Schuttevaer

Zoet, Zout & Zakelijk
Schuttevaer Premium

Emissieloos in de praktijk

Mondorf

De Lux-Werft in het Duitse Mondorf bouwde de afgelopen jaren diverse emissie-arme en emissieloze dagpassagiersschepen. Op de binnenvaartbeurs in Kalkar werd dat beloond met de ‘Innovationspreis Binnenschifffahrt 2018'.

1 / 2
De Innogy op het Baldeneymeer. (Afbeelding Lux-Werft)

De Innogy op het Baldeneymeer. (Afbeelding Lux-Werft)

  • Lux-Werft bouwt expertise op met elektrische passagiersschepen

  • Brandstofcellen op groene methanol

  • ‘We installeren een elektromotor uit 1908'

  • ‘Schepen presteren beter dan verwacht'

Door Hans Heynen
Doorslaggevend voor het winnen van de door de redacties van Binnenschifffahrt en Schifffahrt und Technik in het leven geroepen innovatieprijs was de oplevering dit voorjaar van het volledig met lithium-ion accu's aangedreven elektrische dagpassagiersschip St. Nikolaus (30 x 7,20 meter, 72 ton) en de spraakmakende ombouw in 2017 van het dieselaangedreven dagpassagiersschip Inselstadt Ratseburg (29 x 4,80 meter) tot het volledig emissieloze dagpassagiersschip Innogy.

Nevenfunctie
Volgens Rainer Miebach, een van de directeur-eigenaren van de in 1945 door zijn grootvader opgerichte werf Lux-Werft, presteren de schepen boven verwachting. ‘De lithium-ion accu's van de St. Nikolaus hebben een capaciteit van 500 kWh. Volgens onze berekeningen was dat voldoende om de elektromotor en de hotelaccommodatie voor 200 passagiers 10 uur van energie te voorzien bij een vaarsnelheid van 10 kilometer per uur. In de praktijk gebruikt de St. Nikolaus minder energie, wat de actieradius ten goede komt. De 30 meter lange St. Nikolaus is sinds Pasen in de vaart en 50 kW is voldoende voor de voortstuwing.'

Het in opdracht van Waltraud en Franz Josef Heuken van Rursee-Schifffahrt gebouwde schip vaart op de Obersee bij Aken. In de winter ligt het stil. ‘Dan wordt de accubank gebruikt door een elektriciteitsbedrijf om het elektriciteitsnet te stabiliseren. De accu's dienen dan om pieken en dalen in levering en verbruik op te vangen, zodat het net stabiel op 50 Hertz blijft. Wanneer windmolens teveel stroom produceren nemen de accu's stroom op en geven die bij een tekort weer af.'

De accu's gaan bij dit gecombineerde gebruik naar verwachting negen jaar mee. ‘Maar ze moeten dan wel in conditie worden gehouden. Ze mogen ‘s winters niet te koud worden en 's zomers niet te heet. In de geïsoleerde machinekamer hebben we daarom een installatie gebouwd die kan koelen of verwarmen', aldus Miebach.

Dun staal
Om varend energie te besparen is het casco zo licht mogelijk gebouwd, maar wel gewoon van staal. ‘We hebben gekeken naar aluminium, maar we bouwen hier al zo licht in staal, met dunne platen, dat het voordeel van aluminium gering is. Bovendien wegen de accu's ook aardig wat. Dan maakt het verschil op het totale gewicht nog minder uit.'

Het lichte bouwen en het strak lassen van dunne platen zit de werf in de genen. ‘Grootvader begon in 1945 met het lassen van stalen vletjes. De beschikbare platen waren zeer dun, maar hij had in de aluminiumbouw gezeten en goed geleerd hoe dat moest. Na de oorlog kocht hij meteen een lasapparaat.'

Brandstofcellen
Op de Innogy verving de werf de dieseldirecte aandrijving door een volledig CO2-neutrale aandrijving. Een 80 kW elektromotor van Siemens wordt gevoed door zeven op methanol draaiende brandstofcellen en een pakket lithium-ion accu's. De brandstofcellen hebben een gezamenlijk continuvermogen van 35 kW. De rest komt uit de accu's.

‘Een deel van de benodigde methanol werd in 2017 geproduceerd met stroom van de waterkrachtcentrale van Stauwehr aan het Baldeney-meer. Via elektrolyse werd met water uit het meer en CO2 uit de atmosfeer methanol (CH3OH) gemaakt', zegt  projectleider Henning Joswig van Innogy SE uit Essen. Hij is eigenaar van het schip. ‘De rest van de methanol kwam en komt uit IJsland. Daar wordt methanol ook volledig met hernieuwbare energie geproduceerd. De CO2 die vrijkomt wanneer de brandstofcellen de methanol omzetten in elektrische energie is dus gelijk aan de hoeveelheid CO2 die er tijdens de productie uit is gehaald.'

De Innogy draaide dit jaar volledig mee in het vaarschema van de passagiersvloot van Baldeney. ‘De brandstofcellen functioneerden zoals verwacht', aldus Joswig. ‘Het schip voer dit jaar volledig op brandstofcellen en accu's. De back-up dieselmotor werd niet gebruikt.' 

Grotere actieradius
Ook de actieradius van de Innogy is groter dan werd verwacht. ‘In plaats van de oorspronkelijk berekende vier uur vaart het schip tot 14 uur op de combinatie van brandstofcellen en batterijen', zegt Joswig. ‘De brandstofcellen werken goed. Wel is een aantal cellen voor gepland onderhoud nu naar de leverancier Serenergy in Denemarken gebracht.'

Innogy SE koos voor methanol in plaats van waterstof voor de brandstofcellen. ‘Methanol heeft grote gebruiksvoordelen ten opzichte van waterstof. Met methanol is tanken heel eenvoudig en veilig en het kan makkelijk worden opgeslagen en getransporteerd. Het neemt ook veel minder plaats in.'

De kosten voor aanschaf en ombouw van het dagpassagiersschip bedroegen rond twee miljoen euro. Die zijn gedeeltelijk betaald door Innogy SE en met een subsidie die beschikbaar kwam omdat Essen in 2017 ‘Groene hoofdstad van Europa' was. Daarbij lag de focus namelijk op groene brandstof (Greenfuel). Onderhoud en exploitatie van het schip worden verzorgd door de Weissen Flotte Baldeney GmbH.   

Erg duur
Hoewel het elektrische systeem met de brandstofcellen goed functioneert, verwacht de Lux-Werft niet snel een vervolgopdracht. ‘Brandstofcellen zijn nog erg duur en de bedrijfszekerheid moet nog worden verbeterd', zegt Miebach. Hij verwacht evenmin dat volledig accu- en brandstofcel aangedreven elektrische aandrijvingen op korte termijn geschikt zijn voor op de Rijn varende grote vrachtschepen en riviercruiseschepen. ‘Stroomafwaarts lukt het misschien nog wel, maar stroomopwaarts niet. Dan moet je eerder denken aan een hybride oplossing, waarbij je stroomopwaarts de dieselmotor gebruikt en stroomafwaarts op accu's vaart.'   

Nieuwe opdrachten
De werf in Mondorf (kmr 660) zit goed in het werk. ‘We bouwen momenteel weer twee volledig elektrische schepen. Een klein schip met een 50 kW elektromotor dat volledig op lithium-ion accu's gaat varen en een dagpassagiersschip voor 120 personen (22 x 3,90 meter) voor de Königssee in Zuidoost-Beieren, waar alleen elektrische aandrijvingen zijn toegestaan.

Opvallend is dat de opdrachtgevers uit Beieren voor loodzuuraccu's kozen. ‘Dat heeft met het zwaartepunt te maken', zegt Miebach. ‘Ze wilden graag meer gewicht onderin hebben.'

Oude elektromotor
Bijzonder is ook dat deze opdrachtgever zelf de elektromotor levert. ‘Hij komt uit een heel oud schip. Het is een in 1908 door Siemens gebouwde gelijkstroommotor. Hij werkt op 48 Volt en weegt 250 kilo', aldus Miebach. ‘In zulke oude motoren zit veel koper in weinig wikkelingen. Ze zijn duur om te maken, maar wanneer je al zo'n motor hebt is het geen probleem en het gewicht zit ook onderin. Dat draagt bij aan de stabiliteit. Ik vind het een mooi stukje recycling. Ze varen in dat gebied al jaren met elektrisch aangedreven houten boten en zweren bij deze gelijkstroomtechniek. Wanneer ze een nieuw schip bestellen, halen ze de oude motor eruit en bouwen ze hem in het nieuwe schip weer in. Het is misschien niet zo innovatief, maar Ik vind het bijzonder wat je nog met zulke oude techniek kunt doen en hoe waardevol en duurzaam die motoren nog zijn. Het is ook  eenvoudige techniek, er zit absoluut geen elektronica op. De snelheid regel je met een paar weerstanden, dat is alles. Er wordt straks de hele dag met het schip gevaren.'

Multifunctionele diesel
De werf bouwt ook twee dagpassagiersschepen met een dieselmotor. ‘Die drijft de schroef aan en fungeert via een power take off ook als generator. De generator draait vaak onderbelast. Dan is dit een goede oplossing. Een lithium-ion accu fungeert als buffer om pieken op te vangen. Omvormers zorgen bij de wisselende toerentallen voor een stabiele spanning en frequentie van de wisselstroom. We gebruiken voor dit zelfontwikkelde systeem standaard elektromotoren van Siermens en bouwen ook zelf de elektronica. Daar hebben we ingenieurs voor.'

De Lux-Werft ontwerpt en bouwt de schepen ook verder volledig in eigen huis. Naast dagpassagiersschepen bouwt de werf veerboten en grotere passagiersschepen. ‘We hebben schepen tot 70 meter gebouwd en in onze nieuwe hal (90 x 36 meter) kunnen we tot 90 meter overdekt bouwen. We hebben er al een veerboot gebouwd van 62 bij 17 meter.' 

Voor Nederlandse opdrachtgevers bouwde de werf de afgelopen jaren onder meer de vanuit Deventer opererende passagiersschepen Silver Dream en Carpe Diem.

Reacties

Om te reageren op dit bericht moet u ingelogd zijn. Klik hier om in te loggen. Indien u nog geen account heeft kunt u zich hier registreren om te kunnen reageren op Schuttevaer.nl. Uw reacties worden altijd ondertekend met uw volledige persoonsnaam.

Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Lees ook