Schuttevaer

Zoet, Zout & Zakelijk
Schuttevaer Premium

Overschakeling op alternatieve brandstoffen onontkoombaar

HAMBURG

De CO2-emissies van de scheepvaart moeten omlaag. Ze moeten in 2030 40% en in 2050 50% lager liggen dan in 2008. Dat lukt alleen als snel wordt overgestapt op niet-fossiele alternatieve brandstoffen en energiedragers met een CO2-neutrale of CO2-arme voetafdruk.

1 / 1
De Meyerwerf trok op de SMM in Hamburg veel aandacht met een model van de Aida Nova, het eerste grote LNG-elektrisch aangedreven cruiseschip. Over zo'n 10 jaar draaien de motoren misschien op een mix van LNG en LRG (Liquid Renewable Gas), een met groene stroom uit water en CO2 geproduceerd vloeibaar methaangas. (Foto Hans Heynen)

De Meyerwerf trok op de SMM in Hamburg veel aandacht met een model van de Aida Nova, het eerste grote LNG-elektrisch aangedreven cruiseschip. Over zo'n 10 jaar draaien de motoren misschien op een mix van LNG en LRG (Liquid Renewable Gas), een met groene stroom uit water en CO2 geproduceerd vloeibaar methaangas. (Foto Hans Heynen)

  • DNV-GL, Wärtsilä en MAN presenteren toekomstvisie  

  • ‘Verbrandingsmotor gaat op zee nog decennia mee'

Door Hans Heynen
Dat stellen specialisten van klassebureau DNV-GL en de motorfabrikanten Wärtsilä en MAN. Zij deelden hun toekomstvisie onlangs tijdens een door DNV-Gl georganiseerde forumdiscussie. Gerd-Michael Würsig, directeur alternatieve brandstoffen bij DNV-GL, wees op de consequenties die de groei van de scheepvaart heeft voor het halen van de IMO-milieudoelen. ‘Die groei betekent namelijk dat de scheepvaart per tonmijl 70% minder CO2 moet uitstoten ten opzichte van 2008 om de CO2-reductie van 50% te halen in 2050.'

Met efficiëntieverbeteringen alleen lukt dat zeker niet. ‘De efficiëntste nieuwe mega-containerschepen verbruiken per container 40% minder brandstof dan 10 jaar geleden. Maar zelfs als alle nieuwe schepen 40% zuiniger worden door betere rompvormen en efficiëntere voortstuwingsinstallaties, zal 30% van de CO2-reductie uit andere bronnen moeten komen.'

Würsig denkt dan vooral aan mixen van 50% fossiele en 50% hernieuwbare brandstof. ‘Hernieuwbare brandstoffen voegen bij verbranding evenveel koolstof toe aan de atmosfeer als er bij de productie is uitgehaald. Bij de productie wordt met groene stroom uit gewoon water en met CO2 uit de atmosfeer synthetische brandstof geproduceerd. Die kun je mixen met dieselolie of LNG om de CO2-uitstoot te verlagen. Ook andere brandstoffen zijn synthetisch te produceren, zoals methanol. Daarnaast kan hernieuwbare brandstof worden gemaakt uit biologische componenten.' 

Veel duurder
Goedkoop wordt de CO2-neutrale brandstof niet. ‘De productie vereist grote investeringen en er is veel groene energie voor nodig', aldus Würsig. ‘De productiekosten zijn nu twee tot drie keer zo hoog als die van minerale brandstof.' Een bijmenging van 50% hernieuwbare brandstof maakt dieselolie dan minimaal de helft duurder. ‘Om de scheepvaart in 2050 voor 50% op hernieuwbare brandstof te laten draaien moet er 150 miljoen ton per jaar worden geproduceerd.'  

Het beste is het om het percentage hernieuwbare brandstof in de huidige brandstof voor de scheepvaart stapsgewijs te verhogen. ‘Maar dat is lastig, omdat er geen accijns of CO2-heffing op brandstoffen voor de scheepvaart wordt geheven. Wanneer je een toeslag van 150 dollar op een ton minerale brandstof zou heffen en die zou gebruiken om de prijs van hernieuwbare brandstof te verlagen, wordt het makkelijker om stapsgewijs over te schakelen.'

Binnenvaart op accu's
Teus van Beek, algemeen directeur voor ecosysteem-innovatie bij Wärtsilä, stelde   dat voor binnen- en kustvaart geheel of grotendeels op accu's draaiende elektrische voortstuwingen in de toekomst een optie worden. ‘Daar zijn accu's met een 10 tot 20 keer hogere energiedichtheid voor nodig, maar de verwachting is dat die de komende 10 jaar worden ontwikkeld. Zonodig zijn ze te combineren met brandstofcellen. De kosten daarvan zijn nu nog erg hoog, maar dat kan veranderen. We moeten goed kijken naar de ontwikkelingen in de auto-industrie. Zij kunnen zorgen voor de massaproductie die nodig is om brandstofcellen goedkoper te maken.'

Bij lithium-ion accu's is deze ontwikkeling al zichtbaar. ‘De prijs van lithium-ion accu's daalde van 599 dollar per kWh in 2013 naar 273 dollar per kWh in 2016', aldus Van Beek.

Universiteiten investeren bovendien flink in onderzoek naar nieuwe productietechnieken voor brandstofcellen benodigde brandstof, zoals het met hulp van bacteriën produceren van waterstof uit water. ‘De efficiëntie van zonnepanelen is de afgelopen jaren ook flink gestegen, van 10% naar 25 tot 34% nu, terwijl de kosten van zonnepanelen zijn gedaald', aldus Van Beek. ‘Het is binnenkort de goedkoopste manier om elektriciteit te produceren.' Het via elektrolyse produceren van waterstof en andere hernieuwbare brandstoffen wordt dan ook goedkoper.  

Efficiëntere motoren
Voor schepen die op zee lange afstanden moeten overbruggen zijn accu- en brandstofceltechnieken straks echter hooguit een ondersteunende optie. ‘De verbrandingsmotor zal daar, met alternatieve brandstoffen, nog heel lang een rol spelen', verwacht van Beek.

Ook project manager René Laursen van MAN Diesel ziet de verbrandingsmotor voorlopig niet verdwijnen. ‘De efficiëntie van verbrandingsmotoren kan wel stijgen naar zo'n 60% door de thermische energie en restwarmte efficiënter om te zetten in bruikbare energie.'

Een hybride systeem, waarbij een asgenerator kan worden gebruikt als elektromotor  vergroot de efficiëntie eveneens. ‘De hoofdmotor kan dan kleiner worden. De asgenerator doet dienst als ondersteunende elektromotor wanneer extra vermogen nodig is. Voor schepen met tweetaktmotoren die direct op de schroefas zijn aangesloten heeft RENK hiervoor een compacte clutch ontwikkeld.'

Volgens Laursen is een tweetakt dual fuel-motor veel schoner wanneer LNG wordt gebruikt dan een dual fuel viertakt-motor. ‘De methaanslip is bij tweetakt veel lager, waardoor het CO2-voordeel groter is. De verbranding is bij deze motoren goed te controleren en er kunnen meerdere brandstoffen worden gebruikt. We hebben ook dual fuel-motoren op methanol, ethaan en LPG draaien. De eerste methanol-motoren hadden wat kinderziektes, zoals gebroken klepveren, schade aan afdichtingsringen, haarscheurtjes in de nozzles en instabiele koolwaterstofsensoren, maar die zijn opgelost.'

Würsig stelde dat de aanschaf van dual fuel LNG-motoren een goede investering is. ‘LNG is de fossiele brandstof met de laagste CO2- en NOX-emissies en bevat geen zwavel. De LNG-infrastructuur kan in de toekomst bovendien worden gebruikt voor biologisch- of synthetisch vloeibaar methaangas (Bio-LNG en LRG, Liquid Renewable Gas).

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