Utslippsfri hurtigbåt med luftputeteknologi

Hurtigbåter er en viktig del av samferdselstilbudet i Norge, og totalt 200 hurtigbåter er i drift. Av all kollektivtrafikk er hurtigbåt det som forurenser mest. En hurtigbåt forurenser ni ganger mer enn personbiler og fire ganger mer enn fly per transportkilometer.

For å løse denne utfordringen har fylkeskommunene i Trøndelag, Nordland, Troms og Finnmark og Vestland inngått et samarbeidsprosjekt kalt Fremtidens hurtigbåt, Prosjektet er delt inn i to utviklingsløp: energieffektivt design og hydrogendrevet design.

Energieffektivt design går ut på å lage en utslippsfri hurtigbåt som bruker mindre energi enn dagens hurtigbåter (se faktaboks).

Fire konsortier har utviklet hver sin løsning på dette, og alle de fire konseptene ble verifisert av fylkeskommunene i mai 2023. Denne teksten beskriver konseptet til ESNA. De tre andre konseptene kan du lese om her: Enviroinventions – faste foiler, Pascal Technologies – luftputekatamaran med lukket front og LMG Marin – Aktive foiler.

Neste steg for fylkeskommunene er å gå til anskaffelse av et pilotfartøy, som etter planen skal lyses ut i 2024.

Kristiansand-bedriften ESNA har sammen med transportselskapet Torghatten Midt satset på luftputeteknologi – SES (Surface Effect Ship) for å utvikle fremtidens utslippsfrie hurtigbåt. En luftpute mellom skrogene sørger for at båten løftes delvis opp av vannet, noe som minsker motstand og gir høy fart.

SES-fartøy er blitt bygd siden 1960-tallet, men siden de har vært litt mer kostbare å produsere enn tradisjonelle katamaraner, så har den store populariteten latt vente på seg.

ESNA har designet flere SES-fartøy, blant annet verdens første hybrid SES, CWind Pioneer, som går på batteri og diesel. For fremtidens hurtigbåt-prosjekt har de designet en helelektrisk SES som kun bruker batterikraft.

Båten har to skrog, og ligner på en katamaran, men med litt smalere skrog. Fremme mellom skrogene er det plassert et baugskjørt av fiberforsterket gummi. Bak mellom skrogene er det plassert en akterbag med en bagvifte. En eller flere løftevifter blåser kontinuerlig luft inn i luftrommet mellom de to skrogene.

Baugskjørtet og akterbagen sørger for at luften som blåses inn med løfteviften holder seg mellom de to skrogene, og det dannes en luftpute som løfter båten delvis opp av vannet.

– Luftputen kan løfte opp til 90 prosent av vekta på båten. Når båten har lite kontakt med vannet, kan vi kjøre i veldig høy hastighet med lite bølge- og friksjonsmotstand. Så dette er en båttype som kan kjøre veldig fort med lite energibruk, understreker skipsarkitekt og medgründer av ESNA Trygve Halvorsen Espeland.

Båten har en toppfart på 50 knop, men det er i 35-45 knop den gir minst motstand og er mest energieffektiv.

– I lavere hastigheter, mellom 20-25 knop, skaper båten mye bølger og bruker mer energi. Men kommer du over 30 knop, lager luftputen veldig lite bølger, og er mest energieffektiv, forklarer Espeland.

For å hindre mye bevegelse i båten, har ESNA brukt teknologi fra oljeindustrien til å utvikle et system for bevegelsesdemping. Båten bruker spjeldkassetter som styres av en elektrisk aktuator. Det gjør at spjeldene automatisk åpnes og lukkes for å motvirke havets bevegelser på båten.

– Den har mye mindre bevegelse enn vanlige hurtigbåter av samme størrelse. Vi har gjort fullskalatester med CWind Pioneer ved 35 knop hvor bevegelsesdempesystemet tok bort cirka halvparten av bevegelsene i båten, hevder Espeland.

Espeland tror at batteridrevne hurtigbåter vil fungere godt på korte distanser opp til 80 nautiske mil, som med dagens hurtigbåter tar 2-3 timer. Lengre distanser uten lademuligheter vil kreve flere batteripakker, noe som øker investeringskostnaden, og gjør båten betydelig tyngre og mindre energieffektiv.

– Vi har beregnet at én batteripakke vil holde SES-fartøyet gående i én time før det trenger lading. Men fordi båten kan kjøre mye raskere enn dagens hurtigbåter, vil den dekke dagens ruter på kortere tid, noe som vil gi tid til ladestopp, sier Espeland.

Når fylkeskommunene i Fremtidens hurtigbåt legger ut anbud på pilotfartøy, står ESNA klare til å levere inn tilbud.

– Dette er båter som vi er klare til å bygge, og som vi har fått priset hos flere verft. Alle tekniske løsninger og utstyr er ting som kan kjøpes inn og er godkjente for maritimt bruk, hevder Espeland.

Det er ikke alle hurtigbåtruter som egner seg like godt til elektrifisering. De lengre rutene har begrensede muligheter for ladestopp, noe som gjør de vanskelige å drifte med batteridrevne fartøy uten at det bygges nye havner og strøminfrastruktur.

Espeland tror at designet de har laget for Fremtidens hurtigbåt også vil egne seg utenfor Norges grenser, men at forutsetningene for batteridrift er bedre i Norge fordi vi har så god tilgang på strøm.

– Det vi har utviklet er hurtigbåter som bruker mindre energi enn andre fartøystyper, og det vil uansett gi veldig god gevinst uansett hvor du er i verden. Men energibæreren vil variere, tror Espeland.