Varen op methanol: wat is daar allemaal voor nodig?
Methanol kan een duurzaam alternatief worden voor dieselolie, omdat het goed te gebruiken is in een verbrandingsmotor, geen zwavel bevat en er bij de verbranding minder stikstofoxiden vrijkomen. De technologie om te kunnen varen op methanol is in ontwikkeling. We hebben dus nog geen volledig zicht op alles wat daarvoor nodig is, maar schepen en motorinstallaties zullen in ieder geval aanzienlijk aangepast moeten worden. Waarom zijn er aanpassingen nodig en wat voor onderzoek wordt er gedaan naar het gebruik van methanol als brandstof voor de scheepvaart?
Lagere energiedichtheid
Eén van de voornaamste redenen waarom schepen en motorinstallaties aangepast of anders ontworpen moeten worden, heeft te maken met de lagere energiedichtheid van methanol. Methanol weegt bijna hetzelfde als dieselolie, maar bevat per liter iets minder dan de helft aan energie. Voor dezelfde afstand heb je dus ruim 2 keer zoveel brandstof nodig. Wat gevolgen heeft voor de bunkergrootte, het totaalgewicht van een schip en de hoeveelheid lading die vervoerd kan worden. Daarnaast moet je er rekening mee houden dat de krukas en het motorblok zwaarder belast worden vanwege de hogere ontbrandingsdruk die nodig is voor het gebruik van methanol als brandstof.
Uitlaatgas-nabehandeling minder complex
Zoals gezegd bevat methanol geen zwavel en komen er bij de verbranding minder stikstofoxiden vrij dan bij dieselolie. Het beetje fijnstof uitstoot dat er is, komt uit het smeerolieverbruik van de motor en door de pilot-brandstof. Het komt dus niet uit de methanol, wat betekent dat de uitlaatgas-nabehandeling minder complex en kleiner kan zijn dan bij dieselmotoren, maar niet op de korte termijn. Je zult namelijk altijd een gelijksoortige nabehandeling als bij dieselmotoren nodig hebben zolang het een vereiste is dat motoren zowel op dieselolie als op een alternatieve brandstof kunnen draaien (dual-fuel).
Veiligheidsvoorschriften
Het vlampunt van methanol ligt grofweg tussen dat van benzine en dieselolie, waardoor er aanvullende veiligheidsvoorschriften nodig zijn voor bunkeren en opslag en voor het brandstoftoevoersysteem. Het volledige brandstofsysteem van een schip moet dus aangepast worden. Of anders ontworpen worden, als het om een nieuw schip gaat.
Ook zijn er aanvullende voorschriften voor onder andere ventilatie en dampdetectie. Methanol kan bij hoge concentraties namelijk schadelijk zijn voor de gezondheid.
Er wordt veel onderzoek gedaan naar wat voor maatregelen er nog meer nodig zijn voor de veilige toepassing van methanol als brandstof, onder andere in het Green Maritime Methanol project. Verder is het goed om te weten dat methanol niet schadelijk is voor het leven in de zee omdat het biologisch afbreekbaar is [bron].
Het uitgangspunt voor nieuwe systemen is in ieder geval dat ze minstens net zo veilig moeten zijn als de bestaande dieselsystemen.
Bestaande schepen versus nieuwbouw
Voor bestaande schepen is het ingewikkelder en kostbaarder om van diesel over te stappen op methanol. Vanaf de start van het ontwerpproces uitgaan van een methanol-systeem zal de implementatiekosten aanzienlijk verlagen. De gemiddelde levensduur van een schip is echter 30 jaar en gemiddeld wordt ieder jaar 3,3% van de scheepsvloot vervangen [bron]. Logisch dus dat het kosteneffectief ombouwen van bestaande schepen een prioriteit is.
Het toekomstbestendig bouwen van schepen kan wat dat betreft een stap in de goede richting zijn. Daarmee maak je een ombouw in de toekomst eenvoudiger, wat bijdraagt aan het verminderen van toekomstige ombouwkosten. Zie ook “Caterpillar Marine is proud to announce that Cat® 3500E-series marine engines can be modified to run as dual fuel methanol in the future” en “Caterpillar Marine to support select Cat® 3500E-series engines with dual fuel methanol”.
Grote behoefte aan meer onderzoek
Er is een grote behoefte aan meer onderzoek naar het gebruik van methanol als brandstof voor de scheepvaart. Vandaar dat kleinschalige testen zo belangrijk zijn. Zo heeft Pon Power als proof of concept in 2020 een Cat motor op methanol laten draaien. Dat was een groot succes. Het concept was niet bedoeld om op de markt te brengen, maar het heeft ons geholpen om beter te begrijpen hoe methanol als brandstof werkt en welke uitdagingen we nog hebben.
Een ander goed voorbeeld van leren door te doen, is de samenwerking tussen Damen Shipyards, Caterpillar Inc en Pon Power. Deze 3 partijen hebben in november 2022 een Memorandum of Understanding ondertekend voor de gezamenlijke ontwikkeling van een serie dual-fuel methanol/diesel aangedreven sleepboten. Het doel van de samenwerking is gezamenlijk leren hoe (groene) methanol optimaal ingezet kan worden als brandstof op schepen, inclusief alle aspecten rondom bunkeren, opslag, beheer en vermogen.
Diesel zal voorlopig nodig blijven
We staan aan het begin van een enorme transitie in de scheepvaart: overstappen van de fossiele brandstof diesel naar alternatieve brandstoffen zoals methanol. Dat zal stapje voor stapje gaan, waarbij we gaandeweg steeds meer leren. Maar dat betekent ook dat we voorlopig niet zonder diesel kunnen. Om de continuïteit te garanderen moeten schepen op verschillende brandstoffen kunnen varen. Dual-fuel motoren, die bijvoorbeeld op diesel en methanol draaien, zijn daarom onmisbaar gedurende de overgangsfase. Bovendien moeten schippers rekening houden met de beschikbaarheid van groene methanol tijdens hun reis.
Varen op methanol: conclusie
Pon Power denkt dat methanol de grootste kans van slagen heeft als alternatieve brandstof voor maritieme toepassingen. Het is vloeibaar, milieuvriendelijker, biologisch afbreekbaar in water én een uitstekende motorbrandstof. Je leest er meer over in het artikel Alcohol als brandstof: de uitdagingen en mogelijkheden. Daarin zetten we de voor- en nadelen van de alcohol brandstoffen die in motoren gebruikt kunnen worden op een rij. Daarnaast zijn de benodigde aanpassingen aan schepen en motorinstallaties aanzienlijk, maar zeker niet onoverkomelijk. Wij verwachten dan ook dat methanol in de toekomst grootschalig toegepast zal worden in de scheepvaartsector.
Een paar cijfers op een rij
2
Voor dezelfde afstand is ruim 2 keer zoveel methanol nodig vanwege de lagere energiedichtheid.
30 jaar
De gemiddelde levensduur van een schip is 30 jaar.
3,3%
Gemiddeld wordt ieder jaar 3,3% van de scheepsvloot vervangen.
2020
In 2020 heeft Pon Power als proof of concept een Cat motor op methanol laten draaien om beter te begrijpen hoe methanol als brandstof werkt.
3 bedrijven
Damen Shipyards, Caterpillar Inc en Pon Power werken samen om te leren hoe (groene) methanol optimaal ingezet kan worden als brandstof op schepen.
2022
De samenwerking tussen Damen Shipyards, Caterpillar Inc en Pon Power is in november 2022 vastgelegd in een Memorandum of Understanding.
MEER INFORMATIE?
Wil je meer weten over het gebruik van methanol als brandstof voor schepen? Neem dan contact op met je account manager of laat een bericht achter via onderstaand formulier.
Tijdens kantooruren kun je ons ook bellen op +31 (0)78 642 0420