Eerste binnenvaartschip op aardgas

Tankvaartondernemer Gerard Deen van Deen Shipping laat binnenkort een moderne binnenvaarttanker op vloeibaar aardgas (LNG) varen. Het gaat om een schip met een Caterpillar dieselmotor die zodanig is aangepast door Pon Power dat hij als een dual fuel motor werkt.

Bij zo'n motor stroomt het aardgas met de inlaatlucht mee de cilinders in. De inspuiting van een kleine hoeveelheid diesel leidt tijdens de arbeidsslag de ontsteking in. Er is dus geen bougie nodig, zoals bij een volledig op aardgas draaiende motor. Wanneer geen aardgas voor handen is kan de motor gewoon op gasolie varen.

Pon Power heeft de afgelopen jaren ervaring opgedaan met 3500 dual-fuel dieselmotoren in Nigeria, waar ze generatoren aandrijven. Caterpillar zelf heeft ervaring met dual-fuel motoren in autobussen in Californië (C10), waar strenge milieueisen gelden. Pon Power en Deen maken de bijzonderheden rond de proef half juli bekend op een speciale persconferentie.

CCR-congres
De vergevorderde plannen rond de eerste aardgasmotor in de binnenvaart kwamen naar buiten tijdens de workshop ‘Scheepsbouw en techniek' op het 24 en 25 april gehouden CCR-congres in Bonn, waar werd gesproken over de gevolgen en kansen die klimaatverandering de Rijnvaart biedt. Om de klimaatverandering tegen te gaan moet de CO2-uitstoot wereldwijd drastisch omlaag.

Een dual fuel schip stoot volgens milieucoördinator Robert Tieman van de Europese binnenvaart unie (EBU), vijftien procent minder CO2 uit dan een puur op gasolie varend schip. Uit een studie voor een schip met een 2400 kW motor is gebleken dat de NOx uitstoot bij zo'n schip vijftig procent lager ligt en de roetuitstoot tachtig procent. Een dual fuel motor kan dus makkelijker aan strenge emissienormen voldoen dan een dieselmotor.

Volgens Deen is het ontbreken van LNG-bunkerstations langs de Rijn geen bezwaar. Het ijskoude vloeibare aardgas wordt op de tanker opgeslagen in een speciaal geïsoleerde container. ‘Daarin past voldoende LNG om zonder te tanken van Rotterdam naar Bazel te varen en weer terug.' LNG-terminals in Rotterdam en Antwerpen volstaan dus om dit soort schepen op de Rijn operationeel te houden. Uit EBU-gegevens blijkt dat de brandstofkosten bij het varen op aardgas vijf tot tien procent lager liggen dan bij gasolie. Het voordeligst is het vloeibare aardgas wanneer het direct bij de LNG-terminal kan worden ingekocht. Rotterdam heeft rond 2011 een eerste LNG-terminal. In Zeebrugge staat er al een.

Methaangas
Het is volgens Tieman (EBU/CBRB) in principe mogelijk om dual fuelmotoren op vloeibaar gemaakt biologisch methaangas (LBM) te laten draaien. Dan daalt de CO2 uitstoot van de motor met tachtig procent. De Nederlandse overheid wil het gebruik van LBM stimuleren en heeft er hoge verwachtingen van.

CCR medewerkers vertelden in de wandelgangen van het congres dat het verlenen van de ontheffing om met de dual fuel motor op de Rijn te mogen varen waarschijnlijk geen probleem oplevert. In de zeevaart wordt LNG al jaren als brandstof gebruikt, onder andere op LNG-tankers en veerboten in Noorwegen. Voor de veiligheidsregels kunnen de autoriteiten zich dus baseren op IMO regels. (HH)

Hoe werkt dual fuel?

DEVENTER

De door Pon Power ontwikkelde ‘gasstraat' (gasinstallatie) kan worden gebruikt op nieuwe en bestaande dieselmotoren. De module is in eerste instantie ontwikkeld om de veelgebruikte Caterpillar 3500 motoren geschikt te maken voor dual-fuel gebruik. De aanpassing is relatief eenvoudig.

Brandstofinspuiting, turbo en kleppen hoeven niet te worden aangepast. Een elektronische module regelt de mengverhouding tussen gas en dieselolie. Een omgebouwde dieselmotor kan voor zeker 65 procent op aardgas draaien. Bij onderbreking van de gastoevoer schakelt de motor binnen één seconde over op een volledige dieselinspuiting.

Bij de dual-fuelmotor zorgt inspuiting van gasolie in de cilinders voor de ontsteking, waarna het met de inlaatlucht meegestroomde gas ontploft. De motor start altijd op gasolie en schakelt pas over op dual-fuel wanneer hij wordt belast. De maximale hoeveelheid gas die kan worden bijgemengd hangt af van de belasting en is bij een lage belasting minder dan bij vollast.

Gasstraat
De gasstraat wordt deels op de motor gemonteerd en bestaat uit een gasfilter, een elektronische veiligheidsklep, een nuldrukregelaar (voor atmosferische druk) en een elektronische regelklep. Aan het einde van de gasstraat zitten, achter de luchtfilters maar voor de turbo's, de mengers gemonteerd. De onderdruk in de luchtinlaat zuigt het gas mee naar binnen. Wanneer daarbij op het touchscreen van de besturingskast ingestelde mengwaarden worden overschreden slaat de veiligheidsklep automatisch dicht. Er wordt altijd een vastgestelde minimale hoeveelheid gasolie ingespoten. Voor de rest wordt de ingespoten hoeveelheid net als bij gewone dieselmotoren bepaald door de regulateur, die de motor op het gevraagde toerental moet houden. Wanneer de motor plotseling meer toeren moet leveren, wordt in eerste instantie meer gasolie geïnjecteerd om het toerental omhoog te brengen. Wanneer de turbo vervolgens opkomt, voert deze meer aardgas en meer lucht aan. Dan daalt de vermogensvraag voor de dieselinstallatie en brengt de regulateur als vanzelf de hoeveelheid ingespoten gasolie terug.

Aardgas wordt onder normale atmosferische druk vloeibaar bij een temperatuur van 162 graden onder nul. LNG-tanks moeten dus goed geïsoleerd zijn om te snelle opwarming van het LNG te voorkomen. Tijdens de vaart blijft het LNG koud doordat bij het verdampen van het voor verbranding in de motor benodigde gas kou vrijkomt. Tijdens een verdampingsproces wordt immers warmte aan de omgeving onttrokken. (HH)

Neem nu een gratis abonnement op de Nieuwsbrief. U krijgt dan twee keer per week alle maritieme nieuws in uw emailpostbus.