Binnenvaarttanker met hybride aandrijving
Als het aan Peters Shipyards uit Kampen ligt, gaat de binnenvaart aan de hybride aandrijving. In zijn vernieuwende concept leveren motoren op vloeibaar aardgas de stroom voor twee elektromotoren. De voordelen? Een veel lager verbruik en een drastische inperking van de uitstoot van schadelijke stoffen.
De Kampense scheepswerf besloot vorig jaar het roer volledig om te gooien: geen casco’s meer uit China, maar de volledige bouw van het schip in eigen hand; en geen dieselmotor, maar een milieuvriendelijker alternatief. „Een revolutie in de conservatieve binnenvaart”, aldus Gerard Willemsen, directeur van Peters Shipyards.
Een binnenvaartschip heeft gewoonlijk één motor, die draait op diesel of gasolie. Stroomopwaarts moet die krachtbron flink aan de bak. Hij levert dan 85 procent van zijn vermogen; uit oogpunt van energie-efficiëntie een optimum. Op de terugweg heeft de motor een relatief hoog verbruik, doordat hij maar voor 20 procent wordt belast.
Dat moest anders kunnen, dachten de techneuten van Peters Shipyards. „De uitstoot van CO2, roet, zwaveldioxide en stikstofoxiden en het brandstofverbruik moesten drastisch omlaag”, aldus Willemsen. Gelijktijdig ging het hele scheepsconcept op de schop. „Het nieuwe schip moest eenvoudiger te laden en te lossen zijn, het varen ermee moest veiliger worden.”
Zou er echter iemand zijn geïnteresseerd in zo’n vooruitstrevend concept? „Dat was spannend”, erkent Willemsen. „We zochten er daarom een partner bij. Die vonden we in Interstream Barging, een bedrijf dat olie en chemicaliën vervoert over water. Logisch dat we ons ontwerp toespitsten op het vervoer van olie.” De Greenstream Tanker was geboren.
Samen met Interstream Barging zocht Peters Shipyards naar invulling van het concept. Algauw bleek dat schonere varianten van de gebruikelijke dieselmotoren geen soelaas boden, terwijl Peters Shipyards ook afzag van zogeheten dualfuelmotoren – motoren die op een mix van diesel en een andere brandstof draaien. „Op het bedrijf zeiden we tegen elkaar: Waarom kiezen we niet voor een vernieuwend milieuvriendelijker concept?”
Al vrij snel kwam alternatieve voortstuwing in beeld. De keuze viel op een hybride aandrijving, waarbij een motor die draait op vloeibaar aardgas (lng) een generator –grote dynamo– aandrijft. De opgewekte elektriciteit wordt rechtstreeks gebruikt door elektromotoren die het schip voortstuwen.
„Het is beproefde techniek; ook in de kastuinbouw wekken motoren op lng op deze manier elektrische energie op”, legt Willemsen uit. „Toepassing ervan op een schip was echter nieuw.”
Peters Shipyards zocht eveneens een oplossing voor de onrendabele terugweg stroomafwaarts, waarvoor een kleiner vermogen al ruimschoots voldoet.
De scheepswerf koos voor een flexibele oplossing. In de Greenstream Tanker komen twee geventileerde containers met elk twee Scania-lng-motoren van 400 pk die elk een generator aandrijven. Tijdens het varen draaien één, twee, drie of vier motoren afhankelijk van de hoeveelheid elektrische energie die de twee elektromotoren –elk van 800 pk– nodig hebben voor de voortstuwing.
De gekozen brandstof stelde de scheepswerf echter voor allerlei nieuwe problemen. Zo moet het schip genoeg lng mee kunnen nemen voor een retourreis Rotterdam-Basel. „Bunkerstations voor lng bestaan nog niet. Je kunt het vergelijken met het ontbreken van oplaadpalen voor elektrische auto’s. We hebben daarom gekozen voor relatief grote brandstoftanks”, aldus Willemsen. „En als het nodig is, kunnen we altijd een vrachtwagen laten aanrukken met lng.”
Daarnaast kwam de veiligheid om de hoek kijken. De lng wordt diepgekoeld, bij -162 graden Celsius, meegenomen in twee tanks. „Regels daarvoor bestonden deels nog niet. We hebben de veiligheid samen met scheepsregistratie-instantie Lloyd’s uitgebreid getest”, vertelt Willemsen.
Ook de vorm van het schip werd aangepast. In nauwe samenwerking met scheepsonderzoekscentrum Marin in Wageningen bepaalde de scheepswerf de ideale boeg- en rompvorm. „Die is zo veel mogelijk toegespitst op de Rijnvaart”, verklaart Willemsen. „Enerzijds om het brandstofverbruik te drukken, maar ook om een optimale diepgang te verkrijgen. Meestal moeten olie- of chemicaliëntankers die ongeladen terugvaren miljoenen liters ballastwater meenemen om stabiel te kunnen varen. Al dat water moet vervolgens als chemisch afval behandeld geworden, en dat kost geld. Wij voorkomen dat door de specifieke rompvorm die nu, geladen of ongeladen, altijd voor de juiste diepgang zorgt.”
Door al deze maatregelen verbruikt de Greenstream Tanker 20 procent minder brandstof dan een vergelijkbaar binnenvaartschip op diesel. Ook verlaten veel minder schadelijke stoffen de uitlaat: de roet- en zwaveldioxideuitstoot is nihil, de emissie van stikstofoxiden is met minstens 80 procent omlaaggebracht, terwijl die van CO2 met 25 procent is gedaald.
Een opvallend kenmerk van de Greenstream Tanker is de plaats van de stuurhut. Waar deze zich gewoonlijk achterop bevindt, staat hij op het nieuwe schip voorop. „Die positie geeft bij verschillende weersomstandigheden een veel beter zicht. Dat komt de veiligheid op de vaarwegen ten goede”, legt Willemsen uit. „Daarnaast verbetert de plaats van de bemanningsruimten voorin het comfort. Ze leven en slapen niet meer boven een dreunend aggregaat. Ook dat vergroot de veiligheid, doordat de bemanning beter slaapt en geconcentreerder kan werken.”
Vanaf september gaat Peters Shipyards cursussen aanbieden om bemanningen veilig te laten werken met lng. Willemsen: „De klanten eisen garanties voor de veiligheid van het schip. Wij denken die op deze manier te kunnen leveren.”
Peters Shipyards zit met de Greenstream Tanker op de goede weg, denkt Willemsen. „Het schip is zeer positief ontvangen door de binnenvaartbranche. Vooral grote bedrijven denken goede sier te kunnen maken met het groene imago dat het schip uitstraalt.”
Ook economisch is het hybride schip op lng haalbare kaart. Hoewel de aanschafprijs 15 procent hoger ligt, is de extra investering volgens Willemsen binnen vier jaar alweer terugverdiend.
De Greenstream Tanker komt begin volgend jaar in de vaart, als alles volgens plan verloopt. Willemsen sluit niet uit dat dit de invoering van strengere wet-en regelgeving zal versnellen. „Wij lopen nu voorop en laten zien dat de binnenvaart veel milieuvriendelijker kan werken. Met de komst van onze hybride aandrijving is alles wat nu vaart feitelijk verouderd. Ik sluit niet uit dat nieuwe milieuwetgeving op ons concept zal aansluiten. Wij zijn daar helemaal klaar voor. Met de Greenstream Tanker gaan milieu en economie hand in hand.”
