كيف تعمل العبّارات الكهربائية: داخل دفعة البطاريات التي تحل محل قوارب الديزل

تعمل العبّارات الكهربائية على نفس المبدأ الأساسي للسيارة الكهربائية: تقوم بطاريات كبيرة بتخزين الطاقة وإرسالها إلى محركات كهربائية تدير المروحة أو المحرك الدافع، مع عدم وجود محرك ديزل أثناء التشغيل العادي. تطورت التكنولوجيا من قارب نموذج نرويجي واحد قبل عقد من الزمان إلى برامج مشتريات على مستوى الأسطول في اسكتلندا، حيث أكدت مجلس هايلاند في 2 أكتوبر 2026 أنها أطلقت رسميًا العطاء لعبّارة كهربائية جديدة لتحل محل عبّارة كوران عبر بحيرة لين، وفقًا لإعلان المجلس الخاص.

كيفية عمل نظام الدفع

الحالة المرجعية للتكنولوجيا هي MF Ampere، وهي مبنية من قبل حوض بناء السفن النرويجي Fjellstrand وتسليمها في أكتوبر 2014 لمشغل Norled، الذي بدأ الخدمة التجارية في مايو 2015 كأول عبّارة سيارات وركاب كهربائية بالكامل في العالم، وفقًا لـ Ship Technology. كاتاماران الألومنيوم بطول 80 متر يقل ما يصل إلى 360 راكبًا و120 سيارة عبر عبور 5.7 كم لـ Sognefjord، ما يقرب من 34 رحلة في اليوم بسرعة إبحار قدرها 10 عقد.

يتم تشغيل محركات Ampere الكهربائية اثنتين، بقدرة 450 كيلوواط لكل منهما، بواسطة بطارية أيونات ليثيوم بقدرة 1000 كيلوواط ساعة يزن حوالي 10 أطنان، كما أورد Ship Technology. يشغل محرك واحد محركات Rolls-Royce Azipull المزودة بمروحة ذات خطوة قابلة للتحكم والريش، مما يسمح للعبّارة بالمناورة بدون دفة منفصلة. وبسبب إمكانية دوران المحركات الدافعة، يتعامل نفس النظام مع الدفع والتوجيه.

تعاد شحن البطاريات أثناء الوقت الذي يستغرق حوالي عشر دقائق لتحميل وتفريغ السيارات في كل رصيف. قالت شركة Siemens Energy، التي وفرت حزمة الدفع، إن الشبكة الكهربائية المحلية كانت ضعيفة جداً لتوفير هذه الكمية من الطاقة في مثل هذا النافذة الزمنية القصيرة، لذلك قامت Norled و Siemens بتركيب بطاريات المخزن المؤقت في كل محطة شاطئ - وحدات بقدرة 260 كيلوواط ساعة تشحن من الشبكة الكهرومائية وتفرغ بسرعة في بطاريات العبّارة على متن أثناء التوقف.

لماذا يتحول المشغلون من الديزل

قالت Siemens Energy إن نموذج Ampere يقلل تكاليف الوقود بنسبة تصل إلى 60% مقارنة بعبّارة ديزل مكافئة وأن عمليات دمج البطارية الهجينة على السفن الأخرى قد وفرت ما يصل إلى 90% في استهلاك الوقود والانبعاثات وتكاليف التشغيل. استشهدت الشركة بحالة منفصلة، وهي Bastø Electric، التي وصفتها بأنها أكبر عبّارة سيارات كهربائية بالكامل في العالم وقالت إنها قللت انبعاثات CO₂ بنسبة 75% في عام 2022. كما أشارت إلى دراسة Siemens Energy/Bellona تقدر أن الكهربة الكاملة لأسطول العبّارات في عدة دول أوروبية يمكن أن تقلل الانبعاثات في تلك الأسطول بما يقرب من النصف، مما يوفر ما يقدر بـ 800000 طن من CO₂ سنويًا باستخدام التكنولوجيا المتاحة حاليًا.

ينتج عن النقل البحري بشكل عام حوالي 3% من انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية، لاحظت Siemens Energy أن 81% من حوالي 91000 سفينة في أسطول العالم هي سفن صغيرة أو متوسطة الحجم - الفئة التي تندرج فيها معظم هذه العبّارات والقطاع الذي يعتبر فيه الدفع بالبطارية الكهربائية مجديًا من الناحية التقنية والاقتصادية نظرًا للطرق القصيرة والثابتة والنوافذ الزمنية للشحن يمكن التنبؤ بها.

نشر الأسطول الاسكتلندي

تم بعد ذلك توسيع نهج Ampere إلى برنامج المشتريات على مستوى الأسطول. Caledonian Maritime Assets Ltd (CMAL)، الهيئة التي تملك السفن والبنية التحتية للموانئ لشبكة العبّارات التي تديرها الدولة في اسكتلندا، تدير برنامج استبدال السفن الصغيرة الذي يغطي سبع عبّارات كهربائية أولية بطول 50 متر لطرق الساحل الغربي بما في ذلك Colintraive–Rhubodach و Lochaline–Fishnish و Iona–Fionnphort، مع ثلاث سفن إضافية مخطط لها لمرحلة ثانية، وفقًا لمنشور الصناعة Riviera Maritime Media، الذي استشهد بحوض بناء السفن الذي يبني السفن.

يتم بناء كل من هذه العبّارات بقدرة بطارية قريبة من 6 ميجاواط ساعة باستخدام خلايا Corvus نيكل-كوبالت-ألومنيوم، والتي أورد Riviera Maritime Media أنها أخف وزنًا بنسبة أكثر من 30% من بطاريات فوسفات الحديد والليثيوم بسعة معادلة - عامل مهم جداً نظرًا لحدود الوزن على السفن الصغيرة. قالت CMAL إن القوارب مصممة للعمل حتى 14 ساعة في اليوم وإعادة الشحن بالكامل أثناء الليل في أقل من 10 ساعات؛ يتم جدولة التسليمات لتبدأ في الربع الثالث من 2027 وتستمر بفترات تتراوح بين ثلاثة وأربعة أشهر حتى الربع الأول من 2029. تدير CMAL حاليًا 17 سفينة صغيرة على الساحل الغربي، عدد منها يقترب من نهاية فترة خدمته، إلى جانب ثلاث عبّارات ديزل-كهربائية هجينة موجودة مبنية بين 2012 و 2016.

بديل عبّارة كوران

يتم تقديم عبور كوران حاليًا، وهو أحد طرق العبّارة أحادية السفينة الأكثر ازدحامًا في اسكتلندا، من قبل MV Corran، التي عملت منذ عام 2001، وفقًا لـ STV. قال مجلس هايلاند إن مشروع الاستبدال ممول بـ 58 مليون جنيه إسترليني من صفقة Inverness and Highland City-Region Deal، وتتألف من 28 مليون جنيه إسترليني من الحكومة الاسكتلندية المخصصة للعبّارة الكهربائية الجديدة نفسها، و 20 مليون جنيه إسترليني من حكومة المملكة المتحدة، و 10 ملايين جنيه إسترليني من مجلس هايلاند للأعمال البرية مثل الانحدارات والبنية التحتية للشحن.

بالتعاون مع CMAL، التي توفر الخبرة التقنية ودعم المشتريات، أطلق المجلس عطاء سفينة واحدة في 2 أكتوبر 2026. قال المجلس إنه يتوقع منح عقد البناء في مارس 2027، مع الانتهاء من البنية التحتية البرية في يونيو 2027 وتركيب معدات الشحن على الشاطئ والتشغيل بحلول سبتمبر 2028، قبل دخول العبّارة الجديدة الخدمة في أوائل 2029. ستكون السفينة الجديدة بتصميم roll-on/roll-off، مبنية وفقًا للمواصفات الموحدة المستخدمة في برنامج استبدال السفن الصغيرة CMAL. أورد STV أن MV Corran الموجودة ستُحتفظ بها كسفينة إغاثة بمجرد استيلاء العبّارة الكهربائية الجديدة على الطريق.

ما الذي يحد من التكنولوجيا حتى الآن

تشير مادة Siemens Energy وتقرير Riviera إلى نفس القيود الأساسية: وزن البطارية بالنسبة لقدرة تحمل السفينة، وقوة الشبكة الكهربائية المحلية في نقاط الشحن، والحاجة إلى عمليات سريعة جداً بحيث يمكن للعبّارات أن تعاد شحنتها في الدقائق القليلة التي تقضيها في تحميل الركاب والسيارات. تشرح هذه العوامل لماذا تم نشر الدفع بالبطارية الكهربائية حتى الآن بشكل أساسي على طرق قصيرة وثابتة مع جداول زمنية قابلة للتنبؤ - مثل عبور الفيوردات وروابط بين الجزر - بدلاً من الرحلات الطويلة في البحر المفتوح.