Samen met 20 andere partners maken de twee zusterbedrijven deel uit van een maritiem consortium dat binnen het MENENS-programma (Methanol as Energy Step Towards Zero-Emission Dutch Shipping) 24 miljoen euro overheidssubsidie heeft ontvangen voor onderzoek. Dit wordt de komende vier jaar uitgevoerd. Aan het consortium nemen verschillende onderzoeksinstituten, reders, bagger- en offshorebedrijven, jachtbouwers, scheepswerven en toeleveranciers deel. “Het idee achter het MENENS-project is dat de industrie zelf in de lead is”, aldus Despoina Mitropoulou van RH Marine en Arend van der Velde van Bakker Sliedrecht.
Vermindering CO2 uitstoot met methanol brandstof
Het MENENS-programma moet het gebruik van methanol als koolstofarme brandstof binnen de Nederlandse scheepvaart versnellen. Dit zal resulteren in een belangrijke vermindering van de CO2-uitstoot ten opzichte van het huidige gebruik van diesel. Methanol wordt internationaal gezien als een van de meest haalbare schone brandstoffen voor grootschalige toepassing in de scheepvaart. Het stelt schepen in staat te varen met netto nul emissies. Het consortium zal twee verschillende scheepstypen aanpassen om de levensvatbaarheid van methanolbrandstofsystemen te testen en zal zes verschillende toekomstige gebruikssituaties met verschillende operationele profielen bestuderen. Tegen 2030 zouden er al 30 emissievrije schepen in bedrijf moeten zijn.
Nieuw elektrisch systeem
Voor het gebruik van een andere brandstof moet een nieuw elektrisch systeem voor schepen worden ontworpen en ontwikkeld. Bakker Sliedrecht en RH Marine willen dit nieuwe systeem ontwerpen voor bagger- en offshore schepen, jachten en marineschepen. In deze sectoren hebben de bedrijven de meeste klanten. Coördinator van het MENENS-programma is Fugro, dat ernaar streeft zijn onderzoeksschip Fugro Pioneer in 2023 op methanol te laten varen. Dat schip wordt de komende jaren gebruikt als testschip. Bakker Sliedrecht en RH Marine zetten samen met onderzoeksinstituut MARIN (Maritime Research Institute Netherlands) en TNO ook een virtueel fieldlab op waar nieuwe technologieën kunnen worden getest en gevalideerd.
Overgang van wisselstroom naar gelijkstroom
Conventionele elektrische installaties en apparatuur van schepen werken op wisselstroom. Gelijkstroomsystemen worden ook aan boord gebruikt, maar zijn minder gebruikelijk. Met methanol kan niet dezelfde dynamische respons in de motoren worden bereikt als met diesel. Het gebruik van batterijen of supercondensatoren moet dit compenseren. Hetzelfde geldt wanneer brandstofcellen op methanol als belangrijkste energiebron worden gebruikt. Zij werken op gelijkstroom en daarom zal de hele energiecentrale aan boord worden ontworpen als een gelijkstroomnetwerk. “De centrale reageert anders op methanol dan op diesel of LNG. Om goede prestaties te garanderen, moeten we een centrale ontwerpen waarop je zowel een brandstofcel, een accu als een methanol ICE-generator kunt aansluiten”, legt Van der Velde uit.
Voordelen van het gebruik van gelijkstroom
Het belangrijkste voordeel van een gelijkstroomnet is dat er minder vermogensverliezen kunnen worden gerealiseerd. Nu zetten omvormers of frequentieregelaars AC om in DC en DC terug in AC. In een DC-netwerk hoeft de omvormer de elektriciteit voor de machines en apparaten maar één keer om te zetten naar AC. “In het nieuwe ontwerp zijn minder conversies nodig. Hoe minder omvormers, hoe minder vermogensverliezen. Een gelijkstroomnetwerk biedt ook mogelijkheden om ruimte te besparen en de centrale lichter te maken”, aldus Mitropoulou en Van der Velde.
Geschikt voor het gebruik van waterstof
Het nieuwe systeem is modulair ontworpen, zodat in de toekomst nieuwe componenten kunnen worden toegevoegd, en moet onafhankelijk zijn van de brandstofopwekking. Mitropoulou: “We willen een systeem ontwerpen dat zo onafhankelijk mogelijk is van de toekomstige brandstofbron. Naast op methanolmotoren of brandstofcellen moet het bijvoorbeeld ook op waterstofmotoren of brandstofcellen kunnen draaien.” Volgens haar gaat in het nieuwe systeem digitalisering een belangrijke rol spelen en worden Industrial Internet of Things (IIOT) componenten ingezet en geïnstalleerd. Hierdoor kunnen meer gegevens worden verzameld en geanalyseerd om te zien hoe de nieuwe systemen werken. “Zo kunnen we een systeem ontwerpen dat slimmer, veiliger, efficiënter en betrouwbaarder is”, zegt ze.
