इलेक्ट्रिक फेरियां कैसे काम करती हैं: डीजल नावों को बदलती बैटरी तकनीक के अंदर

इलेक्ट्रिक फेरियां एक इलेक्ट्रिक कार के समान सिद्धांत पर काम करती हैं: बड़ी बैटरियां ऊर्जा संग्रहीत करती हैं और इसे विद्युत मोटर्स को प्रदान करती हैं जो प्रोपेलर या थ्रस्टर को घुमाती हैं, सामान्य संचालन के दौरान कोई डीजल इंजन शामिल नहीं होता। प्रौद्योगिकी एक दशक पहले एक नॉर्वेजियन पायलट नाव से लेकर अब स्कॉटलैंड में बेड़े-व्यापी खरीद कार्यक्रमों तक विकसित हुई है, हाइलैंड काउंसिल ने 2 अक्टूबर 2026 को औपचारिक रूप से Corran Ferry को बदलने के लिए एक नई विद्युत नाव के लिए निविदा श���रू करने की घोषणा की है, काउंसिल की अपनी घोषणा के अनुसार।

प्रोपल्शन सिस्टम कैसे काम करता है

इस तकनीक के लिए संदर्भ केस MF Ampere है, जिसे नॉर्वेजियन शिपयार्ड Fjellstrand ने बनाया था और अक्टूबर 2014 में ऑपरेटर Norled को सौंपा गया था, जिसने मई 2015 में दुनिया की पहली पूरी तरह विद्युत कार और यात्री फेरी के रूप में वाणिज्यिक सेवा शुरू की थी, जैसा कि Ship Technology ने कहा। 80 मीटर की एल्यूमीनियम कैटामरान 360 यात्रियों और 120 कारों को 5.7 किमी के Sognefjord पार ले जाता है, दिन में लगभग 34 यात्राएं करता है, 10 नॉट की गति से।

Ampere के दो ऑनबोर्ड इलेक्ट्रिक मोटर्स, प्रत्येक 450kW की दर पर, 1,000kWh लिथियम-आयन बैटरी पैक से शक्ति प्राप्त करते हैं जिसका वजन लगभग 10 टन है, जैसा कि Ship Technology ने रिपोर्ट किया। एक मोटर Rolls-Royce Azipull थ्रस्टर्स को चलाता है जो एक फेदरिंग कंट्रोलेबल-पिच प्रोपेलर से सुसज्जित है, जो फेरी को अलग से रुडर के बिना पैंतरेबाज़ी करने देता है। क्योंकि थ्रस्टर्स घूम सकते हैं, एक ही सिस्टम प्रोपल्शन और स्टीयरिंग दोनों को संभालता है।

बैटरी प्रत्येक पियर पर वाहनों को लोड और अनलोड करने में लगभग दस मिनट में रिचार्ज होती है। Siemens Energy, जिसने प्रोपल्शन पैकेज की आपूर्ति की, ने कहा कि स्थानीय विद्युत ग्रिड इतनी ऊर्जा इतनी कम विंडो में वितरित करने के लिए बहुत कमजोर था, इसलिए Norled और Siemens ने प्रत्येक तट स्टेशन पर बफर बैटरी स्थापित कीं — 260kWh यूनिट जो हाइड्रोइलेक्ट्रिक ग्रिड से चार्ज होते हैं और स्टॉप के दौरान फेरी की ऑनबोर्ड बैटरी में तेजी से डिस्चार्ज होते हैं।

ऑपरेटर डीजल से क्यों स्विच कर रहे हैं

Siemens Energy ने कहा कि Ampere मॉडल तुलनीय डीजल फेरी की तुलना में ईंधन लागत में 60% तक की कटौती करता है और अन्य जहाजों पर बैटरी-हाइब्रिड रेट्रोफिट ईंधन खपत, उत्सर्जन और चलाने की लागत में 90% तक बचा सकते हैं। कंपनी ने एक अलग केस का हवाला दिया, Bastø Electric, जिसे वह दुनिया की सबसे बड़ी पूरी तरह विद्युत कार फेरी कहते हैं और कहते हैं कि 2022 में CO₂ उत्सर्जन में 75% की कटौती की। इसने Siemens Energy/Bellona अध्ययन का भी संदर्भ दिया जो अनुमान लगाता है कि कई यूरोपीय देशों में फेरी बेड़े को पूरी तरह इलेक्ट्रिक करने से उन बेड़े में उत्सर्जन में लगभग आधे की कटौती हो सकती है, वर्तमान में उपलब्ध प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हुए वार्षिक लगभग 800,000 टन CO₂ की बचत कर सकती है।

समुद्री परिवहन समग्र रूप से वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का लगभग 3% उत्पन्न करता है, और Siemens Energy ने नोट किया कि दुनिया के लगभग 91,000 जहाजों में से 81% छोटे या मध्यम आकार के जहाज हैं — वह श्रेणी जिसमें अधिकांश ये फेरियां आती हैं और वह खंड जहां बैटरी-विद्युत प्रोपल्शन को छोटे, निश्चित मार्गों और अनुमानित चार्जिंग विंडो को देखते हुए तकनीकी और आर्थिक रूप से सबसे संभव माना जाता है।

स्कॉटलैंड की बेड़े-व्यापी रोलआउट

Ampere दृष्टिकोण को बाद में एक बेड़े खरीद कार्यक्रम में बढ़ाया गया। Caledonian Maritime Assets Ltd (CMAL), जो स्कॉटलैंड के राज्य-संचालित फेरी नेटवर्क के लिए जहाजों और बंदरगाह बुनियाद ढांचे का मालिक है, एक छोटे जहाज प्रतिस्थापन कार्यक्रम चला रहा है जिसमें पश्चिमी तटीय मार्गों के लिए सात प्रारंभिक 50 मीटर विद्युत फेरियां शामिल हैं Colintraive–Rhubodach, Lochaline–Fishnish और Iona–Fionnphort के लिए, दूसरे चरण के लिए तीन और जहाज योजनाबद्ध हैं, जैसा कि उद्योग प्रकाशन Riviera Maritime Media ने शिपयार्ड का हवाला देते हुए कहा।

इन फेरियों में से प्रत्येक Corvus निकल-कोबाल्ट-एल्यूमीनियम कोशिकाओं का उपयोग करके लगभग 6 मेगावाट-घंटे की बैटरी क्षमता के साथ बनाया जा रहा है, जो Riviera Maritime Media के अनुसार समान क्षमता की लिथियम-आयरन-फॉस्फेट बैटरी की तुलना में 30% से अधिक हल्का है — छोटे जहाजों पर वजन सीमा को देखते हुए एक महत्वपूर्ण कारक। CMAL ने कहा कि नौकाएं दिन में 14 घंटे तक संचालित होने के लिए डिज़ाइन की गई हैं और रात भर 10 घंटे से कम में पूरी तरह रिचार्ज हो सकती हैं; डिलीवरी 2027 की तीसरी तिमाही में शुरू होने के लिए निर्धारित है और 2029 की पहली तिमाही के माध्यम से तीन से चार महीने के अंतराल पर जारी रहें। CMAL वर्तमान में पश्चिमी तट पर 17 छोटे जहाज संचालित करता है, जिनमें से कई अपने सेवा जीवन के अंत के करीब हैं, 2012 और 2016 के बीच तीन मौजूदा हाइब्रिड डीजल-विद्युत फेरियों के साथ।

Corran Ferry प्रतिस्थापन

Corran क्रॉसिंग, स्कॉटलैंड के सबसे व्यस्त एकल-जहाज फेरी मार्गों में से एक, वर्तमान में MV Corran द्वारा परोसा जाता है, जो 2001 के बाद से संचालित है, जैसा कि प्रसारक STV ने कहा। हाइलैंड काउंसिल ने कहा कि प्रतिस्थापन परियोजना को Inverness और हाइलैंड शहर-क्षेत्र सौदे से £58 मिलियन से वित्त पोषित किया गया है, जिसमें नई विद्युत नाव के लिए स्कॉटिश सरकार से £28 मिलियन, यूके सरकार से £20 मिलियन, और स्लिपवे और चार्जिंग बुनियाद ढांचे जैसे भूमि कार्य के लिए हाइलैंड काउंसिल से £10 मिलियन शामिल है।

CMAL के साथ काम करते हुए, जो तकनीकी विशेषज्ञता और खरीद समर्थन प्रदान कर रहा है, काउंसिल ने 2 अक्टूबर 2026 को एक सिंगल-वेसल निविदा लॉन्च की। काउंसिल ने कहा कि वह मार्च 2027 में बिल्ड कॉन्ट्रैक्ट प्रदान करने, जून 2027 तक भूमि बुनियाद ढांचा समाप्त करने और सितंबर 2028 तक किनारे-आधारित चार्जिंग उपकरण स्थापित और कमीशन करने की उम्मीद करती है, नई फेरी 2029 की शुरुआत में सेवा में प्रवेश करने से पहले। नई नाव एक रोल-ऑन/रोल-ऑफ डिजाइन होगी, CMAL के छोटे जहाज प्रतिस्थापन कार्यक्रम में उपयोग की जाने वाली मानकीकृत विनिर्देश के अनुसार निर्मित। STV ने रिपोर्ट किया कि नई विद्युत फेरी मार्ग को ले लेने के बाद मौजूदा MV Corran को राहत पोत के रूप में रखा जाएगा।

प्रौद्योगिकी को क्या सीमित करता है

Siemens Energy सामग्री और Riviera रिपोर्ट दोनों एक ही अंतर्निहित बाधाओं की ओर इशारा करते हैं: बैटरी वजन एक पोत की वहन क्षमता के सापेक्ष, चार्जिंग बिंदुओं पर स्थानीय विद्युत ग्रिड की शक्ति, और फेरियों को बहुत तेजी से टर्नअराउंड की आवश्यकता ताकि वे कुछ मिनटों में यात्रियों और वाहनों को लोड करने में खर्च कर सकें। ये कारक बताते हैं कि बैटरी-विद्युत प्रोपल्शन अब तक मुख्य रूप से अनुमानित समय सारणी वाले छोटे, निश्चित मार्गों पर तैनात किया गया है — जैसे कि फजोर्ड क्रॉसिंग और अंतर-द्वीप लिंक — लंबी खुली-समुद्र यात्राओं के बजाय।