Δημόπουλος ΕΜΠ: Λειτουργούμε ως σύνδεσμος εκπαίδευσης και έρευνας με τη ναυτιλία

«Στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, συμμετέχουμε ενεργά σε διεθνή ερευνητικά προγράμματα, μεταξύ των οποίων και αρκετά έργα του ευρωπαϊκού προγράμματος Horizon, που αφορούν την ενεργειακή μετάβαση της ναυτιλίας, τα νέα καύσιμα, τα προηγμένα ενεργειακά συστήματα πλοίων και την ψηφιακή βελτιστοποίηση της λειτουργίας τους», υπογραμμίζει ο Γιώργος Δημόπουλος Ph.D, αναπληρωτής καθηγητής στη Σχολή Ναυπηγών Μηχανικών και Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου (ΕΜΠ), στο πλαίσιο του αφιερώματος SLpress.gr: «Τεχνολογίες αιχμής στη ναυτιλία και ο ρόλος των Πανεπιστημιακών Σχολών Ναυπηγών».

-Τι αλλαγές φέρνει η σύγχρονη τεχνολογία πάνω στα πλοία;

Σήμερα η ναυτιλία βρίσκεται σε μια περίοδο έντονου τεχνολογικού μετασχηματισμού, κυρίως λόγω των αυξανόμενων ρυθμιστικών, οικονομικών και γεωπολιτικών πιέσεων που επηρεάζουν τη λειτουργία και τον σχεδιασμό των πλοίων. Οι διεθνείς κανονισμοί για τη μείωση των εκπομπών, το αυξανόμενο κόστος της ενέργειας και οι γεωπολιτικές εξελίξεις γύρω από την ασφάλεια και τη διαθεσιμότητα των καυσίμων οδηγούν τον κλάδο σε ταχύτερη υιοθέτηση νέων τεχνολογιών.

Ένας βασικός άξονας αλλαγών είναι η ενεργειακή μετάβαση. Τα πλοία εξετάζουν πλέον εναλλακτικά καύσιμα και νέες τεχνολογίες πρόωσης, όπως το LNG, η μεθανόλη, η αμμωνία ή το υδρογόνο, ενώ αναπτύσσονται και υβριδικά συστήματα που συνδυάζουν διαφορετικές πηγές ενέργειας. Αυτό οδηγεί σε πολύ πιο σύνθετα ενεργειακά συστήματα πάνω στα πλοία.

Ταυτόχρονα, βλέπουμε μια ραγδαία εξέλιξη στην ψηφιοποίηση και στην αξιοποίηση δεδομένων. Τα σύγχρονα πλοία διαθέτουν πλέον εκτεταμένα συστήματα αισθητήρων που καταγράφουν σε πραγματικό χρόνο δεδομένα λειτουργίας, επιτρέποντας καλύτερη παρακολούθηση της κατανάλωσης καυσίμου, της απόδοσης των μηχανών και της συνολικής λειτουργίας του πλοίου. Μέσω αυτών των δεδομένων μπορούν να εφαρμοστούν εργαλεία ανάλυσης και βελτιστοποίησης που βελτιώνουν σημαντικά την ενεργειακή απόδοση.

Επιπλέον, εξελίσσονται σημαντικά τα συστήματα ανάκτησης ενέργειας και θερμότητας, τα οποία αξιοποιούν θερμικές απώλειες από τις κύριες μηχανές, ή άλλα συστήματα του πλοίου για την παραγωγή επιπλέον ισχύος ή ηλεκτρικής ενέργειας, βελτιώνοντας έτσι τη συνολική ενεργειακή απόδοση.

Παράλληλα, αναπτύσσονται νέες τεχνολογίες, όπως οι κυψέλες καυσίμου (fuel cells), οι οποίες μπορούν να μετατρέπουν χημική ενέργεια από καύσιμα, όπως το υδρογόνο, ή η αμμωνία, απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια με υψηλή απόδοση και χαμηλότερες εκπομπές. Εξετάζονται επίσης τεχνολογίες δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα (carbon capture) πάνω στα πλοία, που στοχεύουν στη μείωση των εκπομπών από συμβατικά καύσιμα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας τους.

Σε πιο μακροπρόθεσμο ορίζοντα, συζητείται και η πιθανότητα αξιοποίησης πυρηνικής ενέργειας σε εμπορικά πλοία, αξιοποιώντας νέες τεχνολογίες μικρών αντιδραστήρων και προηγμένων συστημάτων μετατροπής ενέργειας. Αν και πρόκειται για μια λύση που βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο διερεύνησης για τη εμπορική ναυτιλία, δείχνει το εύρος των τεχνολογικών επιλογών που εξετάζονται σήμερα στο πλαίσιο της ενεργειακής μετάβασης της ναυτιλίας.

-Τα πλοία μετατρέπονται σταδιακά σε πολύπλοκα ενεργειακά και τεχνολογικά συστήματα, όπου η σωστή διαχείριση της ενέργειας, των καυσίμων και των δεδομένων παίζει ολοένα και πιο κρίσιμο ρόλο. Η βελτιστοποίηση σύνθετων συστημάτων μηχανημάτων πλοίων ποιους τύπους πλοίων αφορά;

Η βελτιστοποίηση των σύνθετων συστημάτων μηχανημάτων αφορά ουσιαστικά όλους τους τύπους πλοίων, καθώς κάθε σύγχρονο πλοίο λειτουργεί πλέον ως ένα πολύπλοκο ενεργειακό σύστημα. Από τα μεγάλα πλοία μεταφοράς φορτίου, όπως τα bulk carriers, τα tankers και τα containerships, μέχρι τα επιβατηγά και τα κρουαζιερόπλοια, η σωστή αρχιτεκτονική και λειτουργία των μηχανολογικών και ενεργειακών συστημάτων επηρεάζει άμεσα την κατανάλωση καυσίμου, την αποδοτικότητα και το λειτουργικό κόστος.

Ιδιαίτερα σημαντική είναι η βελτιστοποίηση και σε πιο εξειδικευμένα πλοία, όπως τα πλοία μεταφοράς υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG carriers) και τα κρουαζιερόπλοια, όπου η διαχείριση της ενέργειας, των θερμικών ροών και, στην περίπτωση των LNG carriers, του boil-off gas, αποτελεί κρίσιμο στοιχείο του συνολικού σχεδιασμού και της λειτουργίας του πλοίου.

Με την εισαγωγή νέων καυσίμων, υβριδικών συστημάτων πρόωσης και προηγμένων συστημάτων παρακολούθησης της λειτουργίας των πλοίων, η ανάγκη για ολοκληρωμένη βελτιστοποίηση των ενεργειακών συστημάτων γίνεται ακόμη πιο σημαντική σε όλο το φάσμα της ναυτιλίας.

Ο Γ. Δημόπουλος για την ναυτιλία

-Πως συνδέεται στην πράξη το τμήμα σας με την ναυτιλία;

Η σύνδεση της Σχολής με τη ναυτιλία είναι άμεση και πολυεπίπεδη, και ξεκινά πρώτα απ’ όλα από την έρευνα και ανάπτυξη. Στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο συμμετέχουμε ενεργά σε διεθνή ερευνητικά προγράμματα, μεταξύ των οποίων και αρκετά έργα του ευρωπαϊκού προγράμματος Horizon, που αφορούν την ενεργειακή μετάβαση της ναυτιλίας, τα νέα καύσιμα, τα προηγμένα ενεργειακά συστήματα πλοίων και την ψηφιακή βελτιστοποίηση της λειτουργίας τους.

Στα έργα αυτά συνεργαζόμαστε συστηματικά με ναυτιλιακές εταιρείες, ναυπηγεία, νηογνώμονες και τεχνολογικούς οργανισμούς, ώστε η έρευνα να συνδέεται με πραγματικά προβλήματα και ανάγκες της βιομηχανίας. Με αυτόν τον τρόπο τα αποτελέσματα της έρευνας μπορούν να μεταφερθούν πιο γρήγορα στην πράξη, είτε στον σχεδιασμό νέων πλοίων είτε στη βελτιστοποίηση της λειτουργίας του υπάρχοντος στόλου.

Παράλληλα, η σύνδεση με τη ναυτιλία ενισχύεται και μέσω της εκπαίδευσης της νέας γενιάς μηχανικών. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το νέο μεταπτυχιακό πρόγραμμα “Ανάλυση και Διαχείριση Επιδόσεων Πλοίων”, το οποίο εστιάζει στη παρακολούθηση και ανάλυση της συμπεριφοράς των πλοίων και αναπτύχθηκε με στόχο να καλύψει τις ανάγκες που δημιουργεί η τεχνολογική μετάβαση της ναυτιλίας.

Με αυτόν τον τρόπο η Σχολή λειτουργεί ως ένας σύνδεσμος μεταξύ έρευνας, εκπαίδευσης και ναυτιλιακής βιομηχανίας, συμβάλλοντας τόσο στην παραγωγή νέας γνώσης, όσο και στην προετοιμασία των μηχανικών που θα κληθούν να διαχειριστούν τις τεχνολογικές προκλήσεις των επόμενων δεκαετιών.

-Έχετε δηλώσει ότι «με τους ραγδαίους μετασχηματισμούς που έχουν ήδη ξεκινήσει σε όλη τη ναυτιλιακή βιομηχανία, η ανάγκη για έρευνα και καινοτομία είναι πιο ζωτική από ποτέ» – Τι καινούργιο φέρνει το τμήμα σας στα πεδία αυτά;

Οι μετασχηματισμοί που εξελίσσονται σήμερα στη ναυτιλία είναι ιδιαίτερα βαθείς, καθώς συνδυάζουν την ενεργειακή μετάβαση, την ψηφιοποίηση και την ανάγκη για υψηλότερη αποδοτικότητα στη λειτουργία των πλοίων. Σε αυτό το περιβάλλον, ο ρόλος της έρευνας και της καινοτομίας γίνεται ακόμη πιο κρίσιμος.

Στο τμήμα μας αναπτύσσουμε νέα επιστημονικά εργαλεία μοντελοποίησης και προσομοίωσης των ενεργειακών συστημάτων πλοίων, που επιτρέπουν την αξιολόγηση διαφορετικών τεχνολογικών λύσεων, πριν ακόμη εφαρμοστούν στην πράξη. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να εξετάζουμε την απόδοση νέων καυσίμων, προηγμένων συστημάτων πρόωσης ή νέων αρχιτεκτονικών ενεργειακών συστημάτων.

Παράλληλα, δίνουμε ιδιαίτερη έμφαση στη σύνδεση των θεωρητικών μοντέλων με πραγματικά λειτουργικά δεδομένα πλοίων, αξιοποιώντας εργαλεία ανάλυσης δεδομένων και ψηφιακές μεθόδους για τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας τους. Σημαντικό ρόλο παίζουν επίσης οι εργαστηριακές υποδομές και οι δυνατότητες πειραματικής δοκιμής, που επιτρέπουν την αξιολόγηση τεχνολογιών και συστημάτων σε ελεγχόμενο περιβάλλον πριν από την εφαρμογή τους σε πραγματικά πλοία.

Ένα ακόμη βασικό πλεονέκτημα της Σχολής είναι ο πολυεπιστημονικός της χαρακτήρας. Ως ναυπηγοί μηχανολόγοι μπορούμε να καλύψουμε σχεδόν όλο το φάσμα των μηχανικών πτυχών που σχετίζονται με τον σχεδιασμό και τη λειτουργία ενός πλοίου: Από την υδροδυναμική και τη σχεδίαση του πλοίου μέχρι τα ενεργειακά συστήματα, τη λειτουργία των μηχανών και τη συνολική διαχείριση της απόδοσης.

Ταυτόχρονα, παρότι η Σχολή μας είναι σχετικά μικρή, είναι ιδιαίτερα ευέλικτη και λειτουργεί με πολύ στενή συνεργασία μεταξύ των μελών της. Πιστεύουμε ότι οι μεγάλες προκλήσεις της ναυτιλίας – από την ενεργειακή μετάβαση μέχρι την εισαγωγή νέων τεχνολογιών – μπορούν να αντιμετωπιστούν μόνο μέσα από συνεργασία μεταξύ επιστημονικών πεδίων, πανεπιστημίων και βιομηχανίας. Η συνεργασία είναι τελικά το κλειδί για την ανάπτυξη των λύσεων που θα χρειαστεί η ναυτιλία στο μέλλον.

 

---

 

Αύριο στο πλαίσιο του αφιερώματος του SLpress.gr: «Τεχνολογίες αιχμής στη ναυτιλία και ο ρόλος των Πανεπιστημιακών Σχολών Ναυπηγών» δημοσιεύεται η συνέντευξη του Δημήτρη Κουμπογιάννη, Πρoέδρου του Τμήματος Ναυπηγών Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής.

email Συντάκτη: filisk24@gmail.com