Techniek&innovatie

Gewicht grootste ontwerpuitdaging voor elektrische schepen


Noorse elektroveerboot zet nieuwe maatstaf

Branche: Scheepsbouw, Zeevaart | Auteur: Christian Jongeneel | Publicatiedatum:

Beperking van het gewicht is de grootste uitdaging bij het ontwerp van steeds grotere elektrische schepen. Dat zegt Anstein Aa, technologiemanager bij Brødrene Aa, de bouwer van een van ’s werelds grootste elektrisch aangedreven schepen van het moment, die eerder dit voorjaar in de vaart genomen werd.

Familiebedrijf Brødrene Aa (sinds 1947) is gespecialiseerd in hogesnelheidsveerboten, die passagiers en auto’s de Noorse fjorden overzetten. Rond de eeuwwisseling maakte het bedrijf het eerste commerciële passagiersschip met een romp van koolstofvezel. Momenteel heeft het twee lijnen, één geoptimaliseerd op snelheid voor veerdiensten en één geoptimaliseerd op vaarbeleving voor sightseeing. Van die laatste kwam in april een volledig elektrisch aangedreven exemplaar in de vaart, de ‘Future of The Fjords’.

“Het gewicht is de voornaamste uitdaging”, zegt technologiemanager Anstein Aa. “Batterijen zijn immers zwaar, net als de vermogenselektronica die bij elektrische aandrijving komt kijken. Daarnaast zijn de eisen aan brandveiligheid hier hoog. Dat beperkte de keuze die we hadden in de keuze voor de aandrijving sterk.”

Het schip, met een lengte van 42 meter en capaciteit voor 400 passagiers, heeft een 1,8 MWh batterij aan boord, vergelijkbaar met veertig elektrische auto’s. De twee door Westcon geleverde elektrische motoren hebben een gezamenlijk vermogen van 900 kW. Op de negentig minuten durende trip door de Naerøfjord en Aurlandsfjord wordt dus ten behoeve van de voortstuwing maximaal 1,35 MWh aan energie aan de batterij onttrokken. Daar komen de andere elektrische systemen nog bij. In de praktijk rekent men met een tocht van dertig nautische mijlen (55 km) bij een snelheid van zestien knopen (30 km/u), voordat opladen nodig is.

‘Batterijen en vermogenselektronica voor de aandrijving maken elektrische schepen zwaar’

Bij wijze van laadstation ligt In de thuishaven Gundvangen een dok, even lang is als het schip zelf, dat een 2,4 MWh batterij bevat. Die batterij wordt de hele dag door via het lokale elektriciteitsnetwerk opgeladen. Tijdens de twintig minuten die het schip tussen twee trips door aangemeerd ligt, laadt de dokbatterij de boordbatterij op. De batterijen zijn geleverd door het Noorse ZEM, dat gespecialiseerd is in lithium-ion batterijen voor maritieme toepassingen. Ook de schroeven zijn van Noorse makelij: de Servogear Ecoflow Propulsor zorgt voor optimaal energieverbruik bij diverse snelheden.

Machinekamer

Niet alleen de batterij drukt op het gewicht. Dat geldt ook voor andere duurzame maatregelen aan boord van de ‘Future of the Fjords’, waarvan de bouw vijftien miljoen euro kostte, zestig procent meer dan het in 2016 opgeleverde hybride zusterschip ‘Vision of the Fjords’. Er is bijvoorbeeld ook een tank voor 3000 liter afvalwater, dat voorheen direct in het fjord werd geloosd. Drinkwater en grijs water zijn gescheiden in tanks van 3000 respectievelijk 2000 liter. Daarnaast is er nog een tank voor 1000 liter bilgewater, het mengsel van water en olie uit de machinekamer dat sowieso al niet geloosd werd.

Het leidde tot het nodige passen en meten, zegt Aa: “Naast het ruimteprobleem zelf moet je rekening houden met andere beperkingen. Zo moet de batterij geïsoleerd zijn van de machinekamer, in verband met eisen aan de brandveiligheid.”

Een bijkomend voordeel van de elektrische aandrijving is dat die stiller is dan een dieselmotor. Dat komt de natuurbeleving (de genoemde fjorden zijn werelderfgoed volgens Unesco, CJ) ten goede. “Maar onze motoren waren altijd al goed geïsoleerd. Het is ook geen doorslaggevend argument voor elektrische aandrijving, want bij hogere snelheden overstemt het geluid van de schroef dat van de machinekamer”, aldus Aa.

Toekomst

De Noorse fjorden zijn van een andere ordegrootte dan de Nederlandse grachten en kanalen, met als consequentie dat elektrisch varen op Nederlandse wateren technisch minder vereist. Er zijn al de nodige elektrische rondvaartboten, want de Amsterdamse grachten moeten in 2025 emissievrij zijn.

Ook verschillende vervoersbedrijven hebben elektrische veerboten in bestelling. Eind dit jaar wil het Nederlandse bedrijf Port-Liner elektrische binnenvaartschepen in bedrijf hebben die op korte trajecten – bijvoorbeeld tussen Rotterdam en Antwerpen – containers kunnen verplaatsen. Dat gebeurt echter met snelheden die voor passagiersvervoer niet acceptabel zijn.

Er is, kortom, nog een aanzienlijke behoefte aan betere technologie. Eind vorig jaar werd daartoe het Ferry Innovation Center in het leven geroepen, waarin onder meer vervoersbedrijf Riveer, scheepsbouwer Damen en de TU Delft gaan samenwerken om een innovatieve elektrische veerboot te ontwerpen. Het kenniscentrum moet echter nog van start gaan.

Ook Damen

Ondertussen sleepte Damen in maart wel een order binnen om twee volledig elektrische veerboten te leveren aan de regering van Ontario. De grootste van die twee zal de ‘Future of the Fjords’ in de schaduw stellen met een capaciteit van 400 passagiers en 75 auto’s die tijdens een tocht van twintig minuten overgezet worden van Kingston, honderd kilometer ten oosten van Toronto aan Lake Ontario naar vakantiebestemming Wolfe Island. De snelheid blijf beperkt tot twaalf knopen (22 km/u).

“We zullen in de toekomst naar hogere snelheden en langere afstanden moeten”, stelt Aa. “Op dit moment zijn de batterijen daar te zwaar voor. Daarom kijken wij nu naar waterstof en brandstofcellen. Daar ligt de toekomst.”

Meer lezen

Brødrene Aa

Servogear

De brug van de elektroveerboot (foto: Eikeseth Nygjerd)

Onderwerpen
Deel deze pagina

Probeer TW

Geïnteresseerd in techniek? Kies dan voor Technisch Weekblad (TW)

TW biedt technici het laatste nieuws, achtergronden en opinie op het gebied van techniek en innovatie. TW lees je in print en altijd en overal online op je pc, tablet of smartphone. Voor studenten en starters onder de 35 jaar met een technische opleiding, is TW helemaal gratis! 

Naar de website van TW voor het laatste nieuws

Meer informatie over een abonnement

Betabanen

Maritiem Nederland

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

Editie MN 07-2018

Partners Maritiem Nederland