Ga naar hoofdinhoud

Vrachtschip op windenergie en LNG

De romp van het vrachtschip Vindskip werkt als een groot zeil (foto: Lade AS)

Ingenieurs bekijken alternatieve brandstoffen om schepen energie-efficiënter te maken. De nieuwe aanpak vindt plaats in Noorwegen. Met de Vindskip van Lade AS is een vrachtschip ontworpen, dat wordt aangedreven door wind en gas. Software van onderzoekers van het Fraunhofer-Institut zorgt ervoor, dat het vrachtschip de beschikbare potentie van windenergie optimaal benut.

Ongeveer 90% van de wereldhandel wordt met behulp van internationale scheepvaart afgehandeld. Vrachtschepen dragen bij aan milieuvervuiling, omdat ze over het algemeen met zware stookolie werken. De internationale scheepvaart organisatie (IMO) wil de milieubelasting door deze oceaanreuzen verminderen.

Een van de maatregelen is, dat vanaf 2020 schepen in bepaalde gebieden alleen brandstof mogen gebruiken met maximaal 0,1% zwavel. Deze hoogwaardige brandstof met minder zwavel is duurder dan de nu gebruikte zware stookolie. Rederijen hebben dus een uitdaging om de brandstofkosten te verlagen en tegelijkertijd binnen de richtlijnen van de emissies te blijven.

Reductie verbruik en emissie

De Noorse ingenieur Terje Lade, manager bij Lade AS, bewandelt een nieuwe weg om het brandstofverbruik, de uitlaatgassen en de kosten te reduceren. Zijn ontwerp van het Vindskip is een scheepstype, dat geen zware stookolie nodig heeft maar wind als aandrijfenergie gebruikt. De romp van het vrachtschip functioneert als zeil. Op volle zee moet de Vindskip zoveel mogelijk van de gratis wind profiteren om zo min mogelijk energie te verbruiken.

Voor passages zonder wind en voor het manoeuvreren op open zee, maar ook voor een constante snelheid onderweg, is het schip uitgerust met een milieuvriendelijke economische aandrijving op vloeibaar aardgas (Liquid Natural Gas, LNG). Met de combinatie van wind en vloeibaar aardgas als alternatieve brandstof voor dit scheepstype moet het brandstofverbruik volgens de berekeningen van de Noor circa 60% bedragen van dat van een conventioneel schip. Bij de uitlaatgassen is het zelfs tot 80% minder.

Optimale koers

Voor het meest efficiënte bedrijf is het belangrijk dat de beschikbare potentie van windenergie zoveel mogelijk wordt benut. Voor het berekenen van de optimale zeilroute hebben onderzoekers van het Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen CML, onderdeel van het Fraunhofer-Institut für Materialfluss und  Logistik (IML), een weer-route module ontwikkeld voor Vindskip.

Met behulp van de meteorologische data moet de software, die gebaseerd is op navigatie-algoritmen, een route voor het nieuwe schip bepalen met de meest gunstige hoek ten opzichte van de wind om het ontwerp efficiënter te benutten. “Met onze module kan worden berekend, welke optimale koers het schip moet varen, om zo min mogelijk brandstof te verbruiken en daarmee de kosten te laten dalen. Dure brandstof maakt namelijk een belangrijk deel uit van de kosten in de scheepvaart industrie”, zegt Laura Walther, wetenschapper bij het CML in Hamburg.

Voor de complexe berekeningen gebruiken de wetenschappers talrijke parameters, zoals de aerodynamische en hydrodynamische data en de voorspellingen van de meteorologische weerdiensten over windsnelheid en golfhoogte.

Voorwaarts door windenergie

Maar hoe het mogelijk, dat Vindskip voorwaarts beweegt? “Als de wind schuin van voren op de romp komt, ontstaat daaruit een kracht in de lengterichting, waardoor het schip op gang komt. Omdat de romp de vorm heeft van een verticaal staande symmetrische draagvleugel, net als een vliegtuig, moet de schuin invallende wind op de van hem afgekeerde lijzijde een langere weg afleggen. Daardoor ontstaat aan de naar de wind toegekeerde loefzijde een onderdruk, die het schip naar voren trekt”, verklaart Lade, die hiervoor een patent bezit.

Een snelheid van 18-19 knopen moet haalbaar zijn, even snel als een conventioneel aangedreven schip. Door het lage verbruik kan Vindskip LNG als brandstof gebruiken en tot zeventig dagen varen zonder bijtanken. Het schip voldoet hiermee aan alle eisen inzake de efficiëntie van het brandstofverbruik en de emissierichtlijnen.

Testen windtunnel succesvol

De onderzoekers van het CML ontwikkelen het weer-routetool continu verder en de eerste versie is midden december 2014 beschikbaar gekomen. Eind 2015 wordt de software overgedragen aan Lade AS. Uitvoeringen van schepen binnen het Vindskip ontwerp, waarvoor de module de optimale route moet vinden, zijn auto- en vrachtwagentransportschepen, grote veerboten, containerschepen en vloeibaar gas tankschepen.

LadeAS gaat er van uit, dat al in 2019 vrachtschepen van dit type het ruime sop kiezen. Voor die tijd moet het model van het schip nog talrijke testen in waterbassins van de scheepsbouwbeproeving ( de zogenaamde sleeptanks) doorstaan. De testen in de windtunnel zijn al met succes afgesloten.

Eén reactie op “Vrachtschip op windenergie en LNG

Reacties zijn uitgeschakeld.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven