Techniek&Innovatie

Zeevarenden blijven nodig, ook bij autonoom varen

Auteur: Erik van Huizen | Publicatiedatum:

“Scheepsontwerp begint weer met een blank velletje papier en met de functionele eisen van het schip”, zegt Robert Hekkenberg die aan de TU Delft leiding geeft aan onderzoek naar de uitdagingen rond het automatiseren van werkzaamheden aan boord. “Zeevarenden blijven nodig, ook als schepen in de toekomst autonoom gaan varen.”

Allereerst vergt de term ‘autonoom’ enige nuancering. “Onbemand  en autonoom varen staan feitelijk los van elkaar”, zegt Hekkenberg. “Je kan een volledig bemand schip hebben dat autonoom is en waarbij de techniek beslissingen neemt. Maar je kan ook een onbemand schip hebben wat niet autonoom is, maar vanaf de wal wordt bestuurd.”

Het makkelijkste lijkt het om de navigatietaken van boord te halen. Dat is waar bijna iedereen bij autonoom varende schepen onderzoek naar doet, maar waar Hekkenberg slechts beperkt mee bezig is. “Ik houd mij meer bezig met het compenseren van de functionaliteit van de bemanning. Want de taken die het moeilijkste weg te halen zijn van het schip, zijn de taken waarbij de mens fysiek aan het schip zit. De grootste uitdaging zit daarbij in de machinerie en de interactie met de lading. En dat kan lastiger zijn dan we denken. Hoewel het technisch niet onmogelijk is, zou wel eens moeilijk kunnen zijn om dat op een rendabele manier anders te doen.”

Veiliger

Een aantal mensen binnen de TU Delft is daarom bezig om te kijken wat de huidige taken van de bemanning zijn, welke oplossingen er kunnen worden bedacht om deze van boord te halen en wat het kost en oplevert. “Wat we nu al zien is dat een enkele taak weghalen niet resulteert in een kostenbesparing, maar alleen in meer vrije tijd voor een bemanningslid. Die heeft nog meer te doen dan die ene taak. Je moet dus gaan zoeken naar pakketten van taken die je van boord gaat halen. Hoe dat gaat uitpakken, weten we nog niet.”

Een ander belangrijk punt bij autonoom varen is de veiligheid. Uit statistieken zou blijken dat de mens de zwakste schakel aan boord is en verantwoordelijk voor 70 tot 90 procent van de ongelukken. Alleen vertellen die statistieken volgens Hekkenberg niet hoeveel ongelukken het ingrijpen van de mens heeft voorkomen. “Daar hebben we weinig zicht op. Het is dus aantrekkelijk om te zeggen dat als je mensen van een schip haalt het veiliger wordt, maar dat aantonen is een tweede. Je kan het natuurlijk wel veiliger maken door de bemanning beter te ondersteunen. Als het schip gevaarlijke situaties kan herkennen, kan het de bemanning waarschuwen dat er een probleem aan zit te komen.” 

Andere uitdaging

Vaak wordt autonoom varen vergeleken met de mate van autonomie in de luchtvaart en zelfrijdende auto’s. Maar die vergelijking gaat volgens Hekkenberg niet helemaal op. “Als je het hebt over het overnemen van de taken van de mens, dan is de mens aan boord van een vliegtuig of in een auto er vrijwel alleen maar om situational awareness te creëren en te sturen. Aan boord van een schip is het veel meer dan dat. De bemanning van een zeeschip, al snel 14 tot 15 man, doet veel meer dan alleen maar sturen. De uitdaging is dus anders. De machines aan boord van een schip redden het niet zonder onderhoud en reparaties onderweg. En wat we ook nog wel eens vergeten is ladingbehandeling aan boord zoals het onderweg aandraaien van de lashings van de containers.”

Ook speelt de mens op een schip nog een belangrijke rol bij de communicatie. “Een vliegtuig vliegt in een veilige corridor, wordt gemonitord en komt geen zwemmers, roeiers, zeilboten of drijvende containers tegen. En op de weg hebben we het allemaal keurig geregeld. Als automobilist communiceer ik eigenlijk alleen via de lichten op mijn auto met mijn medeweggebruiker. In de scheepvaart zijn de regels minder strak. Daarom praten we heel erg veel met elkaar om af te spreken wat we gaan doen. Daar zit een belangrijke uitdaging in.”

‘Een vliegtuig vliegt in een veilige corridor en komt geen zeilboten of drijvende containers tegen’

Vooral shortsea

Over welke schepen geschikt zijn voor autonoom varen, verschillen volgens Hekkenberg de meningen. “Begin vorig jaar zei CEO Søren Skou van Maersk nog dat autonome containerschepen niet tijdens zijn leven zouden gaan varen, hij was toen 53. In dezelfde maand werd de eerste rederij van autonoom varende schepen opgericht. Maar ik snap Skou wel. Hij heeft het ongetwijfeld over grote containerschepen. Die duizenden containers aan boord vragen veel aandacht van mensen, waarbij de mens in het kostenplaatje van zo’n containerschip geen grote rol speelt, maar dus wel belangrijk werk doet.”

Het tegenovergestelde zijn de kleine schepen in de binnenvaart. Hier heeft de bemanning met 40 tot 50 procentvan de totale kosten een fors aandeel. “Het bespaarpotentieel in procenten is dus groot, maar in euro’s valt dat tegen. Het is vaak een kapitein en zijn vrouw die zichzelf niet al te veel betalen. Bovendien wonen ze aan boord, dus de drive om van boord te gaan is er vaak niet.”

De meest belovende tak vindt Hekkenberg de shortsea. “We hebben het daarbij niet over hele grote schepen, maar wel schepen met een bemanning tot 15 man die 40 procent van de totale kosten kan vormen. Daar lijkt potentie te zitten.”

Ontwerp

Een voorbeeld van een coaster die in de nabije toekomst onbemand gaat varen, is de Yara Birkeland. Voor scheepsontwerpers zorgt dit onbemand varen voor meer vrijheid in het ontwerp van schepen. “Een belangrijk deel van ontwerp van een schip wordt nu beperkt door regelgeving die bedoeld is om de bemanning comfortabel in leven te houden. Tegelijkertijd maakt de bemanning een relatief ‘low-tech’ scheepsontwerp mogelijk. Onbemand varen dwingt ons als scheepsontwerper fundamenteler na te denken over het scheepsontwerp dan we de afgelopen honderd jaar hebben hoeven doen. We hebben in het ontwerp altijd de mens meegenomen. We beginnen nu ineens met een blank velletje papier en met de functionele eisen van het schip, wat het schip moet kunnen. Zo blijf je ver weg van het ontwerp zoals het nu is. Dat maakt het leuk en uitdagend.”

Voor de voortstuwing van autonoom varende schepen ziet Hekkenberg twee oplossingen. De ene is redundantie, dus bijvoorbeeld dubbelschroevers met twee voortstuwingsmotoren. “Maar dat maakt het wel duurder. In Scandinavië kiezen ze vaak voor batterijen. Zo krijgt de Yara Birkland een battery pack van 7 à 9 MWh. Dat betekent dat een ‘gemiddeld’ short sea schip daar slechts ongeveer vijf uur op kan varen. Daarom is het een vrij klein scheepje van 80 meter met ruimte voor 120 teu en met een kruissnelheid van 6 knopen. Alles om het vermogen te drukken.” 

‘Scheepsontwerp begint weer met een blank velletje papier en met de functionele eisen van het schip’

Platooning

Een andere manier van autonoom varen is platooning. In het Europese project Novimar is de TU Delft betrokken bij de ontwikkeling van de vessel train, een platooning concept in de binnenvaart en shortsea. Hierbij is het voorste schip volledig bemand en haken laag bemande of onbemande schepen aan.

“Hierdoor kan je bemanning reduceren zonder dat je tegen die vreselijk lastige uitdagingen in de navigatie en communicatie aanloopt. De technologische drempel is dus fors lager, maar je krijgt wel te maken met logistieke uitdagingen. Het betekent wachten, niet het hele treintje hoeft dezelfde haven in en schepen moeten de snelheid aanpassen. Dat kan een deel van de voordelen teniet doen. Korte vessel trains van vier tot vijf schepen lijken kansrijk, maar dat zijn we nog aan het onderzoeken. Het verschil met platooning op de weg is dat het daar gaat om brandstofbesparing, bij de vessel train gaat het om vermindering van bemanning.” 

Arbeidsperspectief

Hekkenberg is met al deze technologische ontwikkelingen niet bang dat het beroep van zeevarende gaat verdwijnen. “Het is onwaarschijnlijk dat alle schepen onbemand gaan varen en de verwachting is dat we in de toekomst juist bemanning tekort gaan komen. We gaan dus niet het beroep van zeevarende overboord gooien.” 

“Wat nu vaak gebeurt, is dat een zeevarende gaat varen en na tien jaar gaat nadenken over vrouw en kinderen en aan de wal gaat werken. Bij autonoom varende schepen heb je de mogelijkheid om op bemande schepen te blijven varen als je jong en enthousiast bent; daarna kan je je expertise inzetten op een shore control station in plaats van dat je in een andere sector je geld moet gaan verdienen. Ik zie autonoom varen dus meer als een verlenging van het arbeidsperspectief, dan het overbodig maken van de zeevarenden.”

Deel deze pagina
Spreker tijdens SMarT Event

Nieuwsgierig naar het onderzoek van Robert Hekkenberg naar autonoom varen? Op 13 juni is Robert een van de sprekers tijdens het Smart Maritime Technology (SMarT) Event dat Maritiem Nederland en TW.nl organiseren. Locatie: het VNAB-gebouw in Rotterdam. 

Betabanen

Maritiem Nederland

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

Editie MNL 2-2019

Partners Maritiem Nederland