48 Wat gaat de toekomst brengen?


925 | WEEK 48-49 27 NOVEMBER 2019


De brandstofcel hoog geplaatst in het schip weer ingesloten door Pieter Zandvliet.


De Emeli van 1961 met hightech inborst


HARLINGEN Energietransitie, digitalisering, logistiek, infrastructuur en arbeidsmarkt, onderwerpen die op de binnenvaartbijeen- komst in Diergaarde Blijdorp in Rotterdam tijdens het Nationale Binnenvaartcongres op tafel kwamen en die momenteel een grote rol spelen. Op de hoogte blijven van de ont- wikkelingen is al een dagtaak. Als onderne- mer is het zaak het bedrijf draaiende te hou- den en bij aanpassingen en veranderingen aan het schip de businesscase te bewaken. Een uitdaging!


TRUUS DEN HARTOG


Waterstof als energiebron met het doel emis- sieloos te varen is zo een uitdaging. De ont- wikkeling van de brandstofcel, al ontdekt in 1838, is in een stroomversnelling geraakt. Vele partijen zijn ermee bezig. Zo ook Electric Ship Facilities in Heeg. Directeur Jurjen Poorting houdt van ontdekken, kennis opdoen, uit- zoeken om tot een bevredigend resultaat ko- men. Als testmodel heeſt hij de Kempenaar Emeli, het opleidingsschip van de Maritieme Academie Harlingen, tot zijn beschikking. Het schip heeſt zelfs al een vuurdoop ondergaan met de presentatie aan Europarlementariërs op de beurs in Brussel op 16 oktober jl. En zo kan de Maritieme Academie op haar beurt de leerlingen kennis laten maken met de voort- stuwingsmogelijkheden van de toekomst. In de Emeli staan de conventionele dieselmo- tor, de elektromotor met de batterij accu’s en de fuel cell op waterstof gebroederlijk naast elkaar. Zo kunnen de leerlingen in de haven manoeuvreren op de elektromotor die ge- voed wordt door accu’s. De fuel cell werkt als range extender en houdt de accu’s op ni- veau. De fuel cell of brandstofcel werkt op zijn beurt weer op waterstof. Een proces dat goed


functioneert. Faber Elektro Service doet de in- stallatie aan boord. De dieselmotor op de bak- boord as is naar een ontwerp uit de tijd van de tweede wereldoorlog. De dieselgenerator is nieuw en er tegelijkertijd met de elektromotor ingekomen, ongeveer een jaar geleden. Beide motoren, zowel de diesel als de elektromotor, komen uit op 200 kW. Er staan 42 slimme lithium ijzerfosfaat 4 (LiFePO4) batterijen in van in totaal 540 volt. Qua capaciteit en vei- ligheid zijn het de besten. De fuel cell gepro- duceerd door Proton Motor GmbH kan met 30 kW volledig op waterstof draaien. Het va- ren op uitsluitend waterstof is nog niet het ge- val. In de stuurhut zijn naast elkaar de hendel voor de elektromotor en voor de dieselmotor te vinden. Beiden hebben een gelijk vermogen van 200 kW. De hendel voor de elektromotor is zo afgesteld dat het toerental gelijk opgaat met de dieselmotor. De stuurhut is niet te ver- gelijken met de moderne uitvoeringen op de binnenvaartschepen, het principe is echter hetzelfde.


Onderzoeker en ontwikkelaar Een jaar of tien geleden is Poorting begonnen met het toepassen van elektromotoren voor de commerciële scheepvaart. Toen verhuur- ders van elektrisch varende bootjes aan re- creanten de bootjes weer uit de vaart haalden vanwege slechte accu’s en andere problemen is Poorting zich ook bezig gaan houden met de recreatieve kant. Er kwam een hoog rende- ment bootje, ontworpen met een eigen motor, lage toeren, groot koppel, die grote schroe- ven kon aandrijven. Toen kon gevaren wor- den van hier naar Amsterdam zonder bij te la- den. Poorting vertelt verder: “In 2010 hebben we de rondvaartboten van het Amstel Hotel, het oude type boten, uitgerust met elektro- motoren. Dat vaart nog steeds, 365 dagen per


jaar. Bij het eerste schip hebben wij een ont- heffing gekregen, die later permanent is ge- worden. Met Marigreen, (het interregionaal project, met als hoofddoel verhoging innova- tiekracht, bevorderen van grensoverschrijden- de samenwerking, gezamenlijk uitdagingen aanpakken en oplossingen vinden), zijn we vijf jaar geleden verder gegaan in de ontwik- keling. Waterstof en LNG waren toen de oplos- singen voor de energietransitie. Na uitgebreid onderzoek is toen gekozen voor ‘LNG plug and play’, de transitiebrandstof voor de toekomst. Waterstof zou nog minstens tien jaar du- ren voordat het functioneel zou kunnen zijn. Turbinetechnologie is onderzocht, om de uit- stoot bij het gebruik van LNG een stuk scho- ner te maken. De ontwikkeling van de turbine werd echter te duur voor de scheepvaart, van- wege de noodzakelijke testen die uitgevoerd moesten worden, die in de miljoenen lopen. Wat nu? Toen is LNG ongeveer anderhalf jaar geleden losgelaten en stond alles weer op losse schroeven. Aan de subsidieverstrek- ker is het voorstel gedaan om over te stappen op waterstof. En daar zijn zij in meegegaan na een positieve tussentijdse haalbaarheids- studie, die in drie maanden is uitgevoerd met medewerking van de TU Eindhoven, TU Delſt en Universiteit Aken. Alles op het gebied van brandstofcellen is onderzocht. Dat waterstof een wezenlijke rol gaat spelen in de toekomst of een vergelijkbare energiedrager daar waren we het allemaal over eens”.


Kerst vorig jaar was men nog druk bezig de dieselelektrische installatie te implemente- ren in de Emeli. Dit voorjaar, bij de oplevering van het Marigreen project, stond de waterstof cel nog op de wal. Onder hoogspanning is de waterstofcel functioneel gemaakt voor de pre- sentatie eind oktober in Brussel en nu kan de Emeli elektrisch varen, diesel-elektrisch en nu dus ook met een waterstof range extender.


De hendel voor de diesel- en voor de elektromotor gebroederlijk naast elkaar.


Regelgeving aangescherpt De fuel cell is duur omdat de ontwikkeling veel tijd kost en de productie nog te klein is in aantal. Nu gaat het nog om honderdtallen en niet zoals diesels in duizendtallen. Poorting voelt zich verbonden met de binnenvaart en denkt als pragmaticus in oplossingen. “Kort geleden is een schip met twee DAF diesel mo- toren uitgerust, die wel aan de laatste emis- sienormen voldoen, maar de vraag is: hoe gaat het verder? De aanpassingen op de Emeli zijn goed voor de opleiding en goed voor varend Nederland. Als jongeren opgevoed worden in het omgaan met nieuwe techno- logieën, dan heeſt dat zijn weerslag in de toe- komst. Het feitelijk draaien van de waterstof module moet nog geautoriseerd worden. DNV GL (Det Norske Veritas Germanischer Lloyd)


adviseert ons nu over de Emeli. Er wordt een risicoanalyse uitgevoerd en op basis daar- van komt er een advies aan de ILT (Inspectie Leefomgeving en Transport). Hopelijk komt er een akkoord van ILT voor de kerst dit jaar”. Electric Ship Facilities is nu ook bezig met on- derzoek naar andere energiebronnen. Zij ho- pen op Boot Dűsseldorf van 18 tot 26 januari 2020 het een en ander te kunnen laten zien.


Optimalisatie is een intensief proces Pieter Zandhuis is simulatordocent en project officer aan de Maritieme Academie Harlingen (MAH) en sterk betrokken bij de installatie van nieuwe technologieën op de Emeli. In de scheepvaart, met name de binnenvaart kan nog veel geoptimaliseerd worden volgens Zandhuis. “Optimaliseren kan op meerde- re manieren, enerzijds de hoeveelheid beno- digd vermogen terugbrengen door bijvoor- beeld de rompvorm te optimaliseren door CFD (Computational Fluid Dynamics) berekeningen, maar ook valt te denken aan led verlichting en andere meer conventionele manieren van energieverbruik reductie. Daarnaast is ener- gieverbruik terug te brengen door slimmer te varen, waardoor wachttijden worden verkort en de snelheden lager kunnen liggen, zoals bij- voorbeeld een groene golf bij bruggen en slui- zen, ‘just in time’ varen. Op dit gebied zien we momenteel verschillende initiatieven waaron- der ook blockchain gebruik voor een betere in- formatievoorziening tussen verladers en het schip. De tijd van ‘ik moet overal kunnen ko- men’ is voorbij. Canal du Seine Nord, heeſt bo- ten varen die aangepast zijn aan het traject”. Over de transitie van de Emeli vertelt Zandhuis: “Er staat een nieuwe dieselgenerator die de elektromotor kan aandrijven met hetzelfde vermogen als de oude diesel. Voor de lange af- standen kunnen we nu dieselelektrisch varen. Onze leerlingen zijn meer zieners en doeners. Het staat nu allemaal aan boord en het werkt. De frequentieregelaar zorgt ervoor dat het ver- schil tussen de as met de elektromotor en de as met de dieselmotor minimaal is. De origi- nele gashendel brengt het vermogen telesco- pisch over, maar voor de elektromotor gaat het elektrisch. De twee hendels zijn aangepast en gaan nu voor negentig procent gelijk. De as-omwentelingen zijn tot op twee wentelin- gen per minuut gelijk. De frequentieregelaar is nu zo geprogrammeerd dat op de zelfde wijze het toerental wordt opgebouwd. Een mechani- sche overbrenging voelt anders dan een elek- trische overbrenging. Het moet geaccepteerd worden door de beroepsgroep. Bijscholing zal waarschijnlijk hier ook voor nodig zijn net zoals dat voor de toepassing van LNG het geval was. Leerlingen zijn nieuwsgierig. ‘Hoe werkt het nou eigenlijk’ en ‘wat nou als het stuk gaat?’ Het idee erachter moet wel begrepen worden”. Zo zijn de leerlingen op de hoogte wanneer zij beroepsmatig aan de slag gaan en zullen niet meer opkijken van de bijzondere vernieuwin- gen waar de binnenvaart in de nabije toekomst mee te maken krijgt. Zandhuis denkt dat de toepassing van waterstof nog lang niet het ein- de van de ontwikkelingen is.


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