Belangrijke stap naar duurzame scheepvaart dankzij UGent-onderzoek

Metathug

Er is eindelijk een haalbare oplossing voor duurzame scheepvaart in de maak. De allereerste sleepboot op groene methanol, ontwikkeld door UGent-onderzoekers in samenwerking met het bedrijf Anglo Belgian Corporation, is klaar om de maritieme wereld te veroveren én te inspireren.

In het kort

  • Voor het eerst is er een sleepboot die vaart op groene methanol
  • Potentieel kan dit de hele scheepvaart veranderen, want tot nog toe was er geen haalbare manier om schepen op groene energie te laten varen
  • De kostprijs valt mee, omdat bestaande motoren aangepast kunnen worden
  • Binnen vijf à tien jaar moet de productie op grote schaal kunnen

Methatug: zo heet die eerste sleepboot op groene methanol. Het schip vaart nu al in de haven van Antwerpen. Eindelijk een haalbare oplossing om ook de scheepvaart groen te kleuren. Want die hinkt voorlopig nog wat achterop: terwijl elektrische auto’s de wereld veroveren, vaart bijna 100% van de schepen nog altijd op fossiele brandstoffen.

Geen soepele energietransitie in de scheepvaart

Dat de energietransitie in de scheepvaartindustrie allesbehalve soepel verloopt, weet professor Sebastian Verhelst (onderzoeksgroep Sustainable Thermo-Fluid Energy Systems) als geen ander. Tussen technologie en werkelijkheid staan wetten in de weg, en praktische bezwaren - zo wijst zijn jarenlang onderzoek naar hernieuwbare brandstof uit. “De overgang naar groene stroom is een moeilijk proces”, legt Sebastian uit. “Een aantal belangrijke factoren bepalen de haalbaarheid: zo moeten we die energie op grote schaal kunnen produceren én stockeren.”

Sustainable, scalable en storable

Sustainable, scalable en storable, dat zijn met andere woorden de sleutelbegrippen voor groene energie. Sebastian: “Dat laatste vergeten mensen vaak. Wat ben je met zonne-energie als de zon niet schijnt, of met windenergie op windstille dagen? Een brandstof kan je wel stockeren en heb je ieder moment ter beschikking.”

De vraag is: met welke brandstof? “Veel mensen denken dat waterstof of elektriciteit onze toekomst is. Maar de grootste uitdaging daarbij is de energiedichtheid”, vertelt Sebastian. “Waterstof heeft tien keer meer volume nodig voor dezelfde energie als diesel of benzine. Elektriciteit zelfs twintig keer.”

Geen realistische brandstof dus voor zware vrachtschepen - energievreters die hoge vermogens vereisen. “Stel dat je ze op elektriciteit laat varen: dan moet je de helft volsteken met batterijen. Daardoor heb je niet alleen minder ruimte over voor de vracht, het weegt ook zeer veel. Reken maar uit, als je weet dat een elektrische SUV al 700 kilo batterijen moet vervoeren. Zo’n vrachtschip vereist trouwens zoveel elektriciteit dat je op zijn minst de opgewekte energie van drie kerncentrales nodig hebt om de batterijen van één schip weer op te laden.” Toch niet zo duurzaam, dus.

Weinig opslag en beperkte impact

Een motor die op groene methanol werkt, lijkt dan de oplossing in de scheepvaartindustrie. Die brandstof is wél sustainable, scalable en storable, en heeft de helft van de energiedichtheid van diesel. Al zijn er nog redenen waarom de UGent-technologie een belangrijke mijlpaal is op weg naar een haalbare duurzame scheepvaart. Sebastian: “Je hoeft amper iets te veranderen aan de motor.”

De technologie is namelijk een toevoeging aan de reeds bestaande motoren. Retrofitten heet dat proces. “De meeste schepen gaan dertig jaar mee, of zelfs nog langer. Als we wachten totdat ze uit dienst zijn om ze te vervangen, zijn we hopeloos te laat met onze CO2-reductie. Deze motoren zijn onmiddellijk inzetbaar.”

Bijkomend voordeel: door het retrofitten blijft de kostprijs beperkt. Om nog maar te zwijgen over de beperkte impact op de schepen zelf en op de bemanning. Sebastian: “De schepen krijgen dus een dual fuel-brandstofsysteem: we plaatsen een systeem bij, maar behouden de oorspronkelijke dieselmotoren. Daardoor kan het schip in geval van nood makkelijk overschakelen op diesel. Het dual fuel-systeem verlaagt de drempel voor de scheepvaart, een sector die niet altijd openstaat voor verandering.”

Metathug

De UGent-technologie is een belangrijke mijlpaal op weg naar een haalbare duurzame scheepvaart: “Je hoeft amper iets te veranderen aan de motor.”

67-33

Methanol op basis van lokale biomassa

Methanol (CH3OH) is het eenvoudigste alcohol, en is bij kamertemperatuur een kleurloze en vluchtige vloeistof. Het grote voordeel van methanol is dat er verschillende hernieuwbare opties zijn om de stof te produceren.

Zo kan methanol uit biomassa geproduceerd worden. Die methanol is ook wel gekend als ‘biomethanol’ of ‘houtalcohol’. Daarnaast kan je methanol uit groene stroom halen: eerst produceer je groene waterstof en die combineer je met CO2, die je – op termijn – uit de lucht kan capteren. Ten slotte is er een hybride productie mogelijk, waarbij groene waterstof met koolstof uit biomassa gecombineerd wordt.

Toch is er kritiek op het gebruik van methanol omdat er CO2 bij vrijkomt, al is dat volgens Sebastian te nuanceren: “omdat we vertrekken van koolstof uit biomassa of de lucht komt er geen ‘extra’ CO2 vrij in de atmosfeer. Het gaat om circulaire CO2 en zo blijft het klimaatneutraal.”

Zweedse loodsboot op methanol

De Methatug kadert binnen het Europees onderzoeksprogramma FASTWATER, dat Sebastian coördineert. “Ons doel is om watertransport te verduurzamen, en we zijn daarmee gestart in juni 2020.”

Ook de universiteit van Lund in Zweden, waaraan Sebastian verbonden is, is betrokken bij het project. “In Zweden lanceerden we al een loodsboot op methanol - een boot die een loods aan boord van een schip brengt. Die vaart op lokaal geproduceerde biomethanol en legt al afstanden af van honderden kilometers. 

De biomassa die ze daar gebruiken is black liquor, een restproduct uit een belangrijke sector in Zweden: de houtindustrie. “We kijken altijd naar het totaalplaatje: alles moet kloppen. Wat ben je met een alternatieve brandstof als die niet groen geproduceerd wordt?” Ook andere mogelijke groene brandstoffen worden onderzocht in de vakgroep van Sebastian.

Maar met de Methatug, de eerste sleepboot op methanol, stonden we voor een grotere uitdaging: sleepboten zijn een stuk groter dan loodsboten. Daarom varen ze met een totaal ander type en veel zwaardere motor. De Methatug kan maar liefst twaalf ton methanol opslaan als brandstof zonder te moeten inboeten op binnenruimte of functionaliteit. En als het nodig is, valt de motor dus terug op diesel.

En nu… op naar een nieuwe generatie methanolmotoren

De omschakeling van diesel- naar dual fuel-motoren is de eerste stap. Tegelijkertijd onderzoekt Sebastian zowel in Lund als in Gent de volgende generatie motoren, die honderd procent op methanol draaien. “Zodra de methanolmarkt er klaar voor is, kunnen we ze op grote schaal produceren. Dat zal binnen een jaar of vijf, tien zijn”, klinkt het zelfzeker.

Lees ook

UGent-studenten bouwen op eigen houtje elektrische racewagens: “We willen een zelfrijdend exemplaar maken”

Het begon als een zot idee, maar UGent Racing bouwt nu al het vierde jaar op rij een elektrische racewagen om deel te nemen aan internationale wedstrijden.

UGent Racing
view

Potgrond lijkt ecologisch, maar is vaak heel slecht voor het klimaat

Het ecologisch imago van potgrond bedriegt. Het is dan wel een goede voedingsstof om je planten te laten groeien, maar potgrond met turf is bijzonder belastend voor het klimaat. “Het is een fossiel materiaal dat in het rijtje van steenkool, aardolie en aardgas past”, zegt UGent-onderzoeker Ruben Vanholme.

Hand gevuld met potgrond
view

De CO₂-neutrale toekomst is haalbaar volgens Marten

We worden om de oren geslagen met nieuws over energiemaatregelen. Maar er gaapt een kloof tussen wat er als beleid wordt uitgestippeld en wat mensen écht doen.

Marten Ovaere
view

Helena nam als student deel aan de grootste klimaattop ter wereld

Helena Van Tichelen zat in het middelbaar toen de spijbelacties en jongerenmarsen rond het klimaat losbarstten. Het engagement dat ze toen oppikte, is ze jaren later nog lang niet kwijt. Midden november schoof ze de lessen en cursussen van haar derde bachelor bio-ingenieurswetenschappen even aan de kant om naar Egypte te trekken voor de grootste klimaatconferentie ter wereld: COP27.

Helena Van Tichelen
view