UNDER CONSTRUCTION - In 2006 publiceerde het europees project CREATING onderzoeksresultaten en aanbevelingen op het gebied van emissiereducerende maatregelen voor scheepsdieselmotoren. CREATING ziet de binnenvaart als een milieuvriendelijke transportmethode: uiterst energie-efficiënt met daardoor relatief weinig uitstoot van schadelijke stoffen. Bij vrachtwagens is de laatste tien jaar de uitstoot van NOx (stikstofoxiden), SOx (zwaveloxiden) en PM (fijnstof-roetdeeltjes) echter aanzienlijk gereduceerd. Er is desondanks geen reden voor ongerustheid over NOx, SOx en fijnstof emissies van de binnenvaart: er zijn diverse manieren om haar milieuvoorsprong te herstellen of zelfs te vergroten. Wat hiervoor nodig is, zijn strengere regelgeving en technische maatregelen aan boord.

Emissie-eisen per kWh
De binnenvaart is lang beschouwd als de schoonste transportwijze. Het brandstofverbruik per tonkilometer vervoer over water is maar ongeveer 1/3 van dat van het wegtransport. De CO2 emissies zijn dus ook slechts 1/3 in vergelijking met die van het wegtransport. Daarnaast kunnen andere emissies zoals NOx (stikstofoxiden) en PM (fijnstof) lager zijn, afhankelijk van het betreffende transport, de leeftijd van de scheepsdieselmotor en het type truck (EURO II, III of IV) waarmee wordt vergeleken. De ontwikkeling in emissie-eisen voor wegtransport en watertransport is echter zeer verschillend geweest, zoals de figuren 2 en 3 laten zien.  De EU heeft haar eigen emissiegrenzen voor binnenvaartschepen vastgesteld, maar die zijn gebaseerd op scheepsdieselmotoren en minder streng, in elk geval voor de EU fase IIIA limiet die in 2007 gaat gelden. De EU-regels staan een maximum toe van 0,5 g/kWh voor fijnstof en 11,0 g/kWh voor HC (koolwaterstoffen) en NOx samen. Eind 2007 zal het Europese parlement zich buigen over verdere aanscherping van eisen. Dit vindt ook zijn weerslag in de CCR-regels betreffende de NOx emissie: naarmate de motoren groter zijn ((vermogen groter dan 560 kW en toerental onder 2800 (fase 1) of 3150 (fase 2)), mag meer NOx worden uitgestoten. Voor fase 2 wordt deze waarde 11 g/kWh bij een toerental onder de 343 per minuut. In de voorgestelde EU fase IV worden gelijke eisen beoogd als in CCR fase 3.

Emissie-eisen en prestaties per tonkilometer  
Wanneer de gegevens uit de voorgaande grafieken worden gecombineerd, kan de prestatie per tonkilometer
worden bepaald. Voor deze  vergelijking  is het gemiddelde brandstofverbruik genomen  van een  zware  vrachtwagen en een
binnenvaartschip, corresponderend met het bovenstaand figuur getoonde energieverbruik van een truck > 20 ton en
van een groot schip (large ship, non bulk). 

CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN INZAKE EMISSIEVOORSCHRIFTEN

• De diverse grafieken tonen bij de invoeringsdata een aanzienlijke achterstand voor de binnenvaart: de voor hen geldende eisen zijn pas in 2012 gelijk aan de huidige standaard voor het wegtransport. Aangezien scheepdieselmotoren tot zo'n 20 jaar meegaan, zal het daarna nog zeer lang duren voordat de CCR fase 3 eisen in de binnenvaart daadwerkelijk gemeengoed zijn geworden.
• De meest cruciale en op zo kort mogelijke termijn te zetten eerste stap dient te zijn een verlaging van het toegestane zwavelgehalte voor dieselolie voor gebruik in scheepsmotoren tot 10 ppm.
• Lagere emissiegrenzen zijn nodig om de toekomstige emissies van de binnenvaart (in relatie tot de vervoerde hoeveelheid) onder die van het wegtransport te houden.
• Om effectief te zijn, moeten zulke beleidsmaatregelen niet alleen betrekking hebben op nieuwe motoren, maar ook op het uitrusten van bestaande motoren met nageschakelde technieken.
• •Alleen een combinatie van lagere emissiegrenzen, zwavelarme dieselolie en financiële stimulansen om emissiereducerende technieken toe te passen, zullen het pad effenen voor aanzienlijke emissiereducties in de binnenvaart.

MAATREGELEN TER VERBETERING VAN DE BINNENVAARTPRESTATIES
In beginsel zijn er vier opties voor emissiereductie):

• verlaging van het vermogen dat nodig is voor de voortstuwing (verbeterde rompvorm, luchtsmering, andere aandrijvingen zoals een Z-drive of walvisstaart wiel)
• schone brandstof (zwavelarm of zwavelvrij)
• uitlaatgasreiniging
• nieuwe motoren technologie
• betere vaarinformatie voor de schipper.

 Evaluatie van verschillende technische en brandstof opties

• Selectieve katalytische reductie (SCR): een SCR systeem verwijdert NOx in het uitlaatsysteem. Het door de motor geproduceerde NOx gehalte mag daardoor hoger zijn dan bij een uitlaatsysteem zonder SCR. Voordelen daarvan, in combinatie met motormanagement, zijn betere verbranding en hogere efficiency, resulterend in brandstofbesparing en dus minder PM (fijnstof) en CO2 emissies.
• Adviserende Tempomaat (ATM): Een elektronisch controlesysteem om de energie efficiency van een schip te optimaliseren door het adviseren van de bemanning over de optimale snelheid bij de geldende watercondities. Dit zorgt voor vermindering van brandstofverbruik en daardoor van fijnstof (roet) en CO2 emissies.
• Biodiesel (BD): Een alternatieve brandstof die voornamelijk wordt gebruikt ter verlaging van de CO2 emissies door gebruik van herwinbare grondstoffen.
• Biodiesel Blend (BDB): Een mengsel van 80% fossiele diesel en 20% biodiesel.
• Low Sulphur Fuel (LSF) of zwavelarme diesel: een hogere kwaliteit brandstof in vergelijking met de normale gasolie voor de binnenvaart, die maximaal 2000 ppm zwavel mag bevatten. Zwavelarme diesel zal dit gehalte omlaag brengen naar 10 ppm, gelijk aan dieselolie voor het wegtransport.
• Roetfilter of Particulate Mass Filter (PMF): Een roetfilter vermindert de fijnstof emissie door de motor. Voor toepassing is zwavelarme diesel vereist
• Gasmotor (Natural Gas Engine - NGE): Een gasmotor heeft in vergelijking met een dieselmotor zeer goede emissiekarakteristieken voor zowel NOx als PM emissies. Hoewel het brandstofverbruik van een gasmotor iets hoger is, vermindert de CO2 uitstoot als gevolg van de betere C/H waarde (Carbon to Hydrogen) van aardgas in vergelijking met dieselolie.

 De effecten van toepassing van de diverse technieken worden hieronder getoond:

Veranderingen in massa-emissie voor diverse emissiebeperkende technieken, vergeleken met een
basissituatie zonder deze technieken. FC (Fuel Consumption) heeft betrekking op het brandstofverbruik.

ANDERE IN ONTWIKKELING ZIJNDE TECHNIEKEN

Uitlaatgassen
Gaswasinstallatie
Gaswasinstallaties worden veel in energiecentrales gebruikt om uitlaatgassen te reinigen. Een specifieke maritieme toepassing van deze techniek verwijdert zo'n 90% van de SOx (zwaveloxide), 7% van de NOx (stikstofoxiden) en 80% van de PM (fijnstof) emissies. Dit systeem vereist echter veel ruimte aan boord en zal mogelijk ongeschikt blijken voor brede toepassing in de binnenvaart.

Bevochtiging van inlaatlucht
Door water toe te voegen aan de lucht die de verbrandingskamer van een dieselmotor binnenkomt, zal de directe verdamping van dat water tijdens de verbranding resulteren in een lagere piektemperatuur, die de voornaamste oorzaak is van vorming van NOx in een motor. Door deze techniek kan de vorming van NOx tot 50% worden verminderd.  

Gasmotoren  
Gasmotoren bieden van nature zeer grote emissie reductiemogelijkheden, maar worden in de scheepvaart slechts zeer beperkt toegepast en dan voornamelijk in kapitaalintensieve lichtgewicht schepen waarvoor zeer veel vermogen is vereist (marinefregatten, cruise schepen, snelle veerboten).  

Betere vaarinformatie voor de schipper
Het energieverbruik van een schip hangt o.a. af van de snelheid van het schip, haar afmetingen en de vaarweg. Vooral als op een vaarweg van beperkte afmetingen wordt gevaren, zal de weerstand snel toenemen wanneer de scheepssnelheid de zogenaamde kritische snelheid nadert. Dit kan leiden tot een aanzienlijke energieverspilling, zonder noemenswaardige snelheidstoename. Wanneer de schipper zich hiervan bewust is en wordt geïnformeerd over de optimale vaarsnelheid op de verschillende vaarwegen tijdens zijn reis, kan deze brandstofverspilling worden voorkomen terwijl het schip toch het oorspronkelijke vaarschema kan aanhouden. Een eerste ontwikkeling op dit gebied is de Adviserende Tempomaat (ATM), een instrument dat de schipper adviseert over de optimale vaarsnelheid op basis van meting van het brandstofverbruik. Langdurige proefnemingen bevestigden de in figuur 5 aangegeven 10 % brandstofbesparing. Wanneer het systeem wordt gekoppeld aan een routeplanner en elektronische navigatiekaarten met GPS controle, kunnen de besparingen nog aanzienlijk groter worden.

AANBEVELINGEN AAN TECHNIEK LEVERANCIERS 

• Pas de in massa geproduceerde nabehandelingtechnologie uit de vrachtwagenindustrie zoals SCR en roetfilter systemen aan voor toepassing in combinatie met scheepsmotoren voor de binnenvaart.
• Zoek samen met motorproducenten naar oplossingen om nabehandelingsystemen voor scheepsdieselmotoren te optimaliseren naar een goed compromis tussen geringe uitstoot van schadelijke stoffen en een laag brandstofverbruik.
• Ontwikkel andere slimme en betaalbare technieken die de binnenvaart helpen om de emissies verder te verminderen.
• Informeer en adviseer de binnenvaartsector over de mogelijkheden voor brandstofbesparing en emissiereducties.

AANBEVELINGEN AAN OLIEMAATSCHAPPIJEN

• Zorg dat zwavelarme dieselolie op zo kort mogelijke termijn aan de binnenvaart kan worden geleverd.
• Adviseer uw klanten inzake eventueel noodzakelijke brandstofadditieven en/of andere smeerolie.

AANBEVELINGEN AAN SCHEEPSEIGENAREN

• Verlaat de gedachte dat de binnenvaart de schoonste transportmethode blijft zonder dat u daar inspanningen voor hoeft te doen.
• Gebruik zwavelarme diesel zodra deze leverbaar is, na bij uw motorleverancier advies te hebben ingewonnen over mogelijke consequenties (brandstofadditieven en/of andere smeerolie).
• Onderzoek de potentiële mogelijkheden voor vermindering van brandstofverbruik en emissiereductie van hoofd- en hulpmotoren aan boord. Een dergelijk onderzoek kan betrekking hebben op, maar is niet beperkt tot:

o Nabehandelingtechnieken om uitlaatemissies te reduceren
o Het installeren van apparatuur voor snelheidsadvisering

• Raadpleeg uw motorleverancier over de uitkomsten van het onderzoek
• Investeer in de beschikbare technologie

DE PROEF OP DE SOM

Een verkoper mag nog zulke goede producten verkopen, de potentiële koper zal zich altijd afvragen: waar of niet waar? Een van de manieren om de geclaimde voordelen aan te tonen is het demonstreren van de beschikbare mogelijkheden. Het CREATING team werkt aan een praktijkdemonstratie in het eerste halfjaar van 2007 met het schoonste door dieselmotoren aangedreven binnenvaartschip ter wereld, een schip voorzien van:

• Zwavelarme dieselolie
• Een zeer moderne voortstuwingsinstallatie
• Selectieve Katalytische Reductie (SCR)
• Roetfilter
• Adviserende Tempomaat

Tijdens de hele demonstratieperiode zullen het brandstofverbruik en de emissies worden gemeten. De resultaten zullen worden gepubliceerd. (zie: Cleanest Ship Victoria)

CREATING

CREATING is een Europees project dat  in  logistieke ketens  vervoer  over  water  wil  stimuleren.   Daarbij  wordt  aandacht  geschonken  aan  zowel  economische, milieu- als veiligheidsaspecten. Initiatiefnemers van dit project waren het CBRB en VNSI.

Projectdeelnemers

NL SPB Management (Stichting Projecten Binnenvaart), coördinator

NL CBRB - Centraal Bureau voor de Rijn- en Binnenvaart

NL VNSI - Vereniging Nederlandse Scheepsbouw Industrie

A Via Donau

B Universiteit Luik, Faculteit Toegepaste Wetenschappen

D DST - Development centre for Ship technology and Transport systems

EU EFIP - European Federation of Inland Ports

EU IVR - Internationale Vereniging Rijnschepenregister

F Bureau Veritas

HU Budapest University of Technology and Economics, Dept. of Transport Economy

HU Portolan

NL AVIV - Adviesbureau voor externe veiligheid

NL Technische Universiteit Delft, Faculteit Werktuigbouw en Maritieme Techniek

NL ECN - Energieonderzoek Centrum Nederland

NL EVO - organisatie voor verladers, ontvangers en eigen vervoerders

NL Scheepswerf Hoebée

NL Imtech Marine & Offshore

NL Lloyd's Register of Shipping

NL MARIN - Maritime Research Institute Netherlands

NL TNO INRO

NL Vopak Barging Europe

PL CTO Ship Design and Research Centre

RO IPA CIFATT

SB DPC - Danube Project Centre