Wir haben versandt Dinge über die Ozeane, und die Lieferketten der Welt verlassen sich zunehmend auf dieselbetriebene Megaschiffe, die groß genug sind, um ganze Kanäle selbst zu blockieren. Wie dekarbonisiert man diese monolithische Industrie? FleetZero glaubt, dass dies mit Elektroschiffen möglich ist, die kurze Sprünge rund um den Pazifik machen, während es sich auf kleinere Häfen und ein cleveres System zur gemeinsamen Nutzung von Batterien verlässt.
Dieses Problem ist ein ernstes Problem für alle, die sich mit Emissionen und Auswirkungen auf das Klima und die Ozeane befassen, da diese riesigen Schiffe einen großen Teil der weltweiten Fracht befördern und in der Größenordnung von einer Milliarde Tonnen Kohlenstoff pro Jahr ausstoßen. Hier gibt es viele Möglichkeiten, aber wie in anderen Altindustrien – und in der Tat bei den Schiffen selbst – kann es schwierig sein, die Trägheit zu überwinden.
Steven Henderson und Mike Carter sind in und um die Schifffahrtswelt aufgewachsen und als Ingenieure verstehen sie die immensen Kräfte und Herausforderungen, die für jeden im Spiel sind, der die Funktionsweise der Branche verändern möchte. Die Elektrifizierung eines Verbraucherfahrzeugs ist ein Kinderspiel, verglichen mit der Umrüstung eines Tausend-Fuß-Schiffs mit einem Motor von der Größe eines Gebäudes. Und selbst wenn Sie es schaffen, wie wollen Sie aufladen – alle 100 Kilometer ein Dutzend Verlängerungskabel an der Basis eines Krans auslaufen lassen?
Es ist ein Konglomerat ernsthafter Probleme sowohl auf der technischen als auch auf der logistischen Seite, und die Branche wurde durch die Annahme gelähmt, dass die Abkehr von den schmutzigen traditionellen Methoden sowohl komplex als auch kostspielig wäre. Können sie es sich wirklich leisten, die Kosten für die Umstellung auf nachhaltigere Antriebe zu tragen, da die Margen bereits durch eine Vielzahl von Dingen (einschließlich der jetzt explodierenden Benzinkosten) aufgezehrt werden? Eine Kostensteigerung, die selbst erfolgreichen Verladern nicht willkommen ist, könnte kleinere und weniger wohlhabende Regionen und Unternehmen vollständig aus dem Spiel werfen.
Glücklicherweise glaubt FleetZero, dass seine Lösung nicht nur sauberer, sondern auch billiger zu betreiben sein wird. Die Gründe dafür beginnen mit der (für die Lubbers) überraschenden Tatsache, dass die transozeanische Schifffahrt nicht unbedingt „geradeaus“ über den Ozean geht; Von Ostasien zu den Häfen an der Westküste ist es fast genauso direkt (und möglicherweise weniger riskant), der Küste einen Großteil des Weges zu folgen. Es sieht viel länger aus, ist es aber aufgrund der Erdkrümmung eigentlich nicht – und Sie haben den Vorteil, in der Nähe des Landes zu sein, um unterwegs Nachschub zu leisten oder Lieferungen zu erledigen.
Wenn Sie nicht mehrere tausend Kilometer ununterbrochen reisen müssen, macht der batteriebetriebene Versand viel mehr Sinn, und tatsächlich ist er nur eines von mehreren Puzzleteilen, die zusammenpassen, um ein potenziell transformatives Bild zu ergeben.
Standard-Versandeinheiten
„Die seltsame Ökonomie dabei ist, dass je mehr Schiffe Sie haben und je mehr Stopps Sie haben, desto niedriger sind Ihre Kosten. Der Schlüssel liegt darin, die Batterien austauschbar zu machen – das würde bei einem Plug-in-Schiff nicht funktionieren“, sagte Henderson.
Es ist ein bisschen kontraintuitiv – „Ich musste das tatsächlich mit den Spielzeugbooten meiner Tochter auf dem Boden modellieren“, fügte er hinzu – aber stellen Sie sich das so vor: Wenn ein Schiff genug Batterien hat, um tausend Meilen zu fahren, dann es sei denn, Sie sind es Wenn Sie jedes Mal genau diese Distanz fahren, haben Sie entweder zu viel oder zu wenig Kapazität. Und wenn Sie nur ein großes Schiff haben, das die Batterien an jedem Ende austauschen muss, müssen Sie doppelt so viele aktive Batterien bereithalten – einen Satz, den Sie an jedem Zielort austauschen können. Aber wenn Sie die gleiche Kapazität auf mehrere kleinere Schiffe aufteilen und mehr mögliche Stopps hinzufügen, wird plötzlich viel weniger Batteriekapazität benötigt, um die gleiche Menge Fracht zu bewegen.
Dieses hilfreiche Diagramm eines einfachen Falls kann helfen, es klar zu machen:
Bildnachweis: FleetZero
Dazwischen gibt es viele weitere Konfigurationen, aber die Idee ist klar genug: Immer mehr und kleinere Schiffe verwenden weniger Batterien, um die gleiche Frachtmenge zu bewegen, vorausgesetzt, Sie haben Zwischenhäfen, um das Wechselnetzwerk flexibel zu gestalten. Plug-in-Schiffe funktionieren teilweise nicht, weil sie viele Batterien mit sich führen (was zu einer Unterauslastung führt), aber auch, weil Lademöglichkeiten am Hafen möglicherweise nicht verfügbar sind.
Da Batterien der teuerste Teil der Elektrifizierung eines Schiffes sind, senkt die Effizienz die Anschaffungskosten der Flotte um einen enormen Betrag. Aber natürlich erfordert dieser Ansatz auch Ladeinfrastruktur an Häfen, die möglicherweise keine haben. Der Ansatz von FleetZero, der im Nachhinein offensichtlich erscheint, besteht darin, die Batterien des Schiffs so tragbar wie seine Fracht zu machen – indem er sie in Schiffscontainer verstaut.
CG-Darstellung einer Batterie eines Fleetzero Leviathan-Versandcontainers. Bildnachweis: FleetZero
Falls Sie denken, dass diese viel Platz einnehmen werden, gibt es zwei Antworten darauf. Erstens, indem Sie die riesigen Dieselmotoren und Treibstoff- und Ballasttanks entfernen, schaffen Sie auf jedem Schiff eine Menge Platz und verdoppeln manchmal die Ladekapazität. Und zweitens müssen Sie nur so viele nehmen, wie Sie brauchen.
„Wir können zwei oder zweihundert Batterien in ein Schiff einbauen und die Reichweite jedes Mal ändern, wenn wir es beladen“, sagte Henderson. „Sie entladen und laden sie wie jede andere Fracht; Es wird dorthin gebracht, wo es hingehört, in ein Lagerhaus oder zu einem örtlichen Versorgungsunternehmen.“
Dort können sie den Strom außerhalb der Spitzenzeiten nutzen, um diese Leviathan-Batterien (wie sie sie nennen) kostengünstig aufzuladen, oder sie können sogar als vorübergehende Stromversorgung für Schiffe verwendet werden, damit sie nicht mit ihren eigenen Dieselgeneratoren betrieben werden müssen.
„Die Elektrifizierung von Docks ist teuer – alle diese Häfen sind 50, 100 Jahre alt“, fuhr Henderson fort. „Eigentlich wurde uns vorgeworfen, dass es billiger sei, unsere Batterien für den Antrieb anderer Schiffe zu verwenden, sodass man nicht an jedem Dock eine Umspannstation bauen müsste.“
Dies mündet in das nächste Puzzleteil – das Anpassen dieses hypothetischen Netzwerks von Schiffen an ein reales Netzwerk von Häfen.
Anlaufhäfen
Carter erklärte, als sie die Idee ausspuckten, war klar, dass ein direkter Schuss über den Ozean auf einem Megaschiff mit 10.000 Containern einen Batteriestapel von ein paar Meilen Höhe erfordern würde – eine technische Herausforderung – und Schiffe, die nur eine Handvoll fassen von Containern konnte es, die Logistik oder ein Schwarm kleiner Schiffe haben nicht geklappt. „Es gibt einen idealen Punkt für die Schiffsgröße, die Sie verwenden möchten, und es handelt sich um ein Schiff mit drei- bis viertausend Containereinheiten“, sagte er. (Die Bilder in diesem Artikel zeigen ein vorgeschlagenes kleineres Testschiff.)
„Weil sie auf der kleineren Seite sind – wir sprechen immer noch von 700 Fuß – können Sie auf kleinere Häfen zugreifen“, sagte Carter. „Es gibt all diese Häfen, aber keine Schiffe, die hineinpassen. In der Lage zu sein, kleinere Gefäße zu verwenden, gibt [logistics companies] so viel mehr Flexibilität in der Lieferkette als heute. Wenn wir uns Orte wie Portland oder Everett ansehen, sind das Häfen, die nicht viele Leute kennen, aber es gibt nicht so viele Staus, und wir können die Fracht näher an die Kunden bringen.“
Bildnachweis: FleetZero
Dies ermöglicht auch die Idee, häufige Boxenstopps für Schiffe einzulegen, bei denen sie leere Batterien abgeben und gerade genug neue aufnehmen können, um sie an ihr Ziel zu bringen, wie der Aufbau eines Netzes von Ladestationen entlang von Autobahnen. Die Kommunalverwaltungen und Hafenmanager an diesen kleineren Standorten sind natürlich begeistert von der Idee, neue und regelmäßige Geschäfte anzuziehen.
Also: Die Verwendung tragbarer, containergroßer Batterien macht Mittelstreckenreisen in mittelgroßen Schiffen praktisch, wodurch kleinere Häfen aktiviert werden, die ohne allzu große Investitionen als Ladestationen fungieren können, das Netzwerk stärken und die Kosten des Flottenbetriebs senken – machen batteriebetriebene Schifffahrt konkurrenzfähig und vielleicht sogar billiger als herkömmliche gasbetriebene Schiffe.
Klingt vielversprechend, klingt aber auch nach viel. Wie jedes vernünftige Startup fangen sie klein an, beweisen das Konzept und werden innerhalb von drei Jahren skalieren können. Während sie gerade ihr Debüt beim Demo Day von Y Combinator in der letzten Winterkohorte geben, hat FleetZero bereits 3,5 Millionen US-Dollar in einer Kombination aus Angel- und Pre-Seed-Runden gesammelt. Zu den Investoren gehören Sam Altman, John Doerr, David Rubenstein, David Adelman, Flexport, Y Combinator, My Climate Journey und Joris Poort.
Die erste Aufgabe bestand darin, die Batterien zu bauen, von denen sie feststellten, dass sie eine ganz andere Chemie haben als die meisten, die man dort draußen finden würde, hauptsächlich aufgrund der extremen Gefahr, die von Bränden auf diesen Schiffen ausgeht. „Wir brauchten eine Batterie, die nicht selbst oxidiert“, sagte Henderson und bezog sich auf den Prozess, der Dinge wie Lithium-Ionen- und Nickel-Metallhydrid-Batterien zu ernsthaften Risiken machen kann. Sie entschieden sich schließlich für Lithiumeisenphosphat und bauten sowohl passive als auch aktive Brandbekämpfungsmaßnahmen ein.
Nachdem dies erledigt war, besteht ihre nächste Aufgabe darin, einen Haufen auf die Rückseite eines 300-Fuß-Schiffs zu laden und den gesamten Versand- und Austauschprozess von Anfang bis Ende zu testen. Wenn das erledigt ist und sie die erforderlichen behördlichen Genehmigungen erhalten haben, werden sie 2025 mit dem Umbau von Schiffen beginnen – vermutlich nachdem sie mehr Geld gesammelt haben.
Mit Glück und viel Arbeit könnte FleetZero noch im selben Jahr den kommerziellen Betrieb aufnehmen. Obwohl es eine Menge abzubeißen gibt, haben sie den Vorteil, dass so ziemlich jeder mit ihnen mitfiebert – die Elektrifizierung der Schifffahrt in diesem Ausmaß würde Flottenbesitzern, Hafenbetreibern, Logistikunternehmen und nicht zuletzt dem Planeten zugute kommen.