Maritime Industry Special 44 10 mei 2022 BEZOEK ONS OP STAND F106 Slimme elektrisch aangedreven pompoplossingen Al meer dan 40 jaar toonaangevend in duurzaamheid, kwaliteit, efficiency en gebruiksgemak. Dat is wat we noemen Pumping Excellence. Al meer dan 50 jaar dé specialist in ladingverwarming voor de binnenvaart Meer informatie? U vindt ons op de Maritime Industry beurs te Gorinchem, stand D.153 • Hoge efficiëntie • Hoogwaardige kwaliteit • Bedrijfszeker • Onderhoudsarm • Gecertificeerd en vakkundig 24/7 serviceteam VOLG ONS www.marflex.com Baarnsche dijk 6 A8 • 3741 LR Baarn • + 31 (0)35 303 4910 • www.konutherm.nl
10 mei 2022 Maritime Industry Special 45 Elektrische watertaxi’s veroveren Rotterdam STAND E108 Sinds een jaar vaart Watertaxi Rotterdam met meerdere elektrische boten. In april 2021 werd de vloot uitgebreid met de MSTX31, een 100 procent emissievrije watertaxi met een vervoerscapaciteit van 40 passagiers. Het vaartuig was het eerste van een serie nieuwe, elektrisch aangedreven watertaxi’s. In de loop van dat jaar kwamen nog twee 40-persoons watertaxi’s in de vaart. Ook voor de fietsveerdiensten Feijenoord-Kralingen en Charlois- Katendrecht zijn twee elektrisch aangedreven schepen in aanbouw, met een capaciteit van twaalf passagiers en hun fietsen. Watertaxi Rotterdam investeert fors in duurzaamheid, met als belangrijkste ambitie om een toekomstbestendige, schone en efficiënte haven te realiseren. “De afgelopen jaren hebben we onder meer geïnvesteerd in zonnepanelen op de daken van onze werf, kantoor en andere voorzieningen”, vertelt Daan van der Have, mede-eigenaar van Watertaxi Rotterdam. “Bovendien kijken we actief naar hoe we onze watertaxi’s kunnen verduurzamen. Met name de energie die aan boord moet worden meegenomen, is een uitdaging die vraagt om een onconventionele aanpak. Als eerste stap in de verduurzaming hebben we enkele jaren geleden een plug-in hybride watertaxi aan onze vloot toegevoegd, die het mogelijk maakte om binnen de haven elektrisch te varen. In navolging hiervan hebben we een kleine watertaxi omgebouwd naar 100 procent elektrisch.” “Van beide projecten hebben we veel geleerd. Zoveel, dat we in de aanbesteding van de gemeente Rotterdam durfden te beloven dat we op de korte trajecten (< 2 kilometer) 100 procent elektrisch vervoer zouden inzetten. Hiermee sluiten we aan bij de ambitieuze doelstelling van de gemeente Rotterdam, de Metropoolregio Rotterdam Den Haag (MRDH) en het Havenbedrijf om in 2030 een volledig emissievrije vloot in de vaart te hebben.” In de toekomst zullen ook de snelle watertaxi’s emissieloos worden uitgevoerd, vertelt hij. “Op basis van welke techniek dat zal zijn, is nog niet bekend. De ontwikkelingen op dit vlak gaan immers razendsnel.” Veilig Na het winnen van de aanbesteding heeft Watertaxi Rotterdam formeel opdracht gegeven aan Waterweg Rotterdam, de eigenaar van de schepen en bijbehorende infrastructuur, om de zero emissie watertaxi’s te bouwen. “Omdat op de schepen mensen worden vervoerd, hebben wij gekozen voor een energiesysteem met vloeistofgekoelde lithiumion accu’s die aan alle kanten beveiligd zijn”, vertelt Wil van den Doel, Hoofd Technische Dienst bij Waterweg Rotterdam. “We hebben een profiel opgesteld met de hoeveelheid energie die de schepen op hun vaarroute verbruiken. Ook hebben we berekend hoe vaak en hoe lang zij tussen de spitsuren door bijgeladen kunnen worden, op basis waarvan we de juiste accucapaciteit hebben bepaald.” Voor het ontwerp en de levering van het energiesysteem nam Waterweg Rotterdam contact op met Top Systems, waarmee het bedrijf al goede ervaringen had. “In het verleden heeft Top Systems al een MG Energy Systems-energiesysteem voor de hybride watertaxi geleverd. Bovendien nemen we op kleine schaal omvormers, laders en installatiemateriaal van Victron Energy af.” Van der Have: “Ook voor dit project kon Top Systems de accu’s leveren die het best voldeden aan onze kwalificaties. Bijvoorbeeld ten aanzien van veiligheid, kwaliteit en duurzaamheid.” Van den Doel: “De geselecteerde lithium-ion accu’s onderscheiden zich onder meer door een hoog aantal laadcycli (> 9.000), lange levensduur, laag eigen gewicht en optimale efficiëntie, waardoor tussentijds laden mogelijk wordt. Uniek is ook de temperatuurstabiliteit. Dankzij een uitgekiend ontwerp worden de accu’s continu op een ideale temperatuur van 15-25°C gehouden.” Redundant accupakket De vijf e-watertaxi’s zijn technisch identiek. Het accupakket is bovendien redundant (dubbel) uitgevoerd, vertelt Norman Heins, sectorspecialist Energy Storage Systems bij Top Systems. “Per boot zijn zestien lithium-ion accu’s, die de elektromotoren van stroom voorzien. In ons ontwerp moesten we rekening houden met een aantal specifieke wensen en eisen. Bijvoorbeeld voor de capaciteit van het accupakket. De schepen moeten de hele dag een kruissnelheid van 15 kilometer per uur kunnen halen. Hier geven wij invulling aan met zestien accu’s van 7,4 kW/h per stuk, totaal 118,4 kW/h per schip.” Een andere wens vormden de verplichte certificeringen. “Het gaat om commerciële boten waarop passagiers worden vervoerd. Daarom moeten de accupakketten aan bepaalde, zware certificeringen voldoen. Ons accupakket beschikt onder meer over een DNV-GL certificaat. Waterweg Rotterdam en Watertaxi Rotterdam wensten echter ook een IEC 62619/620-certificering voor de lithiumion accu’s, die bijvoorbeeld betrekking heeft op de veiligheid en levensduur van de accu’s.” Om een optimale veiligheid te borgen, worden de lithium-ion accu’s zorgvuldig geconditioneerd met behulp van koelwater. “Eveneens is in de accu’s een brandblussysteem ingebouwd, waarmee de systemen aan de hoogste veiligheidsgraad voldoen. In geval van calamiteiten gaat automatisch een ventiel open en zetten de accu’s zichzelf volledig onder water. Ook is aan de accu’s een rookgasafvoersysteem gekoppeld, waardoor eventuele rookgassen gegarandeerd naar buiten worden afgevoerd.” Ontwerp Verantwoordelijk voor het ontwerp en de bouw van de emissieloze watertaxi’s is Alumax Boats, specialist in handgebouwde en zeewaterbestendige aluminium schepen én vaste huisleverancier van Waterweg Rotterdam. Volgens directeur Remko Germeraad is de keuze voor aluminium in dit project een logische. “Aluminium is oersterk, licht van gewicht, onderhoudsvrij en kan lang in het water blijven liggen. Omdat we de schepen volledig met de hand maken, kunnen we bovendien tot in detail op de nieuwe omstandigheden inspelen.” “Elektrisch varen is namelijk een heel andere materie dan varen met een verbrandingsmotor. Met een verbrandingsmotor heb je veel meer vermogen, waardoor de boot planeert, vertelt hij. “Elektrisch varen is daarentegen meer balanceren met een schip dat door het water vaart. De watertaxi’s moeten zo soepel mogelijk door het water glijden. Dit vraagt om een andere vorm, afmeting en belasting, afgestemd op het traject dat de schepen gaan varen. In nauwe samenwerking met Waterweg Rotterdam hebben wij het ontwerp voor de watertaxi’s gemaakt. Ook hebben we actief meegedacht over de technische specificaties. Een uitdaging, omdat we naast het havenreglement ook te maken hebben met de ES-TRINstandaard, met technische voorschriften die noodzakelijk zijn voor de veiligheid van op Europese binnenwateren varende binnenschepen.” In aanvulling op de bouw van de schepen verzorgt Alumax Boats ook de inpassing van het energiesysteem. Een hele klus, volgens Germeraad. “De afmeting van de watertaxi’s en de afmeting van het batterijpakket inclusief verplichte beveiligingsen koelsystemen moeten namelijk perfect op elkaar worden afgestemd. Top Systems heeft ons hierbij uitstekend begeleid.” De MSTX31 was de eerste 100 procent elektrisch aangedreven Watertaxi in Rotterdam. (foto Top Systems) Extreem snel laden De zestien lithium-ion RS-accu’s van MG Energy Systems onderscheiden zich door een zeer hoge energiedichtheid. Dit betekent dat de accu’s extreem snel geladen en ontladen kunnen worden, aldus Heins. “Voor de monitoring van het accusysteem worden 2 MG Energy monitors plus een Victron Cerbo GX Touch 50 display geïnstalleerd op het dashboard van de schipper. Elk pakket van acht accu’s beschikt over zijn eigen MG Energy Monitor, die het accusysteem bestuurt én bewaakt. Het hogeresolutiedisplay met touchscreen toont alle belangrijke batterijparameters in één oogopslag.” De Victron Cerbo GX monitort het complete accusysteem en garandeert een constante verbinding met de vaste wal. “Per acht accu’s wordt bovendien een MG Master LV 72-96V/500A M12 Battery Management Systeem (BMS) geïnstalleerd, die alle technische informatie uit de accu’s verzamelt. In dit systeem is bovendien een hoofdrelais opgenomen. Indien de accu’s (bijna) leeg zijn of wanneer de accutemperaturen te hoog oplopen, dan schakelt de BMS het systeem automatisch uit. Net als de accupakketten, zijn ook de BMSsystemen redundant uitgevoerd.” Load Balancing Het energiesysteem betreft een 96 Voltsysteem. Omdat aan boord ook behoefte is aan 230 Volt wisselstroom, is een industriële omvormer (110/3000 230V) toegevoegd die de 96 Volt accuspanning omzet in 230 Volt wisselspanning. De omvormer heeft een vermogen van 3.000 W. Ook is een zestal acculaders opgenomen. “De wens van Waterweg Rotterdam en Watertaxi Rotterdam is om ’s nachts meerdere boten tegelijk te kunnen opladen”, aldus Heins. “Om te voorkomen dat hierbij meer vermogen wordt gevraagd dan een standaard autolaadpaalsysteem kan leveren, heeft MG Energy Systems speciaal voor dit project Load Balancing-software ontwikkeld. Dankzij deze software in combinatie met het Load Balancing-systeem in de autolaadpaal wordt het beschikbare vermogen netjes verdeeld over de aangesloten watertaxi’s. Hierdoor raakt het stroomnetwerk niet overbelast.” www.top.systems
