Techniek&innovatie

Dieselmotor Werkendam dient alleen als back-up


Kraanschip op LNG

Auteur: Christian Jongeneel | Publicatiedatum:

Komend voorjaar neemt Paans Van Oord een nieuw kraanschip in bedrijf dat twee weken lang op één volle tank LNG kan opereren. Het vergt een innovatieve aanpak in het ontwerp, maar ook in de bedrijfsvoering, want LNG bunkeren kan in Nederland niet zomaar overal.

Het nieuwe kraanschip Werkendam is met name bedoeld voor werkzaamheden in de Nederlandse binnenwateren. Mede omdat opdrachtgevers, zoals de Rotterdamse haven, steeds meer waarde hechten aan het beperken van de uitstoot, besloot Van Oord om voor de aandrijving over te schakelen op LNG als brandstof en dus op gasmotoren in plaats van de traditionele diesel.

“We hebben eerder LNG overwogen, maar wij hebben veel zeegaande schepen en grote sleephopperzuigers waarvoor gasmotoren nog in de kinderschoenen staan”, vertelt projectmanager Patrick Meij van Van Oord. “Het wachten was dus op een kleiner project. Dat werd de Werkendam. Die krijgt nog wel een dieselmotor aan boord, maar echt alleen als back-up. Alle normale operaties doen we op gas, ook hijsen en dynamic positioning.” 

Van Oord zette eerst de eisen van dochtermaatschappij Paans Van Oord op een rijtje. Daarna volgde de uitwerking in samenwerking met de werf Neptune in Hardinxveld-Giessendam. Gezamenlijk werd gezocht naar optimale oplossingen voor de aandrijving, zowel de overgang van diesel naar LNG zelf als de integratie van de generatoren en de kraan met het elektrische systeem van het schip.

 Hybride aandrijving

“Een kraanschip kent veel piekbelastingen”, legt Michiel Buné, de projectmanager van Neptune uit. “Gasmotoren hebben meer moeite met deze loadsteps. Daar komt bij dat de belasting soms onder nul ligt. Er is veel vermogen nodig om te hijsen, maar als de grijper zakt en de trommel van de lier dus de andere kant op draait, komt er juist vermogen vrij.”

De oplossing werd gevonden in een hybride aandrijving. De kraan is geheel elektrisch en voorzien van een powerbank, ofwel een krachtige batterij. Afhankelijk van de draairichting vraagt de lier vermogen of levert juist vermogen aan het systeem. De powerbank vangt de piekbelastingen op en slimme elektronica zorgt ervoor dat de gasmotoren precies het adequate vermogen leveren om de powerbank op het juiste niveau gevuld te houden, vergelijkbaar met de manier waarop een hybride auto het samenspel tussen accu en benzinemotor regelt.

‘Het schip krijgt nog wel een dieselmotor aan boord, maar die dient echt alleen als back-up’

Gasmotoren in meervoud, inderdaad, want de Werkendam krijgt er drie, elk met een vermogen van bijna 500 kW. Buné: “Gasgeneratoren zijn efficiënter bij een vermogensvraag boven de zestig procent. Een kraanschip draait vaak langere tijd lage vermogens. Dus vaak genoeg heb je aan één eenheid genoeg. Heb je meer vermogen nodig, dan schakel je een of twee eenheden bij.”

“Gasmotoren zijn nog vrij nieuw in de scheepsbouw”, zegt Karel Schuurman van leverancier MAN Rollo. “Voor ons als fabrikant betekent het vooral dat we de juiste loadsteps kunnen bieden, want de belasting van de motoren varieert. Dat is vooral een kwestie van elektronica.”

Het resultaat van de omslag is een reductie van 86 procent van de fijnstof-emissies, 71 procent minder stikstofoxiden en 25 procent minder kooldioxide. Dat laatste wordt deels te niet gedaan doordat gasmotoren meer methaan uitstoten door dieselmotoren, maar dat effect moet niet overdreven worden, aldus Schuurman: “Dual-fuel motoren, die gas en diesel gebruiken met een dieselproces, hebben inderdaad een hoge methaanuitstoot. Maar bij motoren die honderd procent op gas draaien, is dat drie tot vier keer minder.”

Veiligheidseisen

De keuze voor gasmotoren heeft meer consequenties dan een volstrekt andere inrichting van de aandrijving op het schip. Diesel kun je in allerlei hoeken en gaten wegstoppen, maar gas bij lage temperatuur en onder druk valt alleen in cilindervormige tanks op te slaan. In dit geval werd gekozen voor één tank met een inhoud van 38 kubieke meter. Dat heeft consequenties voor de ruimtelijke indeling van het schip, dat in verband met de wendbaarheid ook niet veel langer mag worden.

Bovendien brengt het gebruik van gas extra risico’s met zich mee – en dus veiligheidsmaatregelen. De motoren staan in een afsluitbare ruimte en de gastoevoer wordt in een aantal gevallen automatisch gestopt, bijvoorbeeld als een van de gasdetectiesensoren alarm slaat.

‘Als de overstap naar LNG de emissies terugdringt, dan heeft dat de toekomst’

Veiligheidseisen beperken ook de mobiliteit van LNG-schepen ten opzichte van dieselschepen. Niet dat sommige locaties taboe zijn, maar er gelden wel aangescherpte regels in havens en sluizen. Daarbovenop komt nog iets, aldus projectmanager Meij: “Er zijn in Nederland vijf plekken om LNG te bunkeren, allemaal langs de hoofdroute naar Duitsland. Wanneer je bijvoorbeeld een groot project in Groningen hebt, moet je dus zelf afspraken met een leverancier maken. Daar komt bij dat je in Nederland niet zomaar overal LNG mag overslaan. Je zult hiervoor een vergunning moeten aanvragen. Dat gaat gepaard met allerlei veiligheidsmaatregelen ter plekke, zoals het slaan van een aardepen voor de LNG-tankwagen.”

Milieusprong

De omschakeling naar LNG was niet de enige ontwerpkeuze met het oog op betere milieuprestaties. Een afgeronde boeg en schuin achtersteven moeten tot efficiënter brandstofverbruik tijdens het varen leiden. Dat is traditioneel geen prioriteit, omdat kraanschepen in de eerste plaats stabiel in het water moeten liggen. Dat is leidend bij het ontwerp van de romp.

Die romp ligt inmiddels goeddeels klaar op de werf van Neptune, waar op 19 juni de kiel werd gelegd (waarbij ook een zilveren gulden uit 1916 werd ingeklonken om het schip een fortuinlijke vaart te wensen). Komend voorjaar moet het schip klaar zijn om in de praktijk beproefd te worden. Vanwege alle aanvullende veiligheidseisen is een langere testperiode gepland dan gebruikelijk.

Van Oord moet stevig investeren om een milieusprong voorwaarts te kunnen maken. “Of het een kostenvoordeel gaat opleveren, is nog onduidelijk”, zegt Meij. “We doen het in de eerste plaats om de emissies terug te dringen. Uit dit eerste schip willen we lering trekken. We hebben een grote vloot. Als de overstap naar LNG de emissies terugdringt, dan heeft dat de toekomst.”

Onderwerpen
Deel deze pagina
Europort 2017

Neptune Shipyards, standnummer 2300

Specificaties ‘Ms Werkendam’

Lengte: 68,40 m

Breedte: 11,40 m

Voortstuwing: 2 x 550 kW

Boegschroef: 450 kW

Vermogen generatoren: 3 x 475 kW

LNG-tank: 38 m3

Hijscapaciteit kraan: 20 t op 20 m en 25 t op 16 m

Betabanen

Maritiem Nederland

Welkom op de site van Maritiem Nederland, hét opinie- en vakblad voor de gehele maritieme sector in Nederland.

Editie MN 09-2018

Partners Maritiem Nederland