26/06/2024
Door Ad Spijkers
Een proefproject moet het gebruik van groene brandstoffen op veerboten stimuleren.
De Fachhochschule Kiel test in het kader van het CAPTN-initiatief autonome navigatie en moderne voortstuwingssystemen op de Kieler Fjord. Dit initiatief heeft tot doel een milieuvriendelijke, autonome mobiliteitsketen te ontwikkelen en te implementeren voor het lokale openbaar vervoer in Kiel en omgeving, die later zal worden uitgebreid naar Duitsland en de wereld.
Het doel van het project 'Fuel-Ship2Ship' binnen dit initiatief is het ontwikkelen van een op een robot gebaseerd systeem dat scheepsbewegingen tijdens het tanken compenseert om zo het gebruik van klimaatvriendelijke brandstoffen zoals groene waterstof te bevorderen. De resultaten zijn bedoeld om aanbevelingen te doen voor gebruik op echte veerboten. Het project heeft een looptijd van drie jaar.
Naar groene brandstoffen
Brandstoffen als groene waterstof, ammoniak en methanol worden gezien als klimaatvriendelijke alternatieven voor fossiele brandstoffen. Ze zouden de CO2-uitstoot van de scheepvaart aanzienlijk kunnen verminderen. Deze brandstoffen hebben echter aanzienlijk lagere energiedichtheid dan fossiele brandstoffen. Schepen aangedreven door waterstof moeten vaker worden getankt dan schepen aangedreven door vloeibaar gas of diesel. Dit zorgt ervoor dat rederijen zelden gebruik maken van dit alternatief.
Met een speciaal ontwikkeld robotsysteem kan het tanken automatisch worden uitgevoerd, waardoor het veiliger wordt en minder menselijke werktijd in beslag neemt. Dat zou acceptatie kunnen zijn voor milieuvriendelijkere brandstoffen zoals groene waterstof. Door de kortere actieradius is de inzet van groene waterstof met name geschikt voor de binnen- en kustvaart, maar ook voor binnenstedelijk veerverkeer. Hier zouden frequentere tankstops relatief eenvoudig in operationele processen kunnen worden geïntegreerd.
Dat is precies waar het project aan de Fachhochschule Kiel om de hoek komt kijken. Als toepassingsvoorbeeld dient het MS Wavelab testvaartuig. Het CAPTN-initiatief gebruikt de catamaran om autonome navigatiesystemen en moderne voortstuwingssystemen op de Kiel Fjord te testen.
Uitdagingen
Bijtanken tijdens de vaart is niet nieuw. Mensen, brandstof en voorraden werden al tijdens de Tweede Wereldoorlog van het ene schip naar het andere overgebracht. Dit is een nauwgezette, tijdrovende en riskante operatie waaraan de nodige mensen te pas komen. De grootste uitdaging van een autonoom, door robots ondersteund tankproces zijn de bewegingen van het schip. Ook als een schip zijn brandstof bunkert aan de pier, moet het schip de hierdoor ontstane beweging compenseren.
De onderzoekers simuleerden het overpompen eerst met behulp van een laboratoriumdemonstrator. Eén robot neemt hierbij de rol van tankrobot op zich, een tweede simuleert het te tanken schip. Een camerasysteem registreert de bewegingen van het schip en verwerkt en verzendt de gegevens in real-time naar de tankrobot, die de gecompenseerde bewegingen registreert (foto). De witte plaat dient als zijwand; in het midden is de replica vulhals te zien.
In eerdere projecten hebben de onderzoekers methoden ontwikkeld om camerabeelden real-time te evalueren met behulp van kunstmatige intelligentie en deze te gebruiken voor motion control. In dit project testen ze kunstmatige intelligentie in de real-time context van robotica.
Aan het einde van het driejarige onderzoeksproject moeten er concrete eisen en aanbevelingen zijn voor implementatie op een echte veerboot. Dit omvat niet alleen de eisen aan de robot, maar ook aan de veerboot, bijvoorbeeld voor een geoptimaliseerde positionering van het vulmondstuk of varianten van afmeren.
Foto: Leandra Freese, Fachhochschule Kiel