Ook de scheepvaart gaat aan de stekker

De scheepvaart moet ook zijn CO2-uitstoot verminderen, waardoor er een grote zoektocht gaande is naar alternatieve brandstoffen en aandrijvingen. Scheepsbouwer Damen zet onder andere in op elektrische schepen. Wij spraken met Peter Rampen, research engineer van Damen.

Door: Dimitri Reijerman

Rampen zal, samen met Piet Faasse, namens Damen Shipyards een lezing over elektrische schepen verzorgen tijdens het aankomende Power Electronics event. Volgens de onderzoeker zijn er diverse trends op het vlak van brandstoffen en aandrijvingen aan te wijzen. Zo wint LNG als transitiebrandstof aan terrein, maar ook brandstofcellen staan in de belangstelling.

Omdat naar verwachting klassieke brandstoffen als diesel en stookolie mede door milieuheffingen in de toekomst duurder worden, stellen niet alleen scheepsbouwers maar ook de opdrachtgevers – rederijen met name – andere eisen aan te bouwen schepen. Rampen: “Klassiek is dat zij kijken naar de kostprijs van het schip, maar het gaat steeds meer richting het ontwerpen van een schip op basis van de operationele kosten. Zo kan de TCO (total cost of ownership) omlaag.”

Volledig elektrisch en hybride

Volgens Rampen bouwt Damen al elektrische schepen van klein tot groot. Momenteel zijn er een tiental schepen in aanbouw die elektrisch gaan varen. De kleinere schepen, vaak veerponten, kunnen volledig elektrisch worden uitgerust. Een door Damen ontworpen veer voor het Deense openbaar vervoersbedrijf Arriva Danmark kan per enkele reis in zeven minuten worden opgeladen. Maar Damen heeft ook een hybride marineschip gebouwd waarbij door middel van dieselgeneratoren accu’s worden geladen.

Een andere trend die Rampen signaleert is de introductie van steeds meer elektronica in moderne schepen, deels oorspronkelijk afkomstig uit de consumentenmarkt. Hij noemt onder andere het toepassen van LED-verlichting, frequentiedrives en nieuwe elektrische aandrijvingen. Vanuit de automotive-markt komen bijvoorbeeld elektromotoren en batterijen bovendrijven die ook interessant zijn in de scheepvaart: “Deze componenten hebben een veel hogere energiedichtheid en een groter bereik in temperatuur, maar ze zitten nog wel aan de onderkant qua vermogen. Deze zijn dus alleen geschikt voor bijvoorbeeld het aandrijven van een waterbus”, zegt Rampen.

Bij de bouw van schepen met grotere vermogens loopt Damen in de praktijk tegen flinke uitdagingen aan: “Vooral de elektriciteitsnetten aan wal zijn vaak te zwak voor het snelladen”, zegt Rampen. “Daarvoor moet je aan de kant bufferstations gaan neerzetten. Daarnaast zijn er nog de keuzes op het toepassen van gelijkstroom- of wisselspanningstopologieën.”

Praktijkcase

Tijdens zijn lezing gaat Rampen in op de ontwerpuitdagingen die opdoken bij de ontwikkeling van een ferry met een volledig elektrische aandrijving. Want hoe moet de beveiliging van een gelijkstroomsysteem aan boord er precies uitzien? En hoe moet de snellaadinfrastructuur worden vormgegeven?

Inmiddels gaan de ontwikkelingen in volledige elektrisch aangedreven scheepsvoortstuwing razendsnel. Er staan bijvoorbeeld experimenten op stapel om ook binnenvaartschepen emissieloos te laten varen dankzij de Skoonbox, een uitwisselbaar batterijpakket ter grootte van een container. Damen werkt daarbij samen met de startup achter de Skoonbox.

Hoe de toekomst er ook uit gaan zien, volgens Rampen is power electronics straks dé enabler om de scheepvaart – in eerste instantie zeker voor schepen die dicht bij de kust varen of relatief korte afstanden afleggen – elektrisch aan te gaan drijven. Wilt u de lezing van Damen bijwonen? Registreer u gratis voor een bezoek aan het Power Electronics event.