Groene scheepvaart in opkomst

Vroeger voeren vrijwel alle schepen op wind. De bolstaande zeilen brachten ze overal en nergens heen, zelfs tot aan de andere kant van de wereld. Die oude tijden lijken deels nieuw leven in te worden geblazen. Varen op wind is bezig aan een opmerkelijke comeback. Dit keer niet alleen met zeilen, maar ook bijvoorbeeld met cilinders waarmee schepen op de wind varen.

Aan dat soort cilinders werken onder meer de TU Delft en onderzoeksinstituut Marin. “Roterende cilinders of masten functioneren volgens het principe van het Magnuseffect. Door het roteren van een mast en de wind die er langs waait ontstaat een drukverschil aan beide kanten van de mast. Afhankelijk van de sterkte van de wind zorgt dit voor een lift, die het schip voortstuwt. Deze werking is vergelijkbaar met een zeil dat niet stijf is, maar de stijve cilinders zijn veel effectiever,” zegt manager schepen Guilhem Gaillarde van Marin, dat in ook in kaart brengt op welke routes schepen goed op de wind kunnen varen.

Spectaculaire resultaten

Het idee voor deze cilinders is niet nieuw. De Duitse ingenieur Anton Flettner (1885-1961) behaalde al spectaculaire resultaten met dit concept in de jaren twintig. Maar destijds dacht vrijwel niemand dat windkracht de toekomst zou hebben. Onderzoekers verbeteren nu het ontwerp van Flettner. Onder meer door het probleem op te lossen, dat het schip instabiel wordt door de draaiende kokers.

“Door ook wind te gebruiken gaan we misschien terug in de tijd, maar niet helemaal,” zegt hoogleraar scheepsontwerpen Hans Hopman (TU Delft). “We ontwikkelen wel een hybride, een schip dat ook gewoon op een motor kan varen als het niet waait. Het is natuurlijk niet voor niets dat zeilen verdwenen zijn. De afhankelijkheid van wind zorgde ervoor dat je nooit wist wanneer een schip aankwam, maar het kan wel goed werken als extra en energiebesparende mogelijkheid voor met schroeven voortgestuwde schepen.”

Het zijn dit soort interessante initiatieven waar scheepsontwerpers en –bouwers momenteel aan werken. Ze worden daar onder meer toe gedwongen door de stijgende brandstofprijzen. Die zijn de afgelopen twintig jaar flink gestegen. “Van zo’n zeventig dollar per ton brandstof in de jaren negentig naar zeshonderd dollar nu. Die enorme prijsstijging speelt een grote rol. Daardoor wordt gekeken naar nieuwe technologieën die een schip zuiniger laten varen”, zegt sectormanager David Anink van Scheepsbouw Nederland, de vereniging van de Nederlandse scheepsbouw industrie.

Vervuilende scheepvaart

Minstens zo belangrijk zijn de steeds strenger wordende emissieregels, waaraan de scheepvaart moet voldoen. Schepen varen op vervuilende stookolie, een afvalproduct wanneer diesel gemaakt wordt. Het bevat relatief veel zwavel, maximaal 3,5 procent. Dat is nog altijd veel meer dan de 0,001 procent zwavel die in autobenzine mag zitten. De Europese Unie schrijft voor dat de bunkerolie voor de zeevaart vanaf 2020 maximaal nog 0,5 procent zwavel mag bevatten. Voor gebieden die ecologisch kwetsbaar zijn, zoals de Noordzee, Baltische Zee en het Kanaal, gelden strengere regels. Vanaf 2015 mag de bunkerolie daar nog maar 0,1 procent zwavel hebben. Daarnaast zijn er nog andere regels die door de International Maritime Organization van de Verenigde Naties de komende jaren gefaseerd doorgevoerd worden.

Maar deskundigen benadrukken dat beide ontwerpen een stap te ver gaan voor grootschalige toepassing in de scheepvaart, die bekend staat als conservatief. “De scheepvaart verandert maar langzaam omdat schepen een zeer lange levensduur hebben”, zegt Anink. Hopman vult aan: “het is goed om nieuwe concepten te onderzoeken, met name om kennis op te doen. Maar het zijn vooral vingeroefeningen.”

Minder spectaculair ogend, maar wel zeer effectief lijkt het om na te gaan hoe schepen worden gebruikt. Vaak worden ze namelijk ontworpen voor gebruik bij een bepaalde diepgang met een bepaalde lading en snelheid. “Maar in de praktijk wordt daar vaak van afgeweken”, zegt Gaillarde. “Bijvoorbeeld doordat een schip in een ander gebied wordt ingezet, vaak minder vol is dan werd gedacht of langzamer vaart. Daardoor zijn veel schepen helemaal niet zuinig.”

“Wij ontwikkelen een ontwerptool waarbij we uitgaan van verschillende omstandigheden en vaarroutes. Dat maakt schepen veel efficiënter, dan ze nu zijn. Er is dus nog genoeg winst te behalen met al deze maatregelen. Het is alleen complex om te bepalen wat voor welk schip werkt, maar daar komen we door onderzoek steeds beter achter.”