60 HYBRIDE-TECHNOLOGIE MET BATTERIJEN EN BRANDSTOFCELLEN Elektrisch aangedreven duwschip Elektra


872 | WEEK 46-47 15 NOVEMBER 2017


DÜSSELDORF Het havenbedrijf van Berlijn, BeHaLa, en de technische universiteit in de stad ontwikkelen samen een emissie- vrij duwschip, de Elektra. Blauwdruk, analy- ses en virtuele tests zijn klaar. Nu wordt het concept omgezet in realiteit. Overheid en commerciële partners in het project hebben 4,47 miljoen euro beschikbaar gesteld. De bouw begint in 2019.


BeHaLa heeſt drie havens in de stad waar veel droge bulk (kolen, schroot) met duw- schepen heen en weer wordt vervoerd, als ook bijzonder zware machinerieën, met name 1400 ton zware gasturbines van de Siemens-fabriek. De stad wil al het transport in 2050 geheel emissie-vrij hebben. Dus ook de binnenvaart in de stad moet schoon worden. Sinds en- kele jaren werkt het stedelijke havenbedrijf samen met Gerd Holbach, hoogleraar aan het Instituut voor Land- en Zeeverkeer in het project RiverCell/Elektra. Doel: een emissie- vrij en ook geruisarme duwboot. De havens liggen immers direct in bewoond gebied. De huidige duwschepen die op dieselmotoren uit de jaren ‘80 varen, moeten uiteindelijk worden vervangen.


De Elektra, zoals het elektrische duwschip op papier heet, is specifiek voor de behoef- ten van de haven geconcipieerd. Zij moet voor een groot deel de regionale transporten tot 65 kilometer aan kunnen bij een snelheid van 8 km/uur, plus een aantal maal per jaar een duweenheid over de Elbe naar Hamburg bren- gen (130 km, bij 8,5 km/uur). De duwbak voor Siemens gasturbines is 60 meter lang. Dus wordt Elektra 20 meter lang, zodat de duweenheid alle sluizen op de route kan inva- ren zonder te hoeven loskoppelen. De hoog- te van de duwboot is bepaald door de hoogte van de bruggen onderweg, te weten maximaal 4,30 meter. Bovendien moet er op het schip onderkomen zijn voor drie bemanningsleden. Op basis van deze randvoorwaarden is het energiesysteem van de Elektra ontwikkeld, waarbij een pieksnelheid van 10 km/uur mo- gelijk is. Dat limiteert het concept tot een schip uitsluitend voor waterwegen van zo- nes 3 en 4. Het schip is niet geschikt voor de Rijn, waar een pieksnelheid van 13 km/uur is voorgeschreven.


Plug-in batterij Voor de aandrijving is een plug-in batterij- elektrisch systeem gekozen. Deze accu’s wor- den met landstroom opgeladen, waarmee het schip acht uur kan varen. Als aanvulling voor de lange afstanden doet een systeem van brandstofcellen dienst die met waterstof wordt ‘betankt’. Een range extender, zou men dat in de automobielbranche noemen. In com- binatie is een vaartijd van 16 uur mogelijk.


Het gaat om twee parallelle systemen die ook elkaars back-up zijn. Zo kunnen de brandstof- cellen de elektromotoren direct met elektri- citeit voorzien, maar ze kunnen ook de batte- rijen opladen. Holbach noemt de combinatie van batterijen en brandstofcellen een hybride systeem. Beide systemen berusten op elektro- chemische reacties en zijn direct gekoppeld aan de elektromotoren. Er is nog een derde, kleine energiebron, een set zonnepanelen op het stuurhuis.


Waterstof Holbach en zijn team hebben voor de Elektra eveneens een bevoorradingsconcept voor waterstof als ook het traject voor de nodige


vergunningen ontwikkeld. De batterijen heb- ben een laadtijd van zeven nodig, zeker op de meerdaagse vaart Berlijn-Hamburg moet dit ingepland worden. Voor het bunkeren van waterstof denkt men aan het uitwisselen van gastanks, een truck-to-ship betanking met of zonder een speciale compressor voor het waterstof.


Oplossingen liggen er. Uitvoering hangt af van verdere ontwikkelingen rond waterstofmobi- liteit in Duitsland. In september dit jaar heb- ben BeHaLa en Holbach het schip aan moge- lijke partners in de scheepsbouw voorgesteld. Wanneer alles naar plan verloopt begint de bouw van het schip in het najaar van 2019, om een jaar later te water te worden gelaten. De deelnemers van het project zijn ervan over- tuigd dat deze technologie de toekomst voor de binnenvaart inluidt. Althans dat het één re- alistische oplossing voor emissievrij varen is, mits waterstof met duurzame energiebronnen wordt geproduceerd. Bij het reactieproces in de brandstofcellen komt namelijk alleen wa- ter vrij, en geen CO2, NOx, SOx of roetpartikels. Omdat elektromotoren stukken stiller zijn dan stampende dieselmotoren voldoet de Elektra ook aan Berlijns geruisarme eis.


David Schütz - die tot voor kort bij Imperial Shipping, maar nu als senior manager bijzon- der transport bij de Deutsche Binnenreederei bij het Elektra-project betrokken is en tot de eerste gebruikers van de Elektra zal horen - is van mening “dat de technologie van verbran- dingsmotoren ook in de scheepvaart op een doodlopend spoor zit”. Hij voegt eraan toe: “We moeten wel, als we de klimaatdoelen wil- len halen”.


Duwboot Elektra in cijfers Lengte: 20 meter Breedte: 8,20 meter Hoogte: 4,30 meter met ingetrokken stuurhuis Batterijen voor aandrijving: 2 x 1.250 kWh Batterijen voor boordnet: 230 kWh Vermogen brandstofcellen: 192 kW Tankcapaciteit: 6 modules (500 bar) met totaal 740 kilo waterstof Start bouw: oktober 2019


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  |  Page 63  |  Page 64