ZERO EMISSION

Missie-gedreven research programma

Het ontwikkelen van oplossingen voor (vrijwel) emissieloze scheepvaart, die bijdragen aan een duurzaam gebruik van zee en grondstoffen, en tegelijkertijd een betrouwbare scheepsoperatie garanderen en voldoen aan de functionele eisen van het schip.
Om het uiteindelijke doel van een emissieloze scheepvaart (Zero Emission, ZE) te kunnen bereiken, moet het ontwerp en de exploitatie van schepen opnieuw bekeken worden. In de afgelopen jaren is er veel succes geboekt met de ontwikkeling van ontwerpen en herontwerpen om de efficiëntie van schepen te verbeteren soms in combinatie met alternatieve brandstoffen of andere hulpbronnen. Echter, de effecten van zulke refits worden vaak beperkt door de huidige infrastructuur en scheepsontwerpen. Om emissieloze scheepvaart te bereiken, moet daarom bij het gebruik van innovatieve technieken naar het volledige scheepsontwerp gekeken worden. Bij het overstappen op alternatieve (schone) brandstoffen bijvoorbeeld, daalt de energiedichtheid per volume. Dit betekent minder beschikbare ruimte voor lading en meer ruimtegebruik voor bunkeren van brandstof. Om dit te compenseren kan een andere, externe, krachtbron worden toegepast zoals windenergie (zeilen). Daarnaast blijft het verhogen van het algehele voorstuwingsrendement onverminderd van toepassing.

Binnen het programma van emissieloze scheepvaart kijken we naar het geïntegreerde scheepsontwerp en de operationele gevolgen (subprogramma 1). Het bestudeert specifieke hyrodynamische oplossingen om hun werkingsprincipes te doorgronden (subprogramma 2). Tenslotte draagt het bij aan de ontwikkeling van ‘ZE–validatiemethodieken’ met als doel een eerlijke en transparante vergelijking en rangschikking van bestaande en toekomstige ZE-oplossingen op basis van representatieve scheepsoperaties (subprogramma 3).

Contact

Contact person photo

Christian Veldhuis

Team Leader Ships - Simulation & Development | Senior Project Manager | Research coordinator Zero Emission Shipping

sub programma's

DEMONSTRATOREN VAN HET SCHEEPSONTWERP

Het leveren van de combinatie van het hydrodynamische scheepsontwerp en het geïntegreerde vermogens- en energiesysteemontwerp om de scheepvaartsector te faciliteren in de energietransitie.
MARIN werkt in dit deelprogramma nauw samen met commerciële partners in de maritieme sector. Door bestaande, operationele schepen te gebruiken, kunnen we realistische (bijna) ZE-scheepsontwerpen maken om de haalbaarheid van deze concepten te tonen en een reëel stappenplan richting emissieloze scheepvaart te bieden.

DEMONSTRATOREN VAN HET SCHEEPSONTWERP

Het leveren van de combinatie van het hydrodynamische scheepsontwerp en het geïntegreerde vermogens- en energiesysteemontwerp om de scheepvaartsector te faciliteren in de energietransitie.
MARIN werkt in dit deelprogramma nauw samen met commerciële partners in de maritieme sector. Door bestaande, operationele schepen te gebruiken, kunnen we realistische (bijna) ZE-scheepsontwerpen maken om de haalbaarheid van deze concepten te tonen en een reëel stappenplan richting emissieloze scheepvaart te bieden.

METHODIEK VOOR VALIDATIE VAN ZERO EMISSIE

Het mogelijk maken van een eerlijke vergelijking van verschillende ZE-oplossingen waarbij we gebruikmaken van realistische operationele scheepsprofielen. Er zijn al veel technieken beschikbaar om stappen te zetten richting emissievrije scheepvaart. Denk aan alternatieve energiedragers (klimaatneutrale en koolstofvrije brandstoffen) gecombineerd met toekomstbestendige energieomzetters (verbrandingsmotoren, brandstofcellen, batterij,..) ,wind ondersteunde voorstuwing en hydrodynamische verbeteringen. Hoe kunnen schepen die dergelijke technieken toepassen op een eerlijke manier worden vergeleken? Hoe kan worden vastgesteld of een oplossing voor het verminderen van emissies werkelijk effectief is?

In dit subprogramma werkt MARIN nauw samen met vele (Europese) spelers, zowel commerciële als niet-commerciële. Deze samenwerking is nodig om sectorbrede referentieniveaus vast te stellen voor bijvoorbeeld energie- en vermogensdichtheden en voor systeem- en hydrodynamische efficiëntie. Dit is een cruciale stap voor het ontwikkelen van een gemeenschappelijke kennisbasis. Hiermee wordt de sector voorzien van consistente data waarmee de energietransitie in de scheepvaart werkelijkheid kan worden.

METHODIEK VOOR VALIDATIE VAN ZERO EMISSIE

Het mogelijk maken van een eerlijke vergelijking van verschillende ZE-oplossingen waarbij we gebruikmaken van realistische operationele scheepsprofielen. Er zijn al veel technieken beschikbaar om stappen te zetten richting emissievrije scheepvaart. Denk aan alternatieve energiedragers (klimaatneutrale en koolstofvrije brandstoffen) gecombineerd met toekomstbestendige energieomzetters (verbrandingsmotoren, brandstofcellen, batterij,..) ,wind ondersteunde voorstuwing en hydrodynamische verbeteringen. Hoe kunnen schepen die dergelijke technieken toepassen op een eerlijke manier worden vergeleken? Hoe kan worden vastgesteld of een oplossing voor het verminderen van emissies werkelijk effectief is?

In dit subprogramma werkt MARIN nauw samen met vele (Europese) spelers, zowel commerciële als niet-commerciële. Deze samenwerking is nodig om sectorbrede referentieniveaus vast te stellen voor bijvoorbeeld energie- en vermogensdichtheden en voor systeem- en hydrodynamische efficiëntie. Dit is een cruciale stap voor het ontwikkelen van een gemeenschappelijke kennisbasis. Hiermee wordt de sector voorzien van consistente data waarmee de energietransitie in de scheepvaart werkelijkheid kan worden.

INNOVATIEVE VOORTSTUWING EN WEERSTANDSVERMINDERING

Dit subprogramma heeft twee aandachtspunten:
• Volwassen maken van innovatieve concepten; onderzoek op medium Technical Readiness level (TRL) niveau om de effectiviteit te bestuderen en verbeteren. Binnen dit onderdeel ligt de aandacht met name bij voortstuwing door de wind. Waar mogelijk kunnen de resultaten van deze detailstudies toegepast worden in subprogramma 1 om ze te integreren in nieuwe toekomstbestendige scheepsontwerpen.
• Vroege innovatieve concepten en ideeën; haalbaarheidsstudies voor lage TRL, risicodragend onderzoek.
De onderwerpen kunnen variëren, afhankelijk van resultaten uit eerdere haalbaarheidsstudies en de noodzaak om ze een stap verder te brengen.
Typische onderwerpen die zijn of worden bestudeerd: weerstandsvermindering door grenslaagaanpassing, gedistribueerde voorstuwingssystemen, inzet van andere transportconcepten (bijvoorbeeld snelle schepen) en de mogelijkheid om hiermee een ‘modal shift’ naar scheepvaart te creëren.

INNOVATIEVE VOORTSTUWING EN WEERSTANDSVERMINDERING

Dit subprogramma heeft twee aandachtspunten:
• Volwassen maken van innovatieve concepten; onderzoek op medium Technical Readiness level (TRL) niveau om de effectiviteit te bestuderen en verbeteren. Binnen dit onderdeel ligt de aandacht met name bij voortstuwing door de wind. Waar mogelijk kunnen de resultaten van deze detailstudies toegepast worden in subprogramma 1 om ze te integreren in nieuwe toekomstbestendige scheepsontwerpen.
• Vroege innovatieve concepten en ideeën; haalbaarheidsstudies voor lage TRL, risicodragend onderzoek.
De onderwerpen kunnen variëren, afhankelijk van resultaten uit eerdere haalbaarheidsstudies en de noodzaak om ze een stap verder te brengen.
Typische onderwerpen die zijn of worden bestudeerd: weerstandsvermindering door grenslaagaanpassing, gedistribueerde voorstuwingssystemen, inzet van andere transportconcepten (bijvoorbeeld snelle schepen) en de mogelijkheid om hiermee een ‘modal shift’ naar scheepvaart te creëren.
TOEKOMST VAN ENERGIE UIT ZEE EN TRANSPORT OVER ZEE
‘Better ships, Blue Oceans’ om schepen schoner, slimmer en veiliger te maken en bij te dragen aan een duurzaam gebruik van de zeeën. Combineren van hernieuwbare energie, emissieloze scheepvaart en drijvende eilanden.