Schoon schip voor onderzoek naar ons maritieme milieu | Maritiem Nederland
Techniek&Innovatie

TB Shipyards bouwt onderzoeksschip NIOZ


Schoon schip voor onderzoek naar ons maritieme milieu



Jan Spoelstra | woensdag 15 september 2021
Scheepsbouw

Als het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) nieuwe onderzoeksschepen laat bouwen, kun je ervan uitgaan dat het ambitieuze projecten worden. Het onderzoeksinstituut waarschuwt immers regelmatig voor de gevolgen van een opwarmende aarde. Wat technisch redelijkerwijs mogelijk is om de milieu- en klimaatimpact te reduceren, zal het NIOZ op deze schepen willen realiseren. 

In oktober 2021 zal de scheepswerf van Thecla Bodewes de kiel leggen van de ‘RV Wim Wolff’ (37 x 10 m), het nieuwe onderzoeksschip voor het Waddengebied van het NIOZ. Het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee zet het schip in voor onderzoek in de Zeeuwse delta’s tot het Noordelijke waddengebied in Denemarken. Begin 2023 moet het schip klaar zijn en vervangt ze het inmiddels veertig jaar oude onderzoeksschip ‘RV Navicula’. Het nieuwbouwproject is onderdeel van een gehele vlootvernieuwing van het NIOZ, ook de kleinere en grotere onderzoeksschepen worden de komende jaren vervangen.

‘We kunnen het schip over een jaar of tien doormidden zagen en verlengen’, zegt Alex Cofino, hoofd maritieme onderzoeksfaciliteiten bij het NIOZ. ‘Als toekomstige duurzame brandstoffen meer ruimte aan boord innemen door een lagere energiedichtheid, willen we mee kunnen gaan in deze ontwikkeling.’ Daarom installeert de werf ook een dieselelektrische voorstuwing die volledig modulair is opgebouwd. Als een container met batterijen of brandstofcellen de stroom voor de elektrische thrusters straks efficiënter kan leveren dan de generatorsets met behoud van de autonomie (11 dagen op zee), dan kunnen deze nu al zonder enige aanpassing aangekoppeld worden.

Zonnepanelen en walstroom

Als het schip aan wal ligt sluit NIOZ het vaartuig aan op walstroom, zodat de gensets uit kunnen. Er liggen zonnepanelen aan boord en de motoren draaien op uit plantaardige olie vervaardigde brandstoffen. ‘Bovendien hebben we op het dek ruimte om met containers met alternatieve brandstoffen te pionieren’, aldus Cofino.

Ook installeert de werf een accupakket van 160 kWh waarmee het schip gedurende het droogvallen zo’n vijf uur zonder genset kan blijven liggen. Omdat de winning van grondstoffen voor lithium-ion batterijen milieutechnisch omstreden is, gaat het hier om schoner te produceren Nikkel-metaal-hydride batterijen.

Waterstof

Heeft het NIOZ nog onderzocht of groene waterstof een optie is voor de voortstuwing? Cofino: ‘Wij werken hier met wetenschappers die met het meest moderne en duurzame schip willen varen. Dus de suggestie voor groene waterstof hebben we zeker onderzocht. Ook de gemeente Texel wil op termijn groene waterstof gaan produceren. Voor nu is het technisch nog niet haalbaar. De supply chain is nog niet op orde.’

Henk van der Veer, hoofd afdeling kustsystemen bij het NIOZ was bij de aanbesteding van het schip verantwoordelijk voor de inbreng van de wetenschappers. ‘Die mensen kijken natuurlijk ver vooruit, en zien snel technisch haalbare innovaties als stip op de horizon en zijn bovendien erg geïnteresseerd in nieuwe technologie. De helft van onze wetenschappers bestaat uit biologen, en die willen zo duurzaam mogelijk hun werk doen. Maar we moeten het echt aan de scheepsbouwers, toeleveranciers en leveranciers van brandstoffen overlaten wat realistisch is.

Lichtgewicht

‘Dit schip moet op De Waddenzee gaan werken. Om die reden is de eis van een diepgang van maximaal één meter heel hard’, zegt Jos de Groot, engineering manager bij TB Shipyards. ‘Het is een volledig aluminium schip en in alles moesten we op het gewicht letten. De grote uitdaging is dan om al je toeleveranciers mee te krijgen.’

‘Bij scheepsbouwers en hun toeleveranciers zit het niet tussen de oren om heel goed te letten op gewicht. Neem een serie vrachtschepen met een draagvermogen van 7.000 ton die we nu bouwen. Als je dan een lier bestelt, is die gewoon volledig van staal. Dat is voor de bouwers makkelijk en het scheelt relatief weinig voor het uiteindelijke draagvermogen als het schip een paar honderd kilo zwaarder is’, aldus De Groot. ‘Maar een constructie met aluminium of kunststof, met spanten met een bepaald profiel, kun je veel lichter bouwen. En zo gaan we door het hele schip heen. We moeten iedereen uitdagen om de constructie zo licht mogelijk te krijgen.’

‘We kunnen het schip over een jaar of tien doormidden zagen en verlengen’

In de scheepsbouw is de regelgeving vaak wat ouderwets. ‘Gij zult van staal bouwen’ is volgens De Groot het devies bij klassebureaus en wetgevende instanties. Hierdoor is er geen specifieke regelgeving voor langzaam varende schepen van aluminium. Als gevolg hiervan wordt het aluminium via isolerende materialen zo beschermd dat het bij brand dezelfde thermische eigenschappen heeft als staal. ‘Dat maakt dat we enorm moeten studeren op materialen en manieren van bouwen’, aldus De Groot. ‘We kunnen ook niet de regelgeving voor snel varende schepen van de plank trekken. Die biedt wel meer mogelijkheden om gemakkelijk van aluminium te bouwen, maar dit is geen snel varend schip – en dan mag dat weer niet.’

Voortstuwing

Het schip krijgt twee 400 kW hoofdmotoren en een genset die in de haven kan draaien als de batterijen leeg zijn en er geen walstroom aanwezig is. D&A Electric levert de hele elektrische installatie. Het schip is straks IMO Tier III gecertificeerd, volgens de strengste uitstooteisen. Daarnaast blijft het schip ook onder de strengste uitstootnormen in de binnenvaart.

Het schip krijgt twee door elektromotoren aangedreven schroeven met een diameter van 90 cm, ingebouwd in een straalbuis met een buitendiameter van 120 cm. Dan zijn we weer terug bij de maximale diepgang van één meter en de uitdagingen in het ontwerp. ‘De schroeven zitten ver naar links en rechts onder het schip, zodat ze van de zijkant voldoende water kunnen krijgen. Immers, van onder het schip is geen optie bij deze beperkte diepgang’, aldus De Groot. ‘De schroeven steken dus ook deels boven water, behalve op open zee. Dan kan de het schip een beetje balasten en ligt het 1,20 m diep voor een prettiger zeegangsgedrag.’


Test in sleeptank MARIN


Het schip gaat varen op een synthetische brandstof vervaardigd van met waterstof behandelde plantaardige oliën en restafval. De Groot kent de discussies rond andere brandstoffen. Hij was jarenlang directeur van het door TB Shipyards overgenomen Barkmeijer Shipyards en heeft veel nieuwe scheepsbouwprojecten voorbij zien komen. ‘Wij hebben wel eens gerekend aan waterstof voortstuwing. Om een schip met een draagvermogen van 5.000 ton te bouwen, moesten we de romp nemen van een schip met een draagvermogen van 10.000 ton. Pas dan was er genoeg ruimte voor brandstofcellen en grote waterstoftanks. Dat is dus niet efficiënt genoeg voor de scheepvaart. Ook voor methanol is het nog te vroeg. Dat gaat in de scheepvaart wel sneller komen dan waterstof, ook bij grotere schepen.’

Relevant

Van der Veer neemt ons weer mee naar de dagelijkse praktijk van de onderzoekers. ‘Wat we aan land bij het NIOZ kunnen doen, doen we in het laboratorium, want daar zijn de omstandigheden optimaal’, zegt hij. Het kleinste schip van het NIOZ doet niet veel meer dan monsters nemen uit de Waddenzee en deze aan land brengen. De grotere ‘RV Wim Wolff’ blijft langer op zee en krijgt dus meer faciliteiten aan boord om de monsters te prepareren en bewaren. ‘Het schip moet 30 jaar mee kunnen, en uiteenlopende onderzoeken doen. Daarom richten we voor ieder onderzoek zeecontainers met apparatuur in die we op het 125 m2 metende werkdek kunnen plaatsen.’

‘De helft van onze wetenschappers bestaat uit biologen, en die willen zo duurzaam mogelijk hun werk doen’

Aan boord zitten een nat lab en een droog lab. De maximaal 12 wetenschappers aan boord nemen in het natte lab de monsters. Kwetsbare veel gebruikte apparatuur en werkplekken staan dan in het droge lab aan boord. Het schip heeft op de ondiepe Waddenzee een diepgang van 1,0 m. Het kan bij het nemen van monsters en het stil liggen gebruik maken van een DP systeem. Cofino: ‘Alle nieuwe snufjes zitten aan boord.’

De relevantie van dit schip werd in het afgelopen klimaatrapport van het IPCC weer duidelijk. De kustzone is volgens Van der Veer en de onderzoekers van het NIOZ een hele productieve zone. ‘Vanuit zee sijpelen nutriënten het land in. Er zit vis en er leven vogels. Trekvogels gebruiken de kustgebieden om aan te sterken.’

‘We weten nu dat de zee anderhalve graad warmer is’, vervolgt Van der Veer. ‘Dat zie je als vakantieganger in het Waddengebied misschien niet meteen, maar de gevolgen voor het zeeleven zijn voor ons heel duidelijk. Platvissen paaien bijvoorbeeld op open zee. De eitjes moeten in het waddengebied uitkomen. Maar bij een warmere zee komen die eerder uit, en hebben ze geen toegang tot de voedselrijke Waddenzee. Daardoor zakken de visstanden.’

Wordt vervolgd

Ook het kleinste NIOZ-schip, de ‘RV Adriaen Coenen’, wordt vervangen. Next Generation Shipyards uit Lauwersoog bouwt dat schip momenteel. Ook hier is gekozen voor een Stage V-motor die op biobrandstoffen kan draaien. Waterjets zorgen voor de voortstuwing en het schip heeft een actieradius van ongeveer 75 zeemijl. Voor de vervanging van de grotere ‘RV Pelagia’ loopt momenteel de aanbesteding.

Alex Cofino en projectadviseur Rint de Vries (foto: NIOZ).

Aanmelden nieuwsbrief

Meld je nu aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van Maritiem Nederland.

Abonneer je nu!

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers

Bent u nog niet bekend met Maritiem Nederland? Vraag dan hier uw proefabonnement aan!

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers

Word ook abonnee!

Neem nu een abonnement en ontvang elke maand hèt vakblad voor de maritieme sector op de deurmat.

Sluit nu een abonnement af

Partners Maritiem Nederland