WEEK 16-17 20 APRIL 2016
43 Hoe helpt de binnenvaart met terugdringen groei broeikaseffect?
Het is alweer een tijdje geleden: in december 2015 heeſt een grote groep landen in Parijs een groot en belangrijk akkoord gesloten: Het nieuwe VN Klimaatakkoord. Het am- bitieuze doel: de opwarming van de aarde beperken tot ruim onder 2 graden Celsius, met een duidelijk zicht op 1,5 graden Celsius. Het akkoord gaat per 2020 in. In het akkoord zijn lucht- en scheepvaart niet opgenomen, terwijl het toch flinke vervuilers zijn. Door verschillende partijen worden deze sectoren dan ook opgeroepen hun verantwoordelijk- heid te nemen. Vandaag de dag zijn beide sectoren immers verantwoordelijk voor ongeveer 4 procent van de globale CO2-emis- sie. Wat doet de binnenvaart hieraan?
ERIK PENNEKAMP
Bij de invoering van de CCR2-wetgeving moest de uitstoot van stikstofoxiden (NOx) verplicht omlaag worden gebracht. Om deze vermin- dering te bereiken, wordt er meer gasolie toegevoegd aan het brandstof/lucht mengsel. Hiermee wordt een hoger gasolieverbruik gegenereerd, dus ook een hogere uitstoot van CO2, maar een lager NOx-gehalte. Nu moet de maritieme sector de uitstoot van broeikas- gassen (CO2 ) reduceren, eventueel door het opleggen van een CO2-heffing. Dat was het standpunt dat de OESO (Organisatie van Eco- nomische Samenwerking en Ontwikkeling) vorig jaar oktober, dus vóór de klimaattop, bekend heeſt gemaakt. Als er geen verdere actie wordt ondernomen, zal de uitstoot van CO2 flink toenemen omdat volgens de te verwachten groei van de wereldeconomie het maritieme transport tot 2050 gaat verviervou- digen. En dat terwijl de uitstoot juist moet zijn gehalveerd in 2050. Een tegenstelling waarvan de OESO denkt dat dit alleen middels een toeslag kan worden beperkt.
Brandstoffen Bij de verbranding van een liter gasolie komt ongeveer 2,7 kilogram CO2 vrij. Het beperken van de uitstoot van CO2 is de enige moge- lijkheid om de groei van het broeikaseffect te stoppen. Inmiddels is de economie zo afhankelijk van fossiele brandstoffen, dat een oplossing niet eenvoudig is. Het verminderen van het gasolieverbruik is de meest eenvou-
dige, maar daarom niet minder belangrijke, eerste stap. Immers; wat je niet vies maakt, hoef je ook niet schoon te maken. Met het overschakelen van hoogzwavelige gasolie (2000 ppm* zwavel), via een tussenstap (1000 ppm zwavel) naar laagzwavelige EN590 gasolie ( <10 ppm zwavel) is er al een enorme stap gezet qua emissies, maar met de hogere calorische waarde van de EN590 gasolie heeſt een dieselmotor theoretisch een lager brand- stofverbruik. Is de keuze voor gasolie wel toekomstbestendig? Er zijn meerdere alterna- tieven voor de gasolie zoals deze nu gebruikt worden, maar daar zitten wel consequenties aan. Zo moeten de motoren worden omge- bouwd voor de nieuwe brandstof, maar zal er ook een logistiek moeten zijn in heel Europa waar deze brandstoffen gebunkerd kunnen worden. Het varen met Dual Fuel (twee brand- stoffen) is een mogelijkheid die ook op enkele bestaande motoren kan worden toegepast of het inspuiten van een wateremulsie, waarmee ook een behoorlijke reductie kan worden bereikt. Er zijn tevens zogenaamde ‘Premium Fuels’ beschikbaar voor de scheepvaart. Total Azur is daar een voorbeeld van, een brandstof die door toevoeging van additieven een scho- nere verbranding heeſt en hierdoor de motor inwendig schoner houdt. Ook Shell GTL Mari- ne, waarbij GTL staat voor ‘Gas To Liquids’ is een zeer hoogwaardige Premium Fuel. Deze synthetische gasolie is echter gebaseerd op aardgas en is beter bestand tegen water en micro-organismen. Hoewel deze brandstoffen schoner zijn dan conventionele brandstoffen, leveren ze geen vermindering op van CO2. De voordelen zijn echter evident.
LNG
Er zijn inmiddels al meerdere schepen die op LNG (Liquefied Natural Gas) varen. De kostbare installatie bestaat ondermeer uit cryogene cilindrische tanks waarin het gas op een temperatuur van -162°C vloeibaar wordt gehouden. Het gas bestaat uit vloei- baar aardgas met methaan, stikstof, propaan en ethaan en geeſt een CO2 reductie van 10 procent tot 20 procent. Het investeren in een LNG installatie is voor grootverbruikers in de scheepvaart een optie, maar voor de kleinere brandstofverbruikers niet interessant. De relatief lage gasolieprijs op dit moment werkt
ook in het nadeel van het omslagpunt voor LNG. Om gasolie met water te mengen klinkt de meesten vreemd in de oren, maar middels een brandstof-wateremulsie is een CO2 re- ductie van 10 procent tot 30 procent haalbaar inclusief de beoogde brandstofbesparing van zo’n 2 procent tot 3 procent. Hybride of dieselelektrische systemen hebben inmiddels ook hun bestaansrecht ruimschoots bewezen. Toepassingen als de Cyclone die in het luchtinlaatsysteem wordt gemonteerd heeſt zich in het wegvervoer middels bewezen qua brandstofbesparing, dus ook CO2 reductie. In de scheepvaart is deze techniek nog vrij onbekend (zie kader info Cyclone).
People, Planet and Profit De drie P’s People, Planet, Profit, staan voor gezondheid (People), milieu (Planet) en winst (Profit). Een prachtige term, maar het gaat om de inhoud. Als het gaat om de uitstoot van broeikasgassen te beperken, zal de scheep- vaart moeten gaan investeren. De vervuiler betaalt is nog altijd het motto. Of er nu wel of geen CO2 heffing komt voor de scheep- vaart, de klimaattop heeſt bepaald dat er iets moet gebeuren om verdere opwarming van de aarde te voorkomen. De mogelijkheden zijn divers en de scheepvaart is aan zet. Het investeren in ‘andere’ technieken of brand- stoffen blijſt een moeilijke kwestie. Op de lange termijn wordt LNG door de autoriteiten
en oliereuzen als brandstof met toekomst gezien, maar door de huidige olieprijzen is het investeren in deze techniek, commercieel en logistiek gezien, wellicht niet de meest interessante oplossing.
(* ppm staat voor ‘Parts per Million’, of in scheepvaarttermen: kilogram per 1000 ton)
CYCLONE
De Cyclone wordt in het inlaattra- ject gemonteerd in plaats van het uitlaattraject. Door het toepassen van een Cyclone gaat de lucht in het inlaatsysteem draaien, zodat de lucht zich makkelijker met de brandstof verbindt waardoor de verbranding efficiënter is. Fabri- kanten van deze systemen claimen een brandstofbesparing en CO2 reductie van minimaal 5 procent. In de automobielindustrie worden variaties van de cyclone door diver- se fabrikanten ingebouwd om zo schoner en concurrerender te zijn, maar in de scheepvaart zijn ze nog een onbekend fenomeen.
Nageschakelde technieken
Dat men de uitstoot van CO2 kan verminde- ren door het brandstofverbruik te verlagen, is bekend. Buiten het broeikasgas komen er nog andere emissies uit de uitlaat die deels verminderd kunnen worden. Om dit voor elkaar te krijgen, kan men nageschakelde technieken toepassen. Zoals het woord al verraadt, worden deze technieken toe- gepast in het uitlaattraject van de motor. Deze technieken kunnen ook toegepast worden bij bestaande motoren of configu- raties. Hieronder worden de twee meest gebruikte technieken in de binnenvaart nog eens belicht.
ERIK PENNEKAMP
SCR Katalysator Selective Catalytic Reduction (Selectieve Katalytische Reductie), kortweg katalysator genoemd, is zo’n techniek. Het woord is afgeleid van het Griekse woord Katalysis, wat ontbinding betekent. In het uitlaattra- ject van de motor kan het systeem worden ingebouwd. Hiervoor is echter wel voldoen- de inbouwruimte nodig. In de katalysator zelf zitten platina onderdelen, wat deels ook de prijs bepaalt van het systeem. Platina katalyseert chemische reacties zeer goed. In de katalysator wordt de reductie uitgevoerd door het uitlaatgas te laten reageren met ureum, een ammoniakachtige oplossing in gedemineraliseerd water. Het product wordt veelal onder de naam AdBlue verkocht, waarmee de constante kwaliteit en verhou- ding van 32,5 procent gewaarborgd is. De giſtige moleculen in de uitlaatgassen worden via het chemische proces in niet giſtige mo- leculen omgezet. Zo wordt bijvoorbeeld het giſtige Koolstofmonoxide (CO) omgezet in Koolstofdioxide (CO2). Dit is niet giſtig, maar
draagt bij aan het broeikaseffect. De stiksto- foxiden (NOx) worden met circa 95 procent teruggedrongen. De katalysator heeſt wel een minimumtemperatuur nodig van 250°C en werkt optimaal bij een temperatuur van 450°C. Met een koude start werkt een kata- lysator niet, maar een verwarmingselement kan er voor zorgen dat de katalysator sneller op temperatuur is. De benodigde AdBlue (of ureum) is niet giſtig en dient te worden op- geslagen in een roestvaststalen of kunststof tank. Ook het leidingwerk en de pompen die- nen van roestvaststaal of kunststof te zijn. Het verbruik van de AdBlue bedraagt circa 3 procent tot 5 procent van de brandstof van de betreffende motor.
Roetfilter Het roetfilter is ook in het uitlaattraject gemonteerd en vangt, zoals de naam al aan- geeſt, alle roet op uit de uitlaatgassen. De officiële benaming luidt DPF oſtewel Diesel Particle Filter, of FAP in het Frans (Filtre A Particle). Het filter zorgt ervoor dat er tot ongeveer 95 procent minder fijnstof of PM (Particle Miniscule) via de uitlaat in het mi- lieu terechtkomt. Deze deeltjes, die anders via de uitlaat in het milieu terecht zouden komen, zijn kankerverwekkend. De afgevan- gen deeltjes in het filter worden regelmatig verbrand, ook wel regenereren genoemd. Dit gebeurt bij een temperatuur van circa 600°C, die alleen voorkomt bij zeer hoge belasting van de dieselmotor. Om bij lage temperaturen, bijvoorbeeld in de afvaart, ook het filter te laten regenereren, kan er een brander in het systeem worden ingebouwd, om zo een optimaal rendement van het filter te behalen. De additieven in brandstoffen veroorzaken mede het ontstaan van de roet, maar zonder deze toevoegingen zouden er
Foto Emigreen
bijvoorbeeld weer problemen optreden met verstuivers, filters en brandstofpompen. Voor de smeerolie geldt eigenlijk hetzelfde. De dopes of additieven waardoor de smeer- olie betere eigenschappen heeſt, kunnen ook verbranden. Zonder deze additieven zou bijvoorbeeld elke week smeerolie ververst moeten worden, dus zonder gaat ook niet. Speciaal voor motoren met roetfilters hebben de oliemaatschappijen ‘Low SaPS’ smeermiddelen ontwikkeld. Dat ‘Low’ voor laag staat is duidelijk, maar SaPS staat voor ‘Sulphated Ash, Phosphor en Sulphur’. Door het gehalte van deze additieven laag te houden, zullen zij ook minder verbran-
den, maar gaan de eigenschappen van de smeerolie achteruit. Om de kwaliteit van de smeerolie toch op niveau te houden, moet er dus wel een betere en duurdere basisolie gebruikt worden. Een roetfilter is gemaakt van keramisch materiaal en Silicium Carbide (SiC) en dat laatste zorgt er voor dat het roet wordt ‘opgeslagen’. Mocht een roetfilter verstopt raken, en er vindt geen regeneratie plaats, dan geeſt de uitlaatgassen zoveel te- gendruk aan de motor, dat deze beschadigd zou kunnen raken. Het gebruik van de juiste smeermiddelen en het optimaal onderhou- den van de installatie zorgen er voor dat het roetfilter langer meegaat.
Page 1 |
Page 2 |
Page 3 |
Page 4 |
Page 5 |
Page 6 |
Page 7 |
Page 8 |
Page 9 |
Page 10 |
Page 11 |
Page 12 |
Page 13 |
Page 14 |
Page 15 |
Page 16 |
Page 17 |
Page 18 |
Page 19 |
Page 20 |
Page 21 |
Page 22 |
Page 23 |
Page 24 |
Page 25 |
Page 26 |
Page 27 |
Page 28 |
Page 29 |
Page 30 |
Page 31 |
Page 32 |
Page 33 |
Page 34 |
Page 35 |
Page 36 |
Page 37 |
Page 38 |
Page 39 |
Page 40 |
Page 41 |
Page 42 |
Page 43 |
Page 44 |
Page 45 |
Page 46 |
Page 47 |
Page 48 |
Page 49 |
Page 50 |
Page 51 |
Page 52 |
Page 53 |
Page 54 |
Page 55 |
Page 56 |
Page 57 |
Page 58 |
Page 59 |
Page 60 |
Page 61 |
Page 62
