Techniek&innovatie

Belgische baggeraar zet in op Ultra Low Emission Vessels


Tunnelbouwers wijzen Jan De Nul de weg

Branche: Baggeren | Auteur: Lennart Kik | Publicatiedatum:

Terwijl een toenemend aantal reders vanuit een klimaatperspectief inzet op varen op LNG, kiest Jan De Nul Group voor een andere koers. Het baggerbedrijf laat vijf (ultra) lage-emissieschepen bouwen. De nieuwe sleephopperzuigers beschikken over een ingenieus filtersysteem om toxische substanties uit de uitlaatgassen te elimineren. “We hebben niets zelf hoeven uit te vinden. De automotive en heavy duty-sector effent het pad voor ons”, zegt fuel coordinator Michel Deruyck. 

Alle schepen van de nieuwe generatie hebben een dieselelektrische uitvoering: schroeven, baggerpompen en jetpompen worden elektrisch aangedreven en gecontroleerd door middel van frequentieregelaars. “Al deze maatregelen zorgen voor een laag stookolieverbruik, het beste voor deze categorie schepen”, claimt Jan De Nul.

Om de schadelijke emissies nog verder in te perken heeft Jan De Nul de schepen bovendien uitgerust met behandelingssystemen voor uitlaatgassen. Aangezien de nieuwe baggerschepen vaak in mondingen en rivieren of dicht bij de kust zullen werken, kiest de baggeraar ervoor de NOx-emissies te beperken tot een niveau dat veel lager ligt dan de huidige vereisten en ook de uitstoot van andere polluenten – waarvoor nog geen IMO-regelgeving bestaat – te reduceren.

Tweefasige filtertechniek

De nieuwe schepen zullen werken op brandstoffen met een laag zwavelgehalte en beschikken over een tweefasige filtertechniek. Het systeem van Selectieve Katalytische Reductie (SCR) en de toevoeging van Urea (AdBlue) is volgens Jan De Nul op dit moment de meest efficiënte manier om de uitstoot van NOx te reduceren tot een niveau dat overeenkomt met de toekomstige Europese Fase V-normen voor binnenschepen. “Voor de zeevaart geldt binnenkort de IMO Tier III-regelgeving, die een veel hogere uitstoot van polluenten toelaat. Hier hinkt de zeevaart ver achterop bij de binnenvaart”, aldus Jan De Nul.

Naast het katalytische filter beschikken de schepen over een dieselpartikelfilter (DPF). Voor deze technologie haalde Jan De Nul de mosterd uit Zwitserland, waar het filteren van uitlaatgassen in de tunnelbouw al sinds de jaren negentig verplicht is. Voertuigen en zware machines zijn er uitgerust met een uitlaatgasfiltersysteem, zodat arbeiders die werke in de tunnelbouw schone lucht kunnen inademen. “Met het dieselpartikelfilter halen we tot 99 procent van het aantal fijnstof- en roetdeeltjes uit de uitlaatgassen”, zegt Deruyck in een gesprek op het kantoor in Aalst.

‘Zolang residuele brandstof is toegestaan, kan je heel moeilijk luchtvervuiling gaan bestrijden’

De keuze voor Zwitserse technologie heeft als bijkomend voordeel dat Jan De Nul kan aanhaken bij een al langer bestaand keurlabel, opgezet door de associatie voor Verification of Emission Reduction Technologies (VERT) in Aargau. Ook de rookgas reinigingssystemen van de Nederlandse fabrikant Emigreen (uit Hendrik Ido Ambacht), die de baggeraar monteert, beschikken over dit VERT-label.

Vier jaar geleden begon Deruyck aan een onderzoek naar de impact het gebruik van schone brandstoffen. Waar andere reders van meet af aan enthousiast waren over varen op LNG, probeerde hij zoveel mogelijk gegevens te verzamelen over de milieu-impact – voor klimaat en luchtkwaliteit – en de kostprijs. “Beide oefeningen waren niet gemakkelijk, omdat er een schaarste aan gegevens was – en nog altijd is.”

Methaanlekken

Deruyck: “Varen op LNG heeft op het eerste gezicht een aantal voordelen. Bij het genereren van hetzelfde vermogen wordt minder CO2 uitgestoten en ook de emissie van NOx, SOx en fijnstof is lager dan die van een dieselmotor op stookolie zonder uitlaatgasreiniging. Ga je de uitlaatgassen wel reinigen, dan zijn echter dezelfde of zelfs betere resultaten te boeken. Daarnaast heeft LNG op het vlak van milieu en uitvoering ook een aantal nadelen. Zo komen in dual-fuel motoren methaanlekken veel voor, waarbij het gas niet verbrandt en direct in de lucht komt. Methaan is een zeer krachtig broeikasgas: over een periode van honderd jaar is het effect van methaan op de opwarming van de aarde 34 keer groter dan dat van dezelfde hoeveelheid CO2. Daarom wijzen de meeste studies uit dat met de huidige technologie LNG als brandstof niet beter en in sommige gevallen slechter is dan stookolie wat de opwarming van de aarde betreft.”

“Niet alleen de uitstoot van methaan haalt de klimaatclaim van LNG een beetje onderuit. Daarnaast zijn er zorgen over het achterblijven van methaanslip in de motoren. Er is nog weinig bekend over methaanslip, maar als ik de motorenfabrikanten mag geloven zijn de cijfers niet bepaald hoopgevend.”

“Er is nog een nadeel. Met LNG is varen op variabele piekbelasting lastig. De IMO-regels gaan uit van continue belasting. Uitstootregels voor piekbelasting bestaan niet. In de praktijk zullen motoren grote hoeveelheden diesel injecteren om die piek op te vangen. Dan ben je ver weg van het ideale plaatje. Onze schepen voor de baggerindustrie zijn rollercoasters – het gaat aan-af, aan-af. Dat is niet te vergelijken met een containerschip dat van A naar B vaart.”

En wat betreft de kostprijs van LNG?

“De capex (capital expenditure, red.) van LNG-projecten is nog altijd vrij hoog. Varen op LNG blijft duurder. Bovendien heeft de brandstof een houdbaarheidsdatum. Op een bepaald moment moet je het gaan opstoken. Bij een dual-fuel engine zal je moeten kiezen voor gas- of dieseloptimalisatie. Kies je voor gasoptimalisatie, dan heb je een dual-fuel engine die op diesel vaart en die nog meer uitstoot dan als je geen LNG-schip had gekocht.”

Varen op een schone brandstof als LNG zou een concurrentievoordeel opleveren.

“Het principe klopt wel, daar kan ik de collega’s geen ongelijk in geven. Vandaar onze zoektocht naar alternatieven. Onder IMO tier III zijn er nog veel loose ends. Er is nu een norm voor NOxemissies. De uitstoot van SOx is brandstof gerelateerd, maar dat is voor diesel geen groot probleem. De rest is niet gereglementeerd. We hebben niet in het bijzonder gekozen voor een technologie. Bij het zoeken naar een standaard hebben we vooral gekeken of er interessante oplossingen beschikbaar zijn op de markt. De timing kwam toevallig goed uit met de invoering van strengere regels in de binnenvaart (EU Stage V) die beduidend verder gaan dan die voor de zeevaart.”

‘Als we de emissies van dieselmotoren correct aanpakken is een hernieuwbaar en milieuvriendelijk antwoord mogelijk’

“In Europa komt er steeds meer besef over de toxiciteit van nanopartikels (fijnstof, red.). Het gaat hierbij om de fase van de uitlaatgassen die je niet ziet. Een vliegtuig dat opstijgt van Zaventem, lijkt niets meer uit te stoten. Je ziet niets meer. Er wordt nu gekeken om de drempel voor de regulering van 23 naar 10 nanometer te brengen. Waarom? In de uitstoot van de huidige motoren die met directe injectie werken, ontstaat een wolk van partikels van rond de 10 nm. Bijna 40 procent van het aantal partikels zit beneden de 23 nm en is nu dus niet gereglementeerd. Je krijgt een hele andere denkwereld: we spreken over iets waar we in IMO-verband nog mijlenver vanaf staan. Ook daarom hebben we gekozen voor deze filtertechnologie.”

– Is de filtertechnologie ook toepasbaar op cutterzuigers en andere schepen?

“De filtersystemen zijn beperkt tot de brandstof die je gebruikt. De vijand van een roetfilter is as. Zolang er weinig as in de brandstof zit, is het haalbaar. Bij grote cutterzuigers die werken binnen een ECA-gebied zou het mogelijk zijn om de uitlaatgassen te filteren. We leggen ons nu specifiek toe op nieuwbouw en onze cutterzuigers zijn bestaande schepen of schepen waarvan het ontwerp al vastligt (zoals de Willem van Rubroeck, red.). We hebben nog geen directe plannen, maar het zou kunnen als je op gasolie vaart. Het mooie van de filtertechniek is dat het technisch gewoon kán.”

– Om zowel de motor te optimaliseren als het klimaat te sparen, moet je aan verschillende knoppen draaien.

“Een van de voordelen van dit filtersysteem is dat we uitgaan van een ouderwetse geoptimaliseerde motor, waarbij we in eerste instantie niet naar de NOx-en kijken. We kijken naar fuel optimalisering of zo laag mogelijke CO2-emissie én zo weinig mogelijk roetdeeltjes. Nadien ga je de NOx-en te lijf met SCR. De partikels die je daarna nog overhoudt, filter je er met een tweede filter uit. Onze impact als baggersector op bewoonde gebieden is vrij groot. Als je een beleid nastreeft van maatschappelijk verantwoord ondernemen kan je dikke verslagen schrijven met een bijbehorend jargon, maar je kan het ook in praktijk brengen zoals wij doen met deze technologie. Een van onze stellingen is: als je gebruik maakt van brandstof of motortechnologie, dan zal je de uitlaatgassen moeten filteren. Wij zijn daar niet de enige in. In de automotive sector zijn motoren zonder roetfilter ondenkbaar.”

– Zo gewoon als het in de automotive is, zo nieuw is dit voor de scheepvaart.

“Ik haal bewust het voorbeeld van Zwitserland aan. In de jaren negentig zijn de Zwitsers de weg van filtering ingeslagen voor hun tunnelprojecten. Na 2000 zijn er geen openbare werken meer gedaan zonder dat de machines roetfilters hebben. Bij ons wordt in de utiliteits- en wegenbouw op sommige plekken nog steeds zonder gewerkt. Het aantal leveranciers van roetfilters is beperkt. Als ons initiatief navolging krijgt en de trein eenmaal vertrokken is, zullen motorenfabrikanten hun eigen filters op de markt brengen. Ik denk niet dat ze afhankelijk willen blijven van subcontractors.”

– Waarom is deze ‘panklare’ technologie zo lang op de plank blijven liggen?

“Het gros van de marine brandstof is van oudsher residuele brandstof, waar de filtertechniek niet bruikbaar is. Zolang residuele brandstof is toegestaan kan je heel moeilijk luchtvervuiling gaan bestrijden. Bovendien is er in de maritieme sector geen ‘level playing field’ om de emissies te beperken. De eerste air pollution reglementering binnen de IMO dateert van 2005.”

– In 2020 wordt de sulphur cap van kracht. Verwacht u een run op laagzwavelige brandstof?

“De oliesector laat niet graag in haar kaarten kijken, maar ik verwacht niet echt een probleem. Met de invoering van ECA-gebieden in 2015 speelde dit ook. Tot een paar maanden daarvoor wisten we niet wat ons te wachten stond. Nu zie je dat olieleveranciers gerust zijn op een goede af loop. Geen wonder, want ze gaan straks meer producten met een hogere marge verkopen. In Antwerpen heeft ExxonMobil al aangekondigd dat ze geen HFO meer zal leveren, maar alleen nog high end producten voor de maritieme sector.”

“Het enige wat echt scheef zit in de zwavelregelgeving, is de loophole voor het gebruik van scrubbers. De IMO heeft zich niet gerealiseerd dat de zwavel na het scrubben in zee zou worden gedumpt. Als je zo’n installatie aan de wal zou hebben en je dumpt het looswater in de haven, dan blijkt dat het gehalte aan poly-aromaten 10.000 keer boven de Europese norm zit. Singapore heeft de scrubbers al in de ban gedaan. In Europa wordt inmiddels gelobbyd om geen scrubbers toe te laten in Europese havens, omwille van het oppervlaktewater.”

– De komende jaren komen nieuwe brandstoffen op de markt, denk aan bio-fuel, methanol, ammonia en waterstof. Zullen die een hoge vlucht nemen?

“De schepen die we nu bouwen, zullen nog dertig jaar meegaan. Wij voorzien een opkomst van e-fuels, synthetische brandstoffen, en een transitie richting ‘drop in’ bio-fuels, omdat je daar met een bestaande vloot mee aan de slag kan. Varen op waterstof vind ik nog heel hypothetisch, omdat je daarvoor een compleet ander schip en andere motoren nodig hebt. Schepen in de baggerssector hebben een hoge energie-intensiteit, dat is niet aan ons besteed.”

– De filtertechnologie staat voor jullie voorop?

“Dieselmotoren hebben de perceptie tegen op dit ogenblik, maar indien we de emissies van deze motoren correct aanpakken is er een hernieuwbaar en milieuvriendelijk antwoord mogelijk. Er is nog werk aan de winkel, maar het is niet alleen kommer en kwel. We hoeven geen ingewikkelde ‘what, if’-verhalen te vertellen, het kán gewoon en je kan er vandaag mee beginnen. En de toepassing houdt niet op bij de hoppers, het kan ook op andere schepen. Aan de beleidsmakers in Europa zou ik zeggen: alle schepen die op variabele belasting onder de kustlijn varen – de hele markt voor coastal navigation, van sleepboten en ferries tot service providers – zouden filtersystemen moeten hebben. Voor de zeevaart is het een ander verhaal.”

Het filtersysteem op de Afonso de Albuquerque is herkenbaar aan de blauwe funnel op het achterdek (foto: Jan De Nul)

Onderwerpen
Deel deze pagina
Nieuwe generatie sleephopperzuigers

Het nieuwbouwprogramma bestaat uit drie kleinere sleephopperzuigers met een laadruimte van 3.500 m3 en twee middelgrote van 6.000 m3. De drie kleinste hoppers – de Afonso de Albuquerque, de Diogo Cão en de Tristão da Cunha – zullen de werf van Keppel Singmarine in China verlaten en worden zeer binnenkort in gebruik genomen. De werf van Keppel Offshore & Marine in Singapore tekent voor de bouw van de middelgrote hoppers, de Sanderus en de Ortelius die eind 2019 en eerste helft 2020 worden opgeleverd. Naast de vijf ULEV hoppers ligt een grote sleephopperzuiger met een capaciteit van 18.000 m3 op de tekentafel, te bouwen door Cosco in China. De grote hopper gaat buiten Europa varen op Heavy Fuel Oil (en is daarmee niet geschikt voor het filtersysteem).

Carrière bij Jan De Nul Group

Michel Deruyck is geschoold door ‘de praktijk’. Hij begon in 1994 bij het onderhoud van de schepen, dat hij omschrijft als “technisch en heel pragmatisch werk op de werven wereldwijd”. Sinds enkele jaren is hij ‘fuel coordinator’ bij het Belgische bagger- en bouwbedrijf.

Betabanen

Maritiem Nederland

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

Editie MN 10-2018

Partners Maritiem Nederland