Meer en schoner varen heeft de toekomst en dit kan door meer transport over het water te laten gaan. Waar de wegen dichtslibben, is er nog ruim voldoende watercapaciteit. Dit brengt de nodige uitdagingen met zich mee, bleek wel tijdens een persbijeenkomst op de TU Delft waar diverse startups en bedrijven hun oplossingen presenteerden.
Het gebrek aan personeel is een groot struikelblok, net als de keuze voor de meest geschikte brandstof, autonoom varen (automatic shipping) en vooral de ontwikkeling van een prototype met sensoren, communicatie tussen schepen en bruggen, autonoom varen in de stad met hubs en onderwatervervoer.
Europese samenwerking
Abhishek Dhyani van het European Training and Research Network on Autonomous Barges for Smart Inland Shipping (AUTOBarge) doet onderzoek naar wat nodig is aan wet- en regelgeving, maar ook aan het aantrekken van personeel voor autonoom varen in Europa: ‘Welke regels zijn er nodig om autonoom varen mogelijk te maken? Hoe zit dat in andere landen? Kunnen we met een Nederlandse vergunning door verschillende landen varen? De verwachting is dat het vervoer via het water enorm gaat groeien, dat is ook nodig omdat er veel te weinig personeel is. Het is belangrijk om naar de ethische aspecten te kijken en hoe we de 37.000 kilometer aan rivieren en kanalen in Europa beter kunnen benutten. Die waterwegen verbinden belangrijke industriële regio’s en steden met elkaar. Als het transport meer via water gaat, hoe doen we dat zo milieuvriendelijk mogelijk met respect voor de natuur en alles wat daar leeft. Tegelijkertijd weten we ook dat deze manier veel duurzamer is dan wegtransport. Met zeven Europese landen zijn we bezig om bedrijven geïnteresseerd te krijgen, zodat we samen naar effectieve oplossingen kunnen zoeken. Daarvoor kijken we naar nieuwe technologische oplossingen die voorhanden komen en hoe we bedrijven hierin kunnen betrekken.’
Ammoniak als brandstof
Smart shipping moet schoon zijn en het AmmoniaDrive-onderzoeksprogramma houdt zich bezig met ammoniak als alternatief. ‘Voor grote schepen is veel brandstof nodig, omdat ze 24 uur per dag en zeven dagen per week in bedrijf zijn’, legt dr. ir. Peter de Vos uit. ‘Methanol is een alternatief, maar dat kun je niet zomaar in een dieselmotor stoppen. Waterstof is een goede vervanger, ook voor de verbrandingsmotor. We onderzoeken ook ammoniak, dit is ook heel geschikt om waterstof in op te slaan. Toch kan ammoniak op zich ook prima als brandstof dienen, zowel voor de startmotoren als het varen zelf. Het is wel lastig om het te laten ontbranden, daarom wordt er vaak een brandstof bij gezocht om dit te realiseren. Dit is helaas vaak fossiele brandstof. Wat wij proberen is om waterstof als brandstof te gebruiken om de ammoniak te activeren. Wij zijn ervan overtuigd dat dit gaat lukken, waardoor er emissievrij kan worden gevaren. Alleen moet hier nog wel een geschikte motor voor gemaakt worden, we hebben nog best een lange weg te gaan. Daarbij is het nog niet duidelijk welke mix nodig is om een schip op gang te brengen en vervolgens op de juiste snelheid te laten varen. Daar is nog veel uitzoekwerk voor nodig. Alternatieven voor fossiele brandstof alleen is niet voldoende, er zijn ook aanpassingen aan de motor en andere onderdelen nodig.’
Ogen op het water
Autonoom varen kan niet als een schip geen rekening houdt met zijn omgeving. Daarom heeft het sensors en lasers nodig om de omgeving te controleren. Daar doet ir. Vittorio Garofano onderzoek naar. ‘In ons lab gaan we van theorie naar praktijk: hoe kunnen we transport via water optimaal en veilig vervoeren. Niet alleen kleine producten, maar ook grote. Kan dat ook met meerdere schepen tegelijk? Daarvoor gebruiken we diverse scheepsmodellen, ook offshore, waarmee we bepalen hoe het schip van de toekomst eruit gaat zien. Hierbij zetten we ook drones in, want wij denken dat het vervoer er in de toekomst anders uit gaat zien. Om een schip van punt A naar B te laten gaan, gebruiken we een algoritme. Dit moet wel samenwerken met bijvoorbeeld AI en we moeten weten waar het schip zich bevindt. Dat moet het schip zelf ook weten, om verder te kunnen varen. Ook moet het rekening houden met de omgeving en waar andere objecten zijn. Daarvoor ontwikkelden we een soort sensorbox voor op het schip met lasers als ogen, waarmee het andere schepen en objecten kan ‘zien’ en de eigen afstand tot die schepen kan bepalen. Uiteindelijk moeten de sensoren ook mensen kunnen zien, maar zover zijn we nog niet. In een proefopstelling in het lab, vaart een prototype in een bak water waar je ziet dat het zich weer recht draait zodra ik het een zwieper geef. Dit prototype kan als het eenmaal groot genoeg is, ook als een leverancier van goederen door de haven varen. Daarmee testen we in de haven van Gent.’
Infrastructuur rondom water flexibel
Autonoom varen kan lastig worden in smalle vaarwegen, zoals in steden. Dr. Vasso Reppa ontwikkelde, met haar team, interactiemogelijkheden tussen autonome schepen onderling en met bruggen. ‘Dit om opstoppingen te voorkomen. Door de snelheid aan te passen aan de openingstijden voor de brug, verloopt het verkeer op het water soepeler. Daarnaast moeten schepen zich in andere landen aan de daar geldende regels en wetten houden. We kunnen wel aannemen dat ze dat doen, maar zeker weten is beter. Daarbij kan er natuurlijk iets kapot gaan, waardoor het hele systeem ontregeld raakt. Mocht er dan toch iets kapot gaan, dan geeft het schip zelf aan dat er iets fout gaat. Het probeert dat eerst zelf op te lossen, met zo weinig mogelijk gevaar voor de omgeving en geen fouten op het netwerk. De infrastructuur op en rond het water moet zich kunnen aanpassen aan een uitvallend of vertraagd schip. Dat maken we mogelijk voor zowel de autonome schepen als voor de andere gebruikers.’
‘Twintig procent minder transport over de weg’
Om het aantal bewegingen van vrachtwagens in de stad te verminderen, zijn hubs noodzakelijk. Dit zijn plekken waar schepen kunnen lossen en waar andere vervoerders het transport kunnen afleveren. Dr. Bilge Atasoy vertelt over de ontwikkelingen in Amsterdam: ‘In de stad zijn er veel problemen met allerlei vervoerders, niet alleen met vrachtwagens, maar ook met scooters en andere middelen waardoor het steeds drukker en onveiliger wordt op straat. Hoe kan dat dan wel? In samenwerking met het bestuur van de stad kijken we naar oplossingen om de diverse manieren van transport te integreren. Dat zorgt weer voor nieuwe uitdagingen, want hoe krijg je goederen uit schepen op het land en andersom? Zijn daar depots voor nodig? Of drijvende platforms? Als je dat doet, kun je die vormen dan ook samen laten werken door op elkaar aan te laten sluiten? Kunnen we robots gebruiken? Dat hebben we getest en dat werkte. We gaan verder met wat voor hubs zijn nodig, hoe zien die eruit? Welke goederen moeten daar worden opgeslagen? Waar komen die hubs? Er kunnen hubs speciaal voor de horeca komen, daar is veel behoefte aan ontdekten wij. Wat betekent dat voor de hoeveelheid verkeersbewegingen? Heel veel, want als tien procent transport extra via het water gaat, betekent dat ruim twintig procent minder verkeer op de weg. Niet alleen de transport van goederen is mogelijk via water, maar ook het afval verzamelen kan op die manier. In Rotterdam zijn ze al veel verder, ook met het vervoer van personen via de watertaxi. Dat biedt kansen.’
Autonoom onderzoek naar onderhoud
Een totaal andere manier van transport is vervoer onder water. Assistent-professor Pooria Pahlavan doet onderzoek naar de ontwikkeling van een drone, een mini-Remote Operated Vehicle(ROV) door dit in een grote bak water in het laboratorium te laten varen en deze te laten bedienen door promovendus Filippo Riccioli: ‘De bedoeling is dat we hardware ontwikkelen waarmee deze ROV kan navigeren in complexe onderwatergebieden. We richten ons eerst op het doen van onderzoek, zoals naar instrumenten zoals afmeerkettingen, windturbines en brugpijlers. De vraag naar autonoom onderzoek naar onderhoud is groot. Op deze mini-ROV’s zitten akoestische sensoren, verschillende soorten sonarsystemen samen met een camera, wat maakt dat we kunnen navigeren, het object identificeren en inspecteren of er onderhoud nodig is. Hiervoor is ook ultrasound aanwezig. Qua kosten zal het niet direct goedkoper zijn, maar het scheelt veel mankracht. Het maakt ook dat het onderhoud veel efficiënter zal gaan, wat uiteindelijk ook weer in de kosten zal schelen.’
