Aan de waterkant: Wabtec 'Shore Power'-oplossingen geven de wereldwijde scheepvaartindustrie een boost
Met ShoreConnect en FerryCharger voldoet Wabtec aan de eisen van havens voor veilige, schone, betrouwbare en efficiënte stroomoverdracht van wal naar schip
Introductie
Havens zijn vooral bekend als in- en uitstappen — letterlijk het begin- of eindpunt van een zeereis. Dit geldt zowel voor de cruiselijnsector die miljarden dollars waard zijn als voor de wereldwijde scheepvaart (80% van de wereldhandel naar volume wordt verplaatst door schepen). Maar havens zijn ook bezig iets anders te worden: laadstations — uitbreidingen van het net.
Mede gedreven door de wereldwijde elektrificatietrend, internationale en regionale regelgevingskaders voor emissies 1 en lokale toezeggingen om duurzamer te opereren, bevinden havens zich in het epicentrum van een ommekeer in de maritieme industrie, een sector die havens helpt hun potentieel als veilige, productieve en efficiënte handelsknooppunten waar te maken, terwijl ze ook een geweldige buur van hun lokale gemeenschappen worden.
Centraal in deze verschuiving staat Wabtec, een bedrijf dat al meer dan honderd jaar verbonden is met de belangrijkste havens en havenexploitanten ter wereld, een relatie die geworteld is in de succesvolle levering van innovatieve en efficiënte oplossingen voor energieoverdracht.
„Ja, er is een 'groene golf' in de maritieme sector, maar havenexploitanten kiezen niet uitsluitend voor duurzame energieoplossingen om redenen van regelgeving: ze realiseren zich dat schonere havens zakelijk gezien verstandig zijn”, zegt Olivier Kompaore, Vice President Charging and Power Transfer bij Wabtec. „Havenexploitanten hebben niet de luxe om innovatie na te streven omwille van innovatie. Ze moeten praktisch zijn en op zoek zijn naar oplossingen die milieuvriendelijk zijn en die zorgen voor efficiëntie, veiligheid en betrouwbaarheid.
„En ze willen dat deze oplossingen worden geleverd door bedrijven die weten hoe ze succesvol moeten zijn aan de waterkant, partners die ze kunnen vertrouwen.”
Wabtec ondersteunt momenteel de vereisten voor krachtoverdracht voor een breed scala aan schepen. Voor cruiseschepen, containerschepen, feeder- en bulkcarriers, maar ook voor een verscheidenheid aan serviceschepen, zijn de Onshore Power Supply (OPS) -producten van het bedrijf ontworpen voor flexibiliteit, operationele veiligheid en om de kade (de haveninfrastructuur) vrij te houden voor kranen en toegangspoorten. In deze wereld is niet de snelheid van de stroomvoorziening het belangrijkst, maar de algehele veiligheid en efficiëntie.
Maar voor schepen die korte stops maken — bijvoorbeeld elektrische veerboten — is tijd van essentieel belang. Het doel is om het opladen veilig te voltooien in de kortst mogelijke periode, meestal 15 minuten of minder, terwijl voertuigen en passagiers uitstappen en anderen aan boord komen. Ook hier komen de stroomoverdrachtoplossingen van Wabtec naar voren als de standaard.
Met deze twee verschillende soorten oplossingen van wal tot schip in het achterhoofd, laten we ze allemaal eens nader bekijken.
Nassau, we hebben een probleem
Denk aan het cruiseschip. Deze kolossale schepen zijn de laatste decennia enorm in omvang toegenomen. De grootste schepen, de schepen van de Oasis-klasse van Royal Caribbean, zijn meer dan 300 voet lang — vergelijkbaar met een op zijn kant gedraaide wolkenkrabber — wegen meer dan 200.000 bruto ton en bieden plaats aan meer dan 7.000 passagiers op 20 dekken!
Maar er is een probleem. Cruiseschepen worden aangedreven door enorme dieselmotoren. In het verleden moesten deze schepen, toen ze aanmeerden, zodat passagiers van boord konden gaan, hun motoren draaiende houden.
Waarom?
Omdat deze schepen net als grote hotels opereren: in de haven vertrouwen hun verlichtings-, HVAC- en koelsystemen op hulpmotoren als stroomgeneratoren. Anders gezegd, cruiseschepen hebben hun motoren draaiende gehouden om de lichten aan te houden.
Maar elk uur dat een groot cruiseschip op zijn ligplaats doorbrengt terwijl de motor stationair draait, komen er schadelijke verontreinigende stoffen vrij in de atmosfeer. Een enkel schip kan 30.000 liter (~ 8.000 gallons) diesel verbranden tijdens een verblijf van 8-10 uur, waarbij CO2, NOx, SOx en fijnstof worden uitgestoten, equivalent aan een kleine stad.
En vergeet niet dat populaire havens niet slechts één schip tegelijk huisvesten. De cruisehaven van Nassau op de Bahama's heeft bijvoorbeeld zes ligplaatsen en biedt plaats aan 7 cruiseschepen tegelijk.
Simpel gezegd, dat is veel vervuiling.
In nauwe samenwerking met havenexploitanten, iets wat Wabtec al sinds het begin van de 20e eeuw doet door de samenwerking met Stemmann-Technik (Wabtec nam het bedrijf over als onderdeel van de aankoop van Fandstan Electric Group Ltd in 2014), heeft Wabtec het voortouw genomen op het gebied van OPS-oplossingen. Met deze technologie kunnen schepen op hun ligplaats op het net worden aangesloten en hun dieselmotoren uitzetten. Als gevolg hiervan worden emissies volledig geëlimineerd, terwijl geluid en trillingen drastisch worden verminderd.
Het toonaangevende product van Wabtec in deze categorie, ShoreConnect, fungeert als interface tussen de stroomvoorziening van de haven en het schip.
„Het idee op zich is eenvoudig: hoe kun je de stroombron van een poort het beste aansluiten op het elektrische 'stopcontact' van het schip terwijl je op de ligplaats ligt, maar de optimale uitvoering van die prestatie vergt tientallen jaren van vaardigheden op het gebied van stroomoverdracht, van het ontwikkelen van 'aansluitdozen' aan bakboord tot het ontwerpen en manipuleren van de zware kabels die nodig zijn om de verbinding tot stand te brengen”, zegt Kompaore.
Klanten, waaronder de haven van Nassau, kiezen massaal voor deze oplossing, niet alleen omdat het werkt, maar ook vanwege de manier waarop het werkt.
„ShoreConnect zit vol innovaties die een beroep doen op het belangrijkste mandaat van havenexploitanten op het gebied van flexibiliteit, veiligheid, efficiëntie en betrouwbaarheid”, instrueert Jan Frieling, ShoeConnect engineering lead. „De walstroomoplossingen van Wabtec worden geleverd met een geavanceerde mechanische arm die de zware kabels met grote behendigheid hanteert, waardoor één bemanningslid aan de bakboord de verbinding kon maken, terwijl er vroeger vier nodig waren.
„Bovendien is het product verkrijgbaar in verschillende configuraties: de ene stationair voor een vaste dockingprocedure, de andere mobiel, zodat het kabelbeheersysteem (CMS) gemakkelijk over het dok kan worden verplaatst om schepen te ontmoeten, waar ze ook aanmeren. ShoreConnect compenseert ook het getijverschil — dit is de oceaan waar we het over hebben, een bewegend doelwit! — en is ontworpen om bescherming te bieden tegen overstromingen.”
Dus ja, hoewel het in wezen een 'plug-and-socket'-probleem is, is het ook een uitdaging op het gebied van ergonomie, stroomconversie, veiligheid, personeel en duurzaamheid, allemaal verpakt in een wispelturig en onvoorspelbaar oceaanmilieu.
„En het ontgaat havenexploitanten en lokale overheden niet dat het contraproductief is voor havens om het milieu te vervuilen dat in de eerste plaats cruisepassagiers aantrok”, merkt Kompaore op.
In de haven van Kiel heeft ShoreConnect de jaarlijkse CO2-uitstoot met 12.000 ton verminderd, wat een van de redenen is waarom de oplossing steeds vaker voorkomt in de meest iconische havens van Europa en de wereld, waaronder Barcelona, Bremerhaven, Napels, Nassau en Venetië. En vandaag staat de oplossing van Wabtec in Rostock, Duitsland, op zichzelf: de grootste walenergiecentrale in heel Europa, die in staat is om twee cruiseschepen tegelijkertijd tot 20 MVA te leveren.
Snel opladen voor veerboten
Het opladen van een elektrische veerboot is een andere uitdaging. De groeiende vloot van Ropax/Roro (roll on, roll off) elektrische schepen heeft snel elektronen nodig! Dat komt omdat ze, net als de passagiers en voertuigen die ze bedienen, altijd onderweg zijn. De ene groep passagiers stapt uit, een andere komt snel aan boord. De volgende!
Deze energie-uitwisseling is noodzakelijkerwijs een pitstop, een snelle ommekeer.
„Omdat deze oplossing afhankelijk is van snelladen, is ze sterk geautomatiseerd en zeer futuristisch”, benadrukt Julian Elskamp, technisch leider bij FerryCharger. „Wanneer de veerboot de terminal nadert, ontvangt de veerbootlader een wifi-signaal dat hem klaarmaakt voor actie. Als de veerboot aanmeert, detecteert ons systeem automatisch het stopcontact, maakt er verbinding mee en begint het opladen — en dat alles binnen 10 seconden of minder. Wanneer het opladen is voltooid, wordt het systeem automatisch losgekoppeld en is de veerboot vrij om te varen.”
Het systeem is in staat om een grote hoeveelheid stroom snel en betrouwbaar volledig geautomatiseerd over te dragen, waardoor het een steunpilaar is op veerbootterminals over de hele wereld. FerryCharger is een hit op de Casco Bay Lines in Portland, Maine, en werd onlangs door Washington State Ferries — het grootste veerbootsysteem in de VS — geselecteerd om geautomatiseerde oplaadsystemen te leveren voor zijn nieuwe hybride elektrische veerboten.
Dit is allemaal oud nieuws voor havens in andere delen van de wereld, waaronder die in de Scandinavische regio en Canada, die FerryCharger hebben gebruikt om de elektrificatie van veerboten en de overgang naar groen vervoer te ondersteunen, waardoor de emissies met wel 75% zijn gedaald.
Duidelijk zeilen in het verschiet
Wabtec is thuis in de havenomgeving en boekt succes bij zijn klanten op het gebied van oplaadformulieren en gebruikssituaties.
„Geen twee havens zijn hetzelfde”, besluit Kompaore. „Dat is waar onze lange geschiedenis als betrouwbare leverancier van oplossingen ons helpt. We hebben een uitgebreide staat van dienst op het gebied van innovatie en veelzijdigheid op het gebied van krachtoverdracht die op dit gebied ongeëvenaard is. Wat de uitdaging ook is, onze havenklanten weten dat we met hen op reis zijn en dat er een veilige overtocht in het verschiet ligt.”
1 De Internationale Mariene Organisatie (IMO) streeft naar een netto-nuluitstoot in 2025, met een reductie van 20-30% in 2030. „EU Fit for 55” schrijft voor dat tegen 2030 alle container- en passagiersschepen van meer dan 5.000 GT aangesloten moeten zijn op walstroom wanneer ze langer dan twee uur in grote EU-havens verblijven.