Redigerer Batteriferje (avsnitt)

== Teknologi ==
=== Ladning ===
Batteriladning har i lang tid foregått med ladekabler med plugg, men tidsforbruket kunne være betydelig for en ferjebåt ved ferjekai eller når den ikke var i drift. Hurtiglading var ikke realistisk før utviklingen av nye batterioppløsninger og batteridesign som avverger uønskede komplikasjoner. Men ettersom vekten av batteriene, som har lav energitetthet, innebar alvorlige begrensinger på mobiliteten, er batteridrift best egnet for ferjer på korte strekninger. Dermed må vekten reduseres, noe som er mulig med hyppig hurtiglading. Men strømkapasiteten som skal overføres når fergen er dokket kan ikke håndteres uten en intrikat og kostbar ladeinfrastruktur. Dessuten vil batteriene i ferjene kreve enorme mengder energi som det lokale strømnettet ikke kunne levere. Dermed må man ha et landanlegg for stasjonært energilager for å unngå for stor nettbelastning.

For at fergen «Ampere» skal kunne fortsette sin drift på tvers av Sognefjorden må man ha en batteribank på hver kai som lades av høyspentnettet mens fergen er til sjøs. Dermed kan fergen hurtiglades med effekt på mellom 800 og 1200&nbsp;kW, for opplading av batteriene om bord opptil 150-200 kWh, nok for å opprette den høye energitettheten på 1000 kWh, som bare kan skje ved full ladning om natten. Dette i seg selv er nok for overfarten som krever 150 kWh, i all den tid det tok tjue minutter på fra kai til kai. For å unngå batteridegradering må batteribanken, kalt «bufferbatteriene», være tilkoblet hele tiden. For sikkerhets skyld valgte rederiet Norled to forskjellige ladesystemer, ettersom det var helt nytt for dem.<ref>[https://brage.bibsys.no/xmlui/handle/11250/2565513 Multitjeneste ladestasjon ved el-fergekai og/eller stasjonært energilager : potensiale og lønnsomhet i et systemperspektiv]{{Død lenke}}</ref>

Cavotec leverte automatisk kabelplugg montert i et ladetårn hvorfra man kan slippe ned pluggen i hunpluggen på skipet, men de kan også være robotbetjent. Stemmann satset derimot på pantograflading, ved at man bygget en vertikal pantograf innbygd i ladetårnet, som så ble trykket mot skinnene på «Ampere». Stemmann har en forskjellig variant av dette ladesystemet ved å ha pantograf med arm på skipet som så trykkes mot skinnene på ladetårnet. Men disse to ladesystemene hadde sine begrensninger, så det vakte oppsikt da Cavotecs partner Wärtsilä i september 2017 monterte det første trådløse ladesystem på den ombygde fergen MF «Folgefonn», som har hydriddrift.

Det trådløse ladesystemet er basert på [[elektromagnetisk induksjon]] med energioverføring gjennom et elektromagnetisk felt som i første omgang vil ha en effekt på 1 MW. Det krever ikke fysisk kontakt, ettersom man kan ha full effekt på mindre enn 50&nbsp;cm avstand.<ref>{{Kilde www |url=https://www.innovasjonnorge.no/no/gronn-vekst/Nyheter/tradlos-lader-til-elektrisk-ferge/ |tittel=Trådløs lader til elektrisk ferge |besøksdato=2018-11-01 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20181108224521/https://www.innovasjonnorge.no/no/gronn-vekst/Nyheter/tradlos-lader-til-elektrisk-ferge/ |arkivdato=2018-11-08 |url-status=død }}</ref> Det vil skje som del av et automatisk fortøyningssystem som kan være basert på vakuumfortøyning. Ifølge Wärtsilä kan man justere opp effekten i energioverføringen til 2,5 MW og endog skalere opp til langt høyere effekter i fremtiden. Med Cavotecs assistanse ble ladetårnet omgjort til et fortøyningsarm som fortøyer og lader samtidig.

Induksjonsladningen er ikke uten ulemper, virkningsgraden kan variere ettersom en del av energien vil gå tapt, men induktiv lading oppnår 96-97 % under ideelle forhold, så energitapet vil bli marginalt.<ref>[https://www.tu.no/artikler/de-lader-ferge-med-1-2-megawatt-effekt-uten-fysisk-kontakt-med-fartoyet/409255 De lader ferge med 1,2 megawatt effekt - uten fysisk kontakt med fartøyet]</ref>

* Cavotec plugg (+ variant med ABB-robot og standard-plugg)
* Stemmann/Ferrycharger pantograf
* Wärtsilä induksjonslading

=== Hybriddrift ===
[[Fil:Color Hybrid.jpg|thumb|MS «Color Hybrid»]]
Dieselelektrisk drift har eksistert i lang tid, og konseptet er basert på dieselkraft overført til elektrisk kraft. Et nytt hybridkonsept oppstår med batteridrift ettersom man kan bruke dieselmaskineri side om side med batteridrift. Batteriassistanse vil være viktig for utslippsfri ferdsel i havneområder, men også under manøvrering i kystfarvann for å oppnå besparinger i dieselforbruk og større energieffektivitet. Dermed kan man bruke batteridrift lenge etter de faktiske grenser var sprengt, ved å satse på hydriddrift der begge drivmetoder gikk sammen. Slike fartøyer kalles på svensk ''batterihybridfartygar''. Enten lades batteriene opp med hjelp av dieseldrevne generatorer, eller med ekstern strøm fra landanlegg siden sommeren 2017.

Den første fergen med batterihybriddrift i Norge er MF «Folgefonn» som ble ombygd i 2012–2014 og satt i drift med en lik stor batterilast som den helelektriske «Ampere», med den samme effekten; 1 MWh. I september 2017 ble fergen ombygd på nytt hvor dieselmotorene blir overflødig som ladekilde for batteriene som dermed kan være fulladet etter hver stopp under den daglige driften. De blir redusert til rollen som assistansemotor.<ref>[https://www.tu.no/artikler/folgefonn-blir-verdens-forste-ferge-med-automatisk-fortoying-og-induksjonslading/349006 Folgefonn blir verdens første ferge med automatisk fortøying og induksjonslading]</ref> «Folgefonn» er likevel ikke den første ladbare hybridfergen i verden, denne æren gikk til MF «Hornstind» for fergesambandet Tjøtta-Forvik den 4. juli 2017. Denne fergen kan ombygges til helelektrisk drift en gang i fremtiden.<ref>[https://www.tu.no/artikler/na-er-verdens-forste-plug-in-hybridferge-levert/396659 Nå er verdens første plug-in hybridferge levert]</ref> Dette vekte meget stor interesse annetsteds ettersom ferjerederier vil ha besparing i drivstoffkostnader og dermed så på batteriassistanse som en meget god løsning.

Scandlines var først ut i 2014 ved å ombygge sine ferger mellom Rødby og Puttgarden. Det danske ferjerederiet, som har de største batterielektriske fergene hittil, MF «Aurora» (bygget av Tangen Verft i Kragerø i 1991) og MF «Tyco Brahe» siden 2017, med en batteripakke på 4 MWh i effekt, har fire ferger med hybriddrift med batteripakker på 2,6 MWh. Disse fire jernbanefergene mellom Danmark og Tyskland - M/F «Prinsesse Benedikte», M/F «Deutschland», M/F «Schleswig-Holstein» og M/F «Prins Richard» - er 142 meter lange og 24 meter brede med kapasitet på 118 meter togspor, 364 personbiler og 900 eller 1140 passasjerer.<ref>[https://www.tu.no/artikler/miljovernerne-jubler-over-denne-ferga/222328 Miljøvernerne jubler over denne ferga]</ref>

Det svenske ferjerederiet [[Stena Line]] valgte å ombygge en av sine store havgående bilferjer, den kombinerte frakt- og passasjerfergen «Stena Jutlandica» for hydriddrift. En container som rommet en batteripakke på 1MWh ble installert på værdekket like over akterporten i våren 2018. Siden har dette store batterihybridfartøyet gjennomført sin første sommersesong, og erfaringene med batteridrift var bedre enn forventet. Rederiet la opp en plan i batteriprosjektet delt i flere trinn. I trinn 1 vil man bare ha batteridrift for å erstatte dieselgeneratorer ment for manøvrering til og fra fergekaiene. I trinn 2 vil to av de fire hovedmaskinene koples med batteridrift, så Stena Jutlandica vil kjøre på elektrisk kraft innenskjærs fram til Vinga fyrtårn 10 nautiske mil (18.5&nbsp;km) ut. I trinn 3 vil alle fire hovedmaskinene være koblet til batteriene.

Planen har et langt tidsperspektiv, men det avhenger av resultatene som oppstår underveis i prosjektet som er å sette inn batteridrift på fergesambandet mellom Frederikshavn i Danmark og Göteborg i Sverige. Man håper på elektrisk kraft på opptil 50 nautiske mil (93&nbsp;km). Stena Line planlegger hybriddrift på fremtidige ferjer og har dermed store forventninger til det unike prosjektet. Trinn 1 er allerede overstått.<ref>{{Kilde www |url=http://www.mynewsdesk.com/no/stena-line-norge/pressreleases/gode-resultater-for-batteriprosjektet-paa-stena-jutlandica-2772007 |tittel=Gode resultater for batteriprosjektet på Stena Jutlandica 19. okt. 2018 |besøksdato=2018-11-01 |arkiv-dato=2018-11-08 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20181108224531/http://www.mynewsdesk.com/no/stena-line-norge/pressreleases/gode-resultater-for-batteriprosjektet-paa-stena-jutlandica-2772007 |url-status=død }}</ref>

Den norske konkurrenten [[Color Line]] var ikke sen til å følge etter svenskene. Sandefjord-Strømstad ferjeforbindelsen vil få en ny ferje i året 2019 under navnet [[MS «Color Hybrid»]] som vil ha plug-in ladesystem med bruk av strømkabel og ladegeneratorer for ladning om bord.<ref>[https://www.colorline.no/om-oss/pressesenter/color-line-med-hybridferge Color Line med verdens største hybridferge]</ref> Den vil bli verdens største hybridskip som et nybygd skip, med en lengde på 160 meter og en kapasitet for 500 biler og 2000 passasjerer. Den vil ha en batteripakke på 4,7 MWh og kan dermed seile 3,2 nautiske mil kun på strøm. To separate rom avdeles for batteripakken, som vil ha en samlet vekt på 65 tonn. Med dette vil man ha null-utslipp innenskjærs på vei ut fra Sandefjord og tilbake som forlangt av myndighetene.<ref>[https://www.tu.no/artikler/verdens-storste-batterihybride-ferge-hele-18-av-25-leverandorer-er-norske/432928 Verdens største batterihybride ferge: Hele 18 av 25 leverandører er norske]</ref> Batteripakken fra [[Siemens]] kan opprettholde en hastighet på 12 knop for opptil en time, med stor besparingspotensialitet for driftssystemet som er dels dieselmekanisk og dels dieselelektrisk.<ref>Color Line, s. 155, s. 159</ref>

=== Hurtigbåt ===
[[Fil:9884007 Rygerelektra 2020.jpg|thumb|[[MS «Rygerelektra»]] i Korsfjorden]]
[[Fil:Fjordøy in Feøy Harbour.png|thumb|[[MS «Fjordøy»]] som ligger til kai ved [[Feøy]].]]
Batteridriftens største ulempe er energitappingen, som vil øke i møte med økt motstand. Dermed er batteridrevne båter best egnet i lav hastighet hvor vannfriksjonen mot skroget ikke vil bli for stor. En typisk hurtigbåt vil ha en gjennomsnittlig hastighet på 40&nbsp;km/t eller 22 knop og høyere. Bilferjen «Ampere» har katamaranskrog for å kunne ha minimal vannmotstand under drift. Batteriene blir raskere utladet jo raskere man kjøre på vannet, så rekkevidden krympes meget drastisk.

Ennå er interessen for elektriske hurtigferger (hurtigbåt i norsk) sterk, så man har deretter en rekke prosjekter på gang i november 2018. Prosjektet som er kommet lengst, er den svenske «AirEl» utviklet av rederiet BB Green City Ferries som tester batteridrevne ferjefartøyer (BB står for Battery-powered Boats) i høsten 2016. Hurtigbåten, som ble bygd i Riga og utstyrt av selskapet Eschandia Marine, er basert på et norsk patent av Ulf Tudem, ''ASV'' (air supported vessel) som vil si en kunstig luftpute skapt under skroget. Med dette håper BB Green på at man vil eliminere 30-40 % av vannmotstanden og dermed kan man sette inn en batteripakke som ikke er for tung. Dermed oppnådde «AirEl» 28 knop under prøvedriften i 2016, men med en rekkevidde på bare 14 nautiske mil.<ref>[https://www.tu.no/artikler/denne-el-fergen-gar-i-28-knop/366773 Denne el-fergen går i 28 knop]</ref>

Denne typen som het «luftassistert batteridreven hurtigferje» har ikke lokket til seg potensielle kunder utover allmenn oppmerksomhet, ettersom BB Green Ferries var kjent for lange forsinkelser og innkjøringsproblemer med sine batteridrevne båter. «AirEl» ble sendt ut på rundkjøring blant annet til Norge hvor det vakte oppsikt som et meget avansert fartøy med karbonfiberskrog på bare syv tonn og sin hastighet opptil 30 knop i våren 2018.<ref>[https://www.abcnyheter.no/motor/bat/2018/04/29/195390417/det-finnes-ikke-maken-i-hele-verden-faktisk Tudem og AirEl i Sandefjord]</ref> Echandia Marine inngikk avtale med Norled om å overta fergeforbindelsen mellom Rolfsbukta på Fornebu og Langkaia i Oslo sentrum fra 1. mai 2019 med to ferjer basert på «AirEl» som et prøveprosjekt på egne ansvar.<ref>[https://www.skipsrevyen.no/article/utslippsfri-hurtigbaat-uten-offentlig-stoette/ Tester utslippsfri hurtigbåt i Oslofjorden]</ref> Enchandia Marine måtte utsette åpningen av ferjen fram til våren 2020.<ref>[https://www.budstikka.no/elferge/fornebu/oslofjorden/elferge-til-fornebu-forsinket-med-ett-ar/s/5-55-741750 Elferge til Fornebu forsinket med ett år]</ref>

EU sponser et utviklingsprogram under prosjektnavnet ''TrAM'' i januar 2018 med henblikk på at en elektrisk hurtigbåt med kapasitet for 150 passasjerer vil være tilgjengelig for fergesambandet Stavanger-Hommersåk i 2022. Den vil være basert på «Urban Water Shuttle»-konseptet omkring en katamaran.<ref>[https://www.tu.no/artikler/eu-sponser-utvikling-av-norsk-el-hurtigbat-med-110-millioner/427277 EU sponser utvikling av norsk el-hurtigbåt med 110 millioner]</ref> En studie utarbeidet på vegne av NOx-fondet i januar 2017 viser at bare relative korte hurtigbåtruter under 10 nautiske mil kan bli batterielektrisk eller hybride.<ref>[https://www.tu.no/artikler/batteri-og-brenselc,elle-kan-kutte-utslipp-fra-hurtigbater/366391 Batteri og brenselcelle kan kutte utslipp fra hurtigbåter]</ref>

Den første kontrakten på en hurtigbåt med batterihybriddrift ble inngått mellom Norled og GS Marine i Gursken i november 2017. Den enslige hybridbåten vil bli levert og klargjort for kommersiell drift i januar 2019, sammen med sin søsterbåt som er tilrettelagt for hybriddrift. Disse to katamaraner i karbon med størrelse på 24 m x 7 m er beregnet på fartssegmentet mellom 15 og 25 knop. Hybridbåten vil enten være i dieselmekanisk mode, batterielektrisk mode og hybrid mode som et typisk batterihybridfartøy.<ref>[https://www.skipsrevyen.no/article/hurtigbaatene-sikrer-gs-marine-arbeid-et-aar-frem-i-tid/ Hurtigbåtene sikrer GS Marine arbeid et år frem i tid]</ref> De to katamaranfergene ble levert som batterihybriddrevne fartøyer under navnene [[MS «Fjordled»]] og [[MS «Fjordøy»]] etter planen, i desember 2019 kom en beslutning om at «Fjordøy» skal ombygges for batteridrift.<ref>{{Kilde www |url=https://www.rogfk.no/aktuelt/kan-fa-verdens-forste-ombygde-fullelektriske-hurtigbat.93723.aspx |tittel=Kan få verdens første ombygde fullelektriske hurtigbåt |besøksdato=2020-09-26 |arkiv-dato=2019-12-30 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20191230150541/https://www.rogfk.no/aktuelt/kan-fa-verdens-forste-ombygde-fullelektriske-hurtigbat.93723.aspx |url-status=yes }}</ref>

Retten som den første helelektriske hurtigbåten i historien går allikevel til et nybygd fartøy, [[MS «Rygerelektra»]] bygd og levert av [[Brødrene Aa]] i april 2020 til rederiet Rødne. Det er søsterskipet for [[MS «Rygerdronningen»]] som et rent batterielektrisk ferjefartøy med plass for 297 passasjerer som vil kunne seile rundt 50 nautiske mil på opptil 20 knop.<ref>{{Kilde www |url=https://www.skipsrevyen.no/batomtaler/rygerelektra/ |tittel=MS «Rygerelektra» |besøksdato=2020-09-26 |arkiv-dato=2021-01-24 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20210124225211/https://www.skipsrevyen.no/batomtaler/rygerelektra/ |url-status=yes }}</ref> Hurtigbåten settes inn i sambandet mellom Stavanger og Preikestolen, og skal benyttes for turisttrafikk på Lysefjorden.<ref>[https://www.naeringsforeningen.no/nytt-fra-vaare-medlemmer/rygerelektra-klappet-lydloest-til-kai-i-stavanger/ Lydløst til kai i Stavanger]</ref>

I september 2020 fikk Miljødirektoratet flere søknader om støtte til utslippsfrie hurtigbåter. Den første søknaden er om å ombygge MS «Fjordled» for sambandet Røvær-Feøy-Haugesund som søsterskipet MS «Fjordøy». Den andre søknaden er om å utrede muligheter for utslippsfrie hurtigbåtforbindelse mellom Hamar og Gjøvik på Mjøsa. Den tredje søknaden er om felles design- og byggespesifikasjoner for framtidens hurtigbåter i Trøndelag, Vestland, Nordland og Finnmark.<ref>{{Kilde www |url=http://havnemagasinet.no/2020/09/04/soknader-for-nesten-100-millioner/ |tittel=Søknader for nesten 100 millioner |besøksdato=2020-09-26 |arkiv-dato=2020-09-25 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20200925085448/http://havnemagasinet.no/2020/09/04/soknader-for-nesten-100-millioner/ |url-status=yes }}</ref>

=== Førerløse ferger ===
Autonome fergebåter er under utvikling hvor man vil basere seg på batteridrift. Den førerløse og selvgående fergen vil bli ferdig utviklet som et resultat av ''Autoferry''-prosjektet hos NTNU i Trondheim. Den skal kunne ta minimum 12 passasjerer og det er planer om at den førerløse fergen vil krysse kanalen i Trondheim mellom Ravnkloa og Vestre kanalhavn. Den kan lades i dokkingstasjonene i løpet av dagen.<ref>[https://www.plastforum.no/article/view/608550/forerlose_ferger_kan_erstatte_gangbruer Førerløse ferger kan erstatte gangbruer]</ref> I mellomtiden er prototypen i skala 1:2 på 5 meters lengde tatt i bruk for å teste navigasjonssystemet og annet for å sørge for en trygg overgang.<ref>[https://www.tu.no/artikler/verdens-forste-forerlose-passasjerferge-kan-ga-over-en-kanal-i-trondheim/363790 Verdens første førerløse passasjerferge kan gå over en kanal i Trondheim]</ref>

I 2018 blir prototypeferjen «MiliAmpére» som verdens første selvgående ferge gjort tilgjengelig for publikum.<ref>[ http://nfas.autonomous-ship.org/nfas-161004/12b_NTNU_pres.pdf {{Wayback|url=http://nfas.autonomous-ship.org/nfas-161004/12b_NTNU_pres.pdf |date=20181108224800 }} Verdens første Autonome passasjer- og sykkelferge mellom Ravnkloa og Vestre Kanalhavn, Trondheim]</ref> Det er andre førerløse ferjer, men disse er som regel kabelferger som kan fungerer liksom en horisontal [[heis]]. Det beste eksemplet må være kabelferjen på [[Espevær]] i Bømlo i Hordaland, hvor man bare trengte å putte en mynt i myntautomaten for å få den til å bevege seg over sundet.