt här ovan är förstås "förlegade uppfattningar".
-----------------------------------
PS. Det här videoklippet beskriver huvudmaskineriet och vattenjetsystemet för China Zorilla: https://youtu.be/CNtvWedSP3w?t=441
Den bekräftar uppgifterna ovan, dvs. 8 elmotorer a 2,2 MW, totalt 24.000 hkr. eller 17 MW (avrundat).

[dr Cassandra Nojdh]

Skulle man inte hinna med att ladda batterierna i hamn (och det hinner man inte alltid) så går det bra att slå på dieselmotorerna. Så det är nog avbrottsfritt.

Enceladus-kollektivet kan ju roa sig med att räkna ut vilken batterivikt som behöver medföras för att driva en färja från Nynäshamn till Visby - med dagens batteriteknik.

Viking Line siktar på rekordstor elfärja

Fartygskonceptet visar hur världens största helt eldrivna passagerarbilfärja kan komma att se ut. Med en batterikapacitet på cirka 85–100 megawattimmar (MWh) skulle Helios kunna transportera 2 000 resenärer över Finska viken på drygt två timmar. Konceptfartygets längd är 195 meter, bredd 30 meter och fart cirka 23 knop. Fraktkapaciteten ombord ligger på cirka 2 km.

Att konceptet är planerat just för linjen Helsingfors – Tallinn beror på att man bedömer att den 80 kilometer eller 43 sjömil långa sträckan lämpar sig utmärkt för eldriven fartygstrafik. Det eldrivna fartyget kan alltid laddas när det ligger i hamn.

[...]

– Helios öppnar för en ny era inom sjöfarten, precis som de första segel-, ång- och motorfartygen gjorde på sin tid. Konceptet bevisar att en storskalig utsläppsfri sjöfart inte längre är en utopi. Världens största helt eldrivna passagerarbilfärjor skulle kunna vara i trafik redan i början av nästa årtionde, säger Jan Hanses, vd för Viking Line.

Batteriutvecklingen springer ifrån förlegade uppfattningar. Avståndet mellan Nynäshamn och Visby är knappt det dubbla.

Så jag får förstås själv svara på min fråga, eftersom propagandakollektivet "Enceladus" i vanlig ordning fallerar. För att en färja av samma typ som China Zorrilla skulle kunna trafikera rutten Nynäshamn - Visby skulle krävas ett batterilager åtminstone dubbelt så stort, dvs. i storleksordningen 80-100 MWh. Alltså i samma storleksordning som Viking Line tänker sig för sin färja mellan Helsingfors och Tallin. Med dagens batteriteknologi blir det en batterivikt på minst 500 ton. Sedan tillkommer elmotorernas vikt.

Som jämförelse har Bornholmslinjens Express 5 (4 x Wärtsilä W16V31 dieselmotorer) en totalmotorvikt på 370 ton plus 130 m3 brännolja, vilket motsvarar 113 ton, totalt 483 ton.

[dr Cassandra Nojdh]

Den australiska tillverkaren Incat minskade skrovets vikt genom att bygga i aluminium. Banbrytande Incat har också byggtvärldens snabbaste färja Francisco, men den drivs med flytande fossilgas (LNG). Är skribenten nöjd?

Som jag framhållit tidigare är aluminiumskrov för katamaranfärjor ingenting unikt för Incat. Även konkurrenten Austal bygger sådana (som Bornholmslinjens Express 5).

Färjan Francisco (efter gamle påven) drivs med två General Electric gasturbiner på vardera 25 MW. Motorvikten blir här totalt knappt 42 ton totalt. Gasturbiner är extremt effekttäta, jämförd med dieselmotorer. Finska Wärtsilä är ledande när det gäller stora vattenjetaggregat (oavsett vilken drivkälla som sitter på drivaxeln) och har utrustat både Francisco och Express 5 med sådana (förutom nu China Zorrilla).

Gotlandsbolaget är dock inte intresserat av eldrift.

– Nu får vi ett fartyg med gasturbin som kombineras med en ångturbin. Då kan vi använda både naturgas och biogas med sikte på vätgas men även andra framtida drivmedel som metanol till exempel.

El är däremot inte aktuellt.

– Batterierna är för tunga. Det skulle innebära att vi behövde sänka överfartstiden och det vill vi inte.

Deras nya katamaranfärja Horizon X kommer att drivas med gasturbiner (av allt att döma från Siemens), dock tydligen i kombicykel, där ångturbincykeln ska svara för hjälpkraften ombord. Även denna färja ska byggas av Austal.

[/jes]

https://www.mynewsdesk.com/se/vikinglin ... ja-3390517

[dr Cassandra Nojdh]

https://www.mynewsdesk.com/se/vikinglin ... ja-3390517

Jag har åberopat denna notis flera gånger, senast här: viewtopic.php?p=425644#p425644

[dr Cassandra Nojdh]

ABC News var på besök hos Incats varv och tittade på den då ofärdiga färjan China Zorrilla (skrov 096 som det då hette) för ett antal månader sedan.

I det här videoklippet https://www.youtube.com/watch?v=4b1d7ds8OxY så får vi vandra runt på skutan, men först och främst bekräftas (återigen) att färjan ska trafikera rutten Buenos Aires - Colonia del Sacramento (0:29 in i filmen).

The choice of route between Argentina and Uruguay is noteworthy. The ferry will operate across the Río de la Plata, covering approximately 100 nautical miles (185 km) one way, a journey well suited to electrification given current battery technology capabilities. The Río de la Plata is a vast, estuarine waterway formed by the confluence of the Paraná and Uruguay rivers, creating a natural border between Argentina and Uruguay and serving as a vital shipping and transportation route for both countries.

Världens största elfärja China Zorilla klarar 185 km på en laddning.

CleanTechnicas och Enceladus-kollektivets påståenden var alltså felaktiga.

Sedan får vi ta en titt i batterirummet (6:23) för att se hur stort det är. Totala batterivikten uppges här till hela 280 ton (0:46 s). Lägg märke till att Corvus Dolphin NxtGen Energy batterimodulerna kyls med fläktar, vilka naturligtvis förbrukar en del energi. Möjligen krävs mer kylning vid uppladdning (vid kaj) än vid urladdning (under gång).

Sedan behöver man - som tur är - inte nödvändigtvis anlita den kinesiska kommunistdiktaturen.

Frågan var mest retorisk, det är inget jag intresserar mig för egentligen. Men man kan jämföra med Stockholms Slussbro (även kallad Guldbron, 140 x 45 m.) som transporterades till Stockholm i ett stycke med det groteska, oformligt stora kinesiska transportfartyget M/S Zhen Hua 33, där bron sjösattes på motsvarande sätt som beskrivs ovan (jmfr. China Zorilla ~130 x 32m) efter att ha anlänt 11/3 2020


Lätt som en plätt

Så den kinesiska kommunistdiktaturen kommer man inte undan så lätt. Shanghai Zhenhua Shipping erbjuder säkert sina transporttjänster, även om Buquebus gjorde misstaget att inte låta tillverka färjan hos kommunistdiktaturen, namnet till trots.

Även sydkoreanska rederiet PanOcean erbjuder motsvarande tjänster med sina transportfartyg Sun Rise och Sun Shine: