Suomen sata uutta mahdollisuutta 2018–2037

 

Yhteiskunnan toimintamallit uudistava radikaali teknologia

2.4.33 Radikaali vesiliikenne (033) **
Teknologiakorin kohdealue: Vesillä liikkumisen haasteet ovat osin samoja kuin maalla liikkumisen. Navigointi vesiliikenteessä vaatii vielä enemmän paikantamista ja ympäristön tuntemusta kuin maaliikenteessä. Robottiauton tapaiset tekniikat auttavat vähentämään henkilösidonnaisuutta.

Aluksen syväykseen ja pintamuotoihin kyetään vaikuttamaan uusien teknologioiden avulla.
Syväys määrää energiankulutuksen laivan syrjäyttäessään vettä. Energian kulutus riippuu
laivan ja lastin painosta, rungon mallista, pintarakenteesta ja muodoista sekä etenemisnopeudesta.
Sisävesillä vapaan kulkuveden syväys määrää ratkaisevammin laivan tehokkuuden kuin
meriliikenteessä. Sisävesiliikenteen taloudellisuus ja sen kehittäminen maantieliikenteen
korvaajaksi riippuvat lastaus ja purkumahdollisuuksista, laivan automaattisista kiinnityksistä
niin laituriin kuin sulkuihin, sekä painolastin erityisvaatimuksista sisävesillä ja jää-
ajoissa. Myös vapaa alikulkukorkeus(sillat) on sisävesiolosuhteissa rajoitettu.
Kehityksen yleiskuvaus: Laivakokojen kasvun takia Euroopan valtameren puoleisista satamista
on tullut liikenteen hubeja myös Itämeren alueelle.
Laivoja kehitetään itseohjautuviksi ja laivojen rakenteita pyritään keventämään. Koska laivojen
ympäristö etenkään valtamerillä ei tarjoa paikannuksen kannalta olennaisia tietoja,
nojautuu paikannus satelliittitietoihin sekä tietoihin laivan aiemmista liikkeistä ja suunnasta.
Rannikoilla täydentävän mahdollisuuden paikannukseen tarjoavat pohjaa kartoittavat
kaikuluotaimet sekä havainnot rantaviivasta tai radiomajakoista.
Paikan lisäksi autonominen alus tarvitsee tiedot ja havainnot muusta vesiliikenteestä sekä
kartoitetuista reiteistä. Muutoin vesiliikenne olisi yksinkertaisemmin automatisoitavissa
kuin erimerkiksi autoilu, mutta sijaintitiedon varmistaminen on vaikeaa, jos satelliittitietoja
väärennetään.
Miehittämättömistä aluksista ja etenkin sähköllä käyvistä aluksista voidaan jättää monia
kalliita rakenteita pois. Tämän ansiosta niihin saadaan enemmän rahtia. Miehistökustannusten
poisjäänti helpottaa myös nopeuden alentamista, joka säästää huomattavasti energiaa.

Miehittämätön alus ei ole kovin altis merirosvoukselle. Aurinkoenergialla toimiva autonominen alus voi tutkia meren olosuhteita tai kerätä muoviroskaa aiheuttamatta käytännössä muita kuin pääomakustannuksia.
Laivojen runkomateriaalit voidaan muuttaa kevyemmiksi ja jopa kelluviksi. Tämä auttaa erityisesti sisävesillä, jossa sallitut syväykset eivät ole suuria. Kevyempään alukseen saadaan suurempi kuorma tai se saadaan reiteille, joihin muut alukset eivät pääse tehokkaasti liikennöimään. Uudet komposiittimateriaalit, kuten alumiinivaahtoteräs, mahdollistavat
hyvin kevyet runkorakenteet.

Sisävesien henkilöliikenteeseen kehittynyt kantosiipitekniikka (foiling) vähentää olennaisesti nopeaan vesillä liikkumiseen vaadittavaa energiaa ja vähentää aallonmuodostusta. Tietotekniikan kehitys auttaa kantosiipien optimoinnissa ja jatkuvassa asennon säätämisessä.
Meriliikenteessä energiatehokkuuteen vaikuttavat myös purjeet, aurinkopaneelit ja tuulimyllyt sekä leijaenergia, joita kaikkia kehitetään.
Sisävesiliikenteen avulla maantieliikenteen korvaaminen edellyttää konventionaalisten laivojen tekniikan muuttamista ja logistiikkarakenteen kehittämistä.

Resursointi ja kehitysmotiivi:

Vesiliikenteen kehitys ei ole akateemisesti aktiivinen alue.
Meriliikenteen kehitys tapahtuu pääosin yritysten ja kaupallisten tutkimuslaitosten toimesta ja meriliikennettä harjoittavien yritysten tarpeisiin. Joukkorahoituksella ja startuprahoituksella voi olla merkitystä pienten robotisoitujen alusten kehitykseen. EU pyrkii suosimaan maantieliikenteen korvaamista raide- ja sisävesiliikenteellä, joten yhteiskunnallinen
motiivi on olemassa ainakin julkilausuttuna.

Eteneminen edellisen raportin jälkeen:

Kategoria on uusi ja otettu mukaan nopean kehityksen
vuoksi. Edellisen raportin jälkeen Rolls Royce ja VTT ovat esitelleen miehittämättömän laivaliikenteen hyötyjä, kehitysnäkymiä ja edistysaskeleita sekä julkaisseen robottialusten valkoisen paperin.
Kevyempiä laivarakenteita on hyväksytty määräyksiin, Yara on ryhtynyt rakentamaan miehittämätöntä valtamerialusta, miehittämättömiä losseja on kehitetty ja ultrakevyt sisävesialus esitelty. Sea orbiter on joukkorahoitettu. Kyse on valtamerillä hitaasti liikkuvasta tutkimusasemasta,
joka tuottaa oman energiansa ja ravintonsa. Foiling leviää uutena kantosiipitekniikkana mahdollistaen purjelaudoille, purjeveneille ja muille vesialuksille huomattavan suuren nopeuden ja energiatehokkuuden.

Please follow and like us: