Världens första autonoma elektriska passagerarfärja - drivs av 5G och IoT

För många stadsbor är färjorna en viktig del av vardagen, eftersom de erbjuder ett snabbt och bekvämt sätt att ta sig runt i staden samtidigt som man undviker trafikstockningar på gatorna. Men även om färjor är en del av många transportsystem i städerna drivs de fortfarande alltför ofta av mycket förorenande marindiesel. För att sätta det i perspektiv transporterar färjor varje år nästan lika många passagerare som flygindustrin och att minska koldioxidutsläppen över hela linjen har blivit en prioritet, både för att invånarna kräver grönare städer och för att regler och lagar kräver det.  

Det är här det norska företaget Zeabuz, tillsammans med sin partner Torghatten, har en lösning. Deras nya färja, MF Estelle, lanserades i Stockholm våren 2023, och det är världens första autonoma elfärja, byggd med hållbarhet i fokus - och driven av 5G och IoT.

"Det som gör Zeabuz annorlunda är att vi är helt elektriska, så vi har noll utsläpp", säger Carl Petersson, Autonomy Engineer, Zeabuz. "Vi försöker skapa ett nätverk av små elektriska färjor som är autonoma och som kan färdas korta sträckor i städer, med mycket täta avgångar. Detta kommer att skapa ett snabbt, bekvämt och grönt mobilitetssystem för stadsborna."

MF Estelle har kapacitet att ta 24 passagerare per tur. I Stockholm tar den resan passagerare från Kungsholmen, där Stadshuset ligger, över Mälaren till Stockholms största ö, Södermalm, på bara sju minuter. Om man gör samma resa med kollektivtrafik eller bil tar det tjugo minuter eller mer, beroende på trafiksituationen. Men tjugofyra passagerare är inte så många i en miljonstad, så ett sätt att motverka det relativt låga passagerarutrymmet på färjan är att öka turtätheten och antalet färjor som går.

"Genom att köra fyra eller fem mindre fartyg på samma rutt kan vi kompensera för kapacitetsbehov och samtidigt skapa en bättre service genom tätare avgångar, ungefär som när tunnelbanan går regelbundet - missar du en färja så kommer det en ny om några minuter", säger Carl Petersson.

Infrastruktur

Zeabuz valde att använda mindre färjor av ett mycket praktiskt skäl: den teknik som finns tillgänglig idag gör det mycket svårt att elektrifiera större fartyg på ett lönsamt sätt. Ett större fartyg behöver ett större batteri, och ju större batteri, desto tyngre fartyg. Det enda sättet att få större fartyg att fungera idag skulle vara att utrusta dem med mindre batterier och ladda dem vid varje stopp, något som skulle ha stor inverkan på avgångsfrekvensen. I grund och botten finns inte infrastrukturen där ännu, så företaget måste arbeta med det som finns tillgängligt.

"Våra designkriterier var tydliga från början: vi behövde kunna köra färjorna hela dagen utan att de behövde laddas. Istället laddas de över natten när färjan inte är i trafik, med hjälp av den laddningsinfrastruktur som redan finns tillgänglig. Även om det görs framsteg när det gäller laddning och batteristorlek kan det dröja fem eller tio år innan batterierna är tillräckligt lätta för större båtar. Genom att tillverka mindre, mycket energieffektiva färjor kan vi få båtarna i vattnet och mobilitetssystemet på plats, samtidigt som vi förbereder oss för vad som så småningom kommer att vara möjligt."

Laddning är inte det enda område där Zeabuz fokuserar på energieffektivitet. MF Estelle är en katamaran, vilket är mycket energieffektivt - och den är också tillverkad av kolfiber för att ytterligare minska vikten och därmed energiförbrukningen.

Autonomi och teknik

Det som gör allt möjligt är autonomi. Den största kostnaden för allmänna färjor är bemanningen - en färjekaptens lön är nästan dubbelt så hög som en busschaufförs och kräver en längre utbildning (fem år i Sverige.) Dessutom närmar sig många kaptener i Sverige pension, samtidigt som färre personer söker sig till branschen.

"Även om de börjar arbeta med detta är många inte så intresserade av att köra mindre färjor på korta sträckor mitt i staden, så autonomiaspekten löser många utmaningar", säger Carl Petersson. "Men vi kan inte ta bort människan helt och hållet - det är helt enkelt inte genomförbart i det långa loppet."

"Med en kapten som övervakar allt på distans kan de gå in när det behövs och ta över fartyget på distans, något som inte skulle vara möjligt utan 5G-kapacitet", säger Carl Petersson. "Du behöver 5G eftersom du inte kan ha någon fördröjning - inte ens en sekund eller två. Med 5G får du omedelbar kontroll och omedelbar feedback - vi skulle aldrig kunna köra en autonom färja utan 5G - det är helt avgörande."

För närvarande är fjärrövervakningen av MF Estelle envägskommunikation, från färjan till företaget. Så småningom kommer tvåvägskommunikation att implementeras och 5G kommer att vara avgörande för att möjliggöra detta. Och det är här Zeabuz arbetar med Tele2 för att möta kraven i nästa steg.

"Tele2 är en ledande aktör inom uppkopplingsbranschen, och vi behövde ett företag som vi kunde lita på och som kan möta våra behov", säger Carl Petersson. "Naturligtvis jämförde vi Tele2 med konkurrenter, men i slutändan har Tele2 varit mer villigt att agera som en partner. Vi skapar något nytt och har mycket höga krav på uppkoppling, särskilt på grund av fjärrstyrningen av båten. Det innebär att Tele2 också har ett intresse av att få detta att fungera och vi tror att Tele2 är den partner som vi kan göra detta med tillsammans, istället för ett annat företag som kanske ger oss vad de har men som inte är villigt att gå de extra stegen för att säkerställa framgång. Vi vet att vi har en riktig partner i Tele2 och teamet vi har arbetat med, särskilt Linda Ekener Mägisom är så passionerad och intelligent i sitt arbete."

Data lagras på Zeabuz kontor i Trondheim, Norge, och för närvarande använder de två olika SIM-kort för 5G. Det ena skickar små datapunkter om fjärrstyrd verksamhet, till exempel aktuell position. Det andra är påslaget när de vill fjärrstyra och hämta data och göra saker som uppgraderingar.

"I princip samlar vi in all data från ett par överfarter om dagen, vilket är mycket, och sedan använder vi den datan för att undersöka hur autonomisystemet fungerar. Just nu använder vi dem för utveckling, men i framtiden kan de komma att användas för förebyggande underhåll eller andra saker, men just nu är vi helt fokuserade på autonomi."

Föreskrifter och säkerhet

Zeabuz har drivit ett forskningsprojekt sedan början av 2023 och har nu ett möte med Transportstyrelsen, som ansvarar för det slutliga godkännandet, vilket behövs eftersom detta är en helt ny teknik.

"De är mycket positiva till att fjärrstyra och kontrollera fartyget, även om passagerarnas säkerhet naturligtvis är nummer ett. Tekniskt sett är ribban mycket hög, vilket är bra", säger Carl Petersson. "Så vi arbetar med att säkerställa passagerarnas säkerhet på distans från land och vi kommer sannolikt att ha en person ombord på varje fartyg som inte är utbildad för att köra eller hantera fartyget, men som är utbildad i passagerarsäkerhet, till exempel hur man hanterar flytvästar och livflottar. I en nödsituation kommer allt att hanteras på distans av kaptenen, så personen ombord ska fungera som assistans, liknande det vi redan har på tågsystemet i Stockholm - en person som arbetar med passagerarna separat från föraren av tåget. Det är någon som kan reagera snabbt och lugnt i en nödsituation. Det vi har sett är att människor reagerar väldigt positivt på autonomi, men inte lika bra på obemannat, vilket är två olika saker."

Hållbarhet

"Båtplan Stockholm" är ett program för att konvertera all Stockholms färjetrafik till och från stadens skärgård till 100 procent utsläppsfri verksamhet, med el eller vätgas som bränsle. Även om detta är ett pågående initiativ är Zeabuz något av en spelväxlare i stadens utveckling till en miljövänlig och grön stad.

"Det finns ingen anledning att inte göra det och verktygen finns där för att göra det möjligt, så det var aldrig ens en fråga för oss. Hållbarhet är vägen framåt, för det är precis där vi befinner oss som samhälle", säger Carl Peterson.

Framtiden

Sedan lanseringen av MF Estelle i våras har Zeabuz fått mycket uppmärksamhet från hela världen. Lanseringen i Stockholm gav upphov till artiklar över hela världen, från Norden ända till Australien.

"Vi visar verkligen människor att det är möjligt nu och att man måste tänka på detta när man gör stadsplanering framöver eftersom det kommer att göra livet enklare för invånarna", säger Carl Petersson. "Många städer har redan färjesystem för innerstaden, men många är omoderna eller använder gammal teknik som ofta är mycket förorenande. Vår ambition är att expandera till hela världen.

"Vår största utmaning är att få ner kostnaderna för fartygen - vi måste få in skalekonomin i bilden - så vi är mitt uppe i förhandlingar med ett av världens största färjebyggföretag och de är mycket angelägna om att få igång det här. De ser att det här är framtiden, och vi vet alla att sättet att få ner produktionspriset är att massproducera dem, precis som man gör med bussar eller andra typer av transporter."

Zeabuz för också diskussioner med ett antal städer runt om i världen som har sett vad de gör i Stockholm och är intresserade av hur detta skulle kunna bli en del av deras stads transportsystem.

"Det finns många krav på att uppfylla hållbarhetsmålen och dessa regler kommer bara att bli strängare, så vår lösning passar perfekt in i vad en stad behöver göra för att uppfylla dessa krav och regler kring hållbarhet, samt för att uppfylla medborgarnas krav. Det här är också ett mycket kostnadseffektivt sätt att göra det på. Det är inte så att man behöver bygga en ny väg eller bro - vattnet finns redan där, så det handlar om relativt små pengar. Ett antal kommuner har redan hört av sig till oss och vi är redan i djupa diskussioner med dem."

När Zeabuz blir globalt kommer 5G att vara nödvändigt för färjornas autonomi. Med Tele2s utökade 5G-roaming kommer dessa krav kring autonomi att uppfyllas.