Je leest:

Zelfvarende schepen: goedkoper, veiliger en schoner

Zelfvarende schepen: goedkoper, veiliger en schoner De opkomst van autonoom varende schepen

Auteur:

Alle hens aan dek en hijs de zeilen: die zeilen zijn al een tijdje passé, maar voor de bemanning kan dat in de toekomst ook wel eens gelden. Welke voordelen hebben zelfvarende schepen, zijn ze technisch haalbaar en moet maritiem personeel over enkele jaren op een houtje bijten? “De machinerie efficiënt en betrouwbaar maken is een heel grote uitdaging.”

Het is bijna koffietijd als een computerstem alarm slaat. “Het dynamisch positioneringssysteem heeft contact verloren met vaartuig RR-9835”, zegt de stem vriendelijk. “Wat is uw commando?” We zijn in een controlecentrum in Rauma, een stadje aan de kust van Finland. Vanuit zijn comfortabele stoel houdt een jonge operator een oogje op talloze onbemande schepen die de wereld over varen. De operator tuurt naar een oplichtende cirkel op een kamerbreed scherm, dat de meest recente positie aangeeft van het zoekgeraakte schip. “Lanceer drones één en twee”, beveelt hij. Camerabeelden van de twee onbemande vliegtuigjes aan boord maken duidelijk dat een antenne op het schip is gebroken. “Zorg dat de antenne bij de volgende haven wordt vervangen”, commandeert de operator.

In dit futuristische filmpje zet Rolls Royce de toekomst an de autonome scheepvaart neer.

Het is geen scène uit een speelfilm, maar een filmpje op YouTube, die is gemaakt om ons te tonen hoe de maritieme toekomst er volgens Rolls-Royce mogelijk uitziet. Volgens de fabrikant van aandrijfsystemen voor onder meer de scheepsbouw is er geen twijfel over mogelijk: in de toekomst trotseren schepen de oceanen onbemand, door mensen in de gaten gehouden vanaf de kust. Het is een glad reclamefilmpje, maar het toekomstbeeld is volgens experts zeker niet onrealistisch. Het laat een tussenstap zien van onbemande schepen, waarbij de operator vanaf de wal de controle heeft en beslissingen kan nemen, naar autonoom varende schepen, waarbij het schip en de systemen zelfstandig beslissingen maken.

Bemanningsloos

“De in het filmpje getoonde techniek is nog toekomstmuziek, maar de onderliggende basisprincipes zijn niet uit de lucht gegrepen”, zegt Robert Hekkenberg, voorzitter van de NISS-werkgroep ‘varende eenheden en systemen’ en universitair docent Maritieme Techniek aan de TU Delft. Autonoom varende schepen hebben volgens hem verschillende voordelen. In de eerste plaats besparen ze mogelijk kosten door de afwezigheid van bemanning. Of die kostenbesparing de moeite waard is, hangt af van de context. “Bij olietankers is het aandeel van de personeelskosten op het geheel bijvoorbeeld vrij klein. Juist bij kleinere schepen kunnen we misschien veel personeelskosten besparen, maar ook dat moeten we nog uitzoeken. Het hangt er vanaf hoeveel je moet investeren in nieuwe scheepssystemen om autonoom varen mogelijk te maken.”

Tijdlijn zelfvarende schepen

2020: Schepen met minder bemanning, op afstand ondersteund; 2030: Onbemande schepen, op afstand bestuurd; 2035: Volledig autonoom varende schepen.


Er zijn meer voordelen. Zelfvarende schepen zijn idealiter veiliger, omdat bij eventuele ongelukken op zee geen mensen mee de diepte in gaan. Bovendien zijn huidige ongelukken vaak het gevolg van menselijk falen. Ten derde leveren autonome vaartuigen mogelijk milieuwinst op, bijvoorbeeld doordat er geen systemen meer nodig zijn voor het verblijf van het personeel. “Het percentage van de totale energie dat naar de accommodatie van het personeel gaat, is echter beperkt”, relativeert Hekkenberg. “De voortstuwing kost veel meer energie.”

Wat wel veel milieuwinst oplevert, is dat schepen zonder personeel aan boord wellicht langzamer varen. Als er geen arbeidsuren in het geding zijn, kost tijd immers minder geld. “Dat is goed voor het milieu, want als een schip iets harder vaart, kost dat snel veel meer energie”, legt Hekkenberg uit. “Het is echter de vraag of dit ook zo uitpakt. Het berekenen van de meest voordelige vaarsnelheid is geen triviale som; er is heel veel informatie voor nodig.”

29271559212 9213d797b2 z
Zo verwacht Rolls Royce dat de zelfvarende schepen eruit gaan zien.

Juridische vraagstukken

Over autonome auto’s en vliegtuigen horen we al een tijdje veel, over zelfvarende schepen veel minder. Dat komt volgens Hekkenberg deels door de behoudende aard van de sector, maar ook door de technische innovaties die ervoor nodig zijn. Zo moeten zelfvarende schepen feilloos laveren in soms zeer complexe situaties. “De problemen zijn wat dat betreft deels vergelijkbaar met het autonoom laten rijden van auto’s”, zegt Hekkenberg. “Allerlei voertuigen bewegen kriskras door elkaar. Bij een vliegtuig hoef je nooit bang te zijn dat er onverwacht iemand van rechts komt.”

Mocht er onverhoopt toch een ongeluk gebeuren, wie is dan verantwoordelijk: de kapitein of de fabrikant van het autonome systeem? “De juridische vraagstukken bij autonome schepen zijn minstens net zo lastig als bij autonome auto’s”, zegt Hekkenberg. “Dat komt doordat er veel partijen bij zijn betrokken. Je hebt bijvoorbeeld te maken met regelgeving van onder andere vlaggenstaten, havenstaten, de International Maritime Organization en klassificatiebureaus. Alle regelgeving is nu gebaseerd op de vooronderstelling dat schepen bemand zijn. Hoe die regelgeving precies moet veranderen, wordt nog bestudeerd.”

Schermafdruk 2016 10 26 16.06.38
NISS, publieke domein

Blauwdruk 2050

Dit artikel verscheen eerder in Blauwdruk 2050, de maritieme wereld voorbij de horizon. Dit is een eenmalig verschenen magazine van het NISS over hoe de maritieme sector er in 2050 uitziet. Meer informatie vind je hier.

De robuustheid van de machinerie vormt een minstens zo taai probleem. “Een auto is nooit zo ver verwijderd van een garage, maar schepen varen na vertrek soms wel weken achtereen”, zegt Hekkenberg. “De machine-installatie is erop gebouwd dat er altijd mensen aan boord zijn om eventuele mankementen onderweg te repareren.” Bij een zelfvarend schip is dat geen optie meer. “We weten nog niet precies hoe we dat probleem moeten oplossen. Misschien door een ander soort motor te plaatsen, mogelijk door reservemotoren toe te voegen, of door specifieke delen van de machinekamer anders te ontwerpen. Het moet zo gebeuren, dat de machinerie betrouwbaar en efficiënt is, maar toch betaalbaar blijft. Dat is een heel grote uitdaging.”

Toch denkt Roeland IJssel de Schepper, gezagvoerder bij containerrederij Maersk, dat een toekomst met autonoom varende schepen wel eens dichterbij kan zijn dan we denken. “De ontwikkelingen rondom autonome auto’s gaan snel. Daardoor worden allerlei technieken die je ook voor schepen gebruikt, bijvoorbeeld sensoren, goedkoper.” Milieumaatregelen kunnen deze ontwikkelingen volgens IJssel de Schepper behoorlijk versnellen. “Nu gebruiken schepen zware olie als brandstof. Die is echter instabiel en zorgt voor veel storingen in de machinerie. Ethanol is veel schoner en stabieler, wat autonoom varen gemakkelijker zou maken. Maar dat is nu nog te duur.”

Expertise nodig

Net zoals bij autonome auto’s is het mogelijk dat semi-autonome vaartuigen de opmaat vormen naar volledig zelfvarende schepen, zegt IJssel de Schepper. “Schepen worden dan deels op afstand bediend. Automatisering in de scheepvaart is nu al een trend. Bij de containerterminal APM op de Rotterdamse Maasvlakte zitten bijvoorbeeld geen kraandrijvers meer in de kranen, die worden vanuit het kantoor bestuurd.” Ook coöperatief varen, waarbij een of meerdere onbemande schepen een bemand moederschip volgen, behoort tot de mogelijkheden die nu al worden onderzocht.

Fijn dat zelfvarende schepen allerlei commerciële en milieutechnische voordelen hebben, maar blijven er wel genoeg banen over? Hekkenberg maakt zich daar niet veel zorgen om. “Aan wal komen er waarschijnlijk banen bij. Mensen worden voor meerdere schepen verantwoordelijk, hun takenpakket wordt uitgebreid. Ze verblijven niet meer wekenlang achtereen op zee, maar kunnen ’s avonds gewoon naar huis. De hele leef- en werkomgeving wordt aangenamer.”

25762094962 e92a32e821 z
Van een afstand wordt in de gaten gehouden of alles goed gaat met het schip. Op deze manier denkt Rolls Royce dat zelfvarende schepen straks ingezet worden.

Dat lijkt goed nieuws, alleen niet voor laag opgeleid personeel. “Met name landen die laag opgeleid zeevarend personeel leveren, verliezen werkgelegenheid. Wat je op Nederlandse schepen vaak ziet, is dat de officieren Nederlands zijn, terwijl de matrozen uit het buitenland komen.” Kortom, de ‘hens aan dek’ zullen het dek misschien verlaten, maar hun expertise als zeevarenden is voorlopig nog niet overbodig.

Autonoom varende kleintjes

Voertuigen die op eigen houtje door het water bewegen zijn er allang. Nog niet in de vorm van olietankers, maar wel in veel kleiner formaat. Met name autonome onderwaterrobots zijn de afgelopen jaren regelmatig in het nieuws geweest: veelal kogelvormige voertuigen, uitgerust met allerlei sensoren om mijnen te detecteren of de waterkwaliteit te meten. Een bekend exemplaar is Bluefin-21 van Bluefin Robotics. In april 2014 speurde hij mee naar het zoekgeraakte vliegtuig van Malaysia Airlines.

Ook boven water zijn al autonoom varende bootjes te vinden. Zo ontwikkelden ASV Unmanned Marine Systems en BAE Systems een robotisch systeem dat ze integreerden in opblaasbare verkenningsboten van de Engelse marine. En het onderzoekscentrum van de Amerikaanse marine werkt aan bootjes die in zwermen varen rond oorlogsschepen. Ze omsingelen vijandige schepen en maken deze, eventueel, onschadelijk.

In Nederland ontwikkelen teams van de RDM Campus / Hogeschool Rotterdam en andere partners aquabots die informatie verzamelen over de waterkwaliteit en diepte in ons rivierengebied. Deze worden nu nog op afstand bestuurd, maar doen de metingen autonoom. Onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen maken zwermen zwemmende robots die schepen op eigen houtje inspecteren en repareren.

Wat al deze watervoertuigen overeenkomstig hebben, is dat ze relatief klein zijn: hoogstens een paar meter lang. Dat maakt het eenvoudig om ze elektrisch aan te drijven. Dit in tegenstelling tot vrachtschepen, waarvan de zware machinerie ontworpen is om door mensenhanden onderhouden te worden.

Bronnen

Meer weten? Op www.niss100.nl/magazine treft u verwijzingen naar de volgende bronnen:

  • AAWA Position Paper Rolls Royce (2016), Remote and Autonomous Ships, the next steps
  • Hooydonk, E. van (2014), The law of unmanned merchant shipping, an exploration
  • DNG – GL (2015), ReVolt; the unmanned, zero emission, short sea ship of the future
  • MUNIN Project. Meerdere onderzoeksrapporten over onbemand varen.
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde Kennislink op 29 december 2016

Discussier mee

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE