Kennisinstituut MARIN realiseert de ‘machinekamer van de toekomst’ om de scheepvaart te helpen bij de energietransitie. De bouw van dit Zero Emission Lab (ZEL) is in 2022 gereed. De eerste klant, Port of Amsterdam, staat te popelen om te testen.
Wat is het uitgangspunt voor de bouw?
,,Zero emissie scheepvaart staat hoog op de agenda van onze sector. Emissievrij varen is misschien niet realistisch voor alle schepen in de komende tien, twintig jaar, maar met een levensduur van dertig jaar moet er een duidelijke focus zijn op de toekomstige technologieën. De oplossingen zullen verschillend zijn en afhankelijk van vele aspecten, zoals de scheepstypes, de operaties, brandstoffen en nieuwe vermogenssystemen, (verwachte) kosten, inclusief gevolgen van bijvoorbeeld een Emission Trading System.’’
MARIN lanceerde eind 2020 het Joint Industry Project (JIP) ZERO om meer inzicht te krijgen in de technische consequenties bij de introductie van nieuwe brandstoffen en aandrijfsystemen. ,,Met twintig bedrijven en instellingen uit Nederland en Europa werken we toe naar ontwerpen van nieuwe, schone machinekamer-configuraties voor acht scheepstypen. De ontwerpen worden getest in het ZEL.’’
,,Het ZEL wordt modulair opgebouwd uit verschillende vermogens- en energiesysteem componenten, zoals verbrandingsmotoren op alternatieve brandstof als waterstof en methanol, brandstofcellen, batterijen en supercondensatoren. Allen zijn gekoppeld in een elektrisch gelijkstroomnet. Zo kunnen we de verschillende machinekameropties testen. De focus ligt op het geïntegreerde voortstuwings-, vermogens- en energiesysteem; hoe gedraagt het totale systeem zich in realistische (dynamische) operationele omstandigheden? Hoe werken componenten als brandstofcellen en batterijen samen? Hoe stabiel is het elektriciteitsnet. Kunnen we de operaties nog uitvoeren die we gewend zijn met conventionele krachtbronnen? Uiteindelijk moet het de sector in staat stellen om betrouwbare systemen te ontwerpen en te bouwen en hun emissies onder realistische operationele omstandigheden te bepalen.’’
Hoe gaat het testen in zijn werk?
,,Het ZEL is gekoppeld aan de cavitatietunnel van MARIN waarmee onderzoek naar schroeven wordt gedaan en drijft een echte propeller aan. De dynamische belastingen die de schroef ondervindt, worden hiermee ook doorgegeven aan het vermogenssysteem. Daarnaast is het mogelijk om op het vermogenssyteem (via de schroefas of via vermogensvraag voor hulpvermogen) extra belastingen te leggen om een zo realistisch mogelijke situatie te creëren. Zo kunnen we bijvoorbeeld de voortstuwing testen onder dynamische belastingen, zoals bij het varen in zware zee en verrichten van manoeuvres. Of een ‘heavy lift’-operatie waarbij het schip zich op basis van een dynamic positioning systeem op de plek moet houden en hijsen tegelijk.’’
Hoe staat het met de bouw?
,,Infrastructuur zoals koelsystemen, elektra en aandrijving van de schroefas zijn dit jaar klaar. Ook werken we hard aan de besturingssoftware. Halverwege volgend jaar moet de basisversie draaien. Daarna worden diverse energiesystemen zoals batterijen, fuel cell en generatorset geplaatst.’’
Wat gebeurt er als het lab gereed is?
,,We beginnen met het testen van systemen die zijn ontworpen in de ZERO JIP. Daarna kan het lab voor projecten worden ingezet. Bijvoorbeeld bij het Maritieme Masterplan dat voor Nederland dertig emissieloze schepen in de vaart wil brengen. En voor partijen die voor hun schepen willen bepalen wat de juiste keuzes zijn om te komen tot een emissieloze scheepvaart. De eerste klant, Port of Amsterdam, staat al te dringen om een nieuw schip op basis van een fuel cell te testen.’’
