Rob Stroeks, NOST Tokyo
Origineel gepubliceerd op de site van Agentschap NL.
Samenvatting
Met technologische vernieuwingen anticipeert marinegrootmacht Japan op een groeiende markt voor zeeschepen die tegelijkertijd snel en zuinig zijn. Een goed voorbeeld is een grote veerboot met hybride aandrijving van Mitsubishi Heavy, die een topsnelheid heeft van zestig kilometer per uur en toch dertien procent zuiniger is dan conventionele veerboten. Een andere noviteit is LF-Sea van verfgigant Nippon Paint, een verf die de weerstand van schepen vooral bij hoge snelheid verlaagt en daarmee vier procent aan brandstofbesparing oplevert.
Voor Japan levert deze combinatie van snel en zuinig grote voordelen op. Naast politieke motieven om de emissie van broeikasgassen terug te dringen, betekent brandstofbesparing lagere kosten en minder afhankelijkheid van buitenlandse energiebronnen. Daarnaast positioneert de maritieme transportsector zich beter als alternatief voor weg- en luchttransport en versterkt de internationale concurrentiepositie van Japan op de maritieme markt.
Samenwerking en integratie van technologieën zijn sleutelwoorden voor vernieuwing. Zo gaat Mitsui OSK Lines de Ishin-II ontwikkelen, een nieuwe serie zeeschepen voor de toekomst. Deze korte-afstand schepen varen op emissiezuinig LNG, zijn voorzien van zonnepanelen en oplaadbare batterijen, en maken gebruik van de bovengenoemde hybride motor en de LF-Sea verf. Een ander voorbeeld is Nippon Yusen (NYK), dat werkt aan de Super-Eco Ship 2030: een schip van de toekomst dat wordt aangedreven door LNG-brandstofcellen en is voorzien van zonnecellen en inklapbare zeilen. De CO2-uitstoot is zeventig procent lager dan bij conventionele schepen.
De Nederlandse scheepsbouw kan zijn voordeel doen met de Japanse kennis. De sector richt zich in Nederland weliswaar op gespecialiseerde hoogwaardige schepen en minder op bulk- en containervervoer, maar de specifieke Japanse toepassingen sluiten goed aan op de Nederlandse doelstellingen voor innovatie en duurzaamheid in de sector.
Efficiënt transport over zee is voor het eilandenrijk Japan van vitaal belang. Dat geldt voor de export van auto’s, elektronica en andere producten, maar ook voor de invoer van olie, LNG, voeding en ruwe materialen voor de industrie in het grondstofarme land. Japanse schepenbouwers anticiperen dan ook op internationale ontwikkelingen om de service maximaal te houden en negatieve effecten op de kosten en het milieu te minimaliseren.
Hybride aandrijving
Mitsubishi Heavy Industries (MHI) bracht in 2004 de eerste ferry van formaat met CRP-POD aandrijving op de markt: een energiezuinige, hybride aandrijving voor zeer grote en snelle schepen. De Hanamasu was met 225 meter meteen ’s werelds langste ferry en kan een snelheid bereiken van 60 km/u. De aandrijving bestaat uit een elektrische motor en een dieselmotor voor twee contra-roterende schroeven (CRP) die achter elkaar zijn geplaatst. De stuurbare elektrische POD propeller functioneert als roer en maakt gebruik van de roterende restenergie in de slipstroom uit de dieselpropeller die het schip voortstuwt. Dit levert een energiebesparing op van dertien procent ten opzichte van bestaande systemen met twee schroeven naast elkaar. “Voor de ontwikkeling van de Hanamasu hebben we samengewerkt met het Nederlandse Marin. We bekijken momenteel mogelijkheden om de technologie ook toe te passennn op grotere container- en LNG-schepen”, aldus de heer Takaki van de Ship Engineering Department van MHI.
Slimme verf
Nippon Paint, Japans grootste verfproducent, heeft een nieuw type verf ontwikkeld. De verf verlaagt de weerstand van schepen, met als resultaat minder brandstofverbruik en CO2-emissie. Dankzij het op microniveau golvende oppervlak van LF-Sea vormt zich een waterfilm tussen zee en schip. Deze laag is in het begin overal even dik, maar als het schip aan snelheid wint, verdwijnt het water van de pieken en wordt het in de dalen vastgehouden.
Hierdoor is er minder contact tussen het stromende water en het schip, met als gevolg een lagere weerstand. De verf kan naar schatting vier procent brandstofbesparing opleveren. Op dit moment zijn ongeveer 150 schepen voorzien van LF-Sea, dat bestaat uit een milieuvriendelijk, tinvrij materiaal. Eén van de schepen hield zijn brandstofverbruik bij en maakte na negen maanden de balans op: het bedrijf bespaarde 120.000 euro aan brandstofkosten. De verf is ontwikkeld in samenwerking met de universiteiten van Osaka en Kobe. Het principe is gebaseerd op de eigenschappen van tonijnen- en dolfijnenhuid. De eerste is voorzien van een soort slijmlaag om weerstand te verlagen, terwijl de tweede elastisch is. Na twee jaar experimenteren met honderden soorten gelei-achtige substanties kwamen de onderzoekers uit op hydrogel, een gelei die opzwelt bij contact met water. Vooral bij hoge snelheden is het effect substantieel. Een vertegenwoordiger van Nippon Paint: “De verf is weliswaar drie keer zo duur als conventionele verf, maar dat staat niet in verhouding met de besparing op de brandstof. We werken verder toe naar een verbeterde versie die in 2013 moet leiden tot tien procent besparing. Hiervoor werken we samen met Mitsui OSK Lines, met sponsoring van het Japanse ministerie van verkeer.”
Drijfveren voor vernieuwing
Japan verkondigt ontwikkelingen in efficiëntie vaak vanuit milieudoelstellingen: minder uitstoot levert een bijdrage aan de low-carbon-society die Japan nastreeft. Dit is niet alleen een politieke doelstelling van de overheid, maar ook een verkoopslogan waarmee bedrijven aantonen hoezeer ze hun maatschappelijke verantwoordelijkheid serieus nemen. Corporate Social Responsibility, bij het grote Japanse publiek beter bekend als CSR, is belangrijk in alle sectoren: elektronica, auto’s, chemische industrie, maar specifiek ook voor zwaar transport over zee. Hier leiden kleine verbeteringen namelijk al snel tot grote uitstootbesparingen. Japan neemt de emissiestandaarden van het IMO (International Maritime Organization) dan ook serieus. Die eisen twintig procent emissiereductie voor nieuwe schepen vanaf 2011 (Tier I) en zelfs tachtig procent emissiereductie vanaf 2016 (Tier II).
Maar er zijn meer redenen waarom de Japanse scheepvaartindustrie nieuwe technologieën ontwikkelt voor zeeschepen die milieuvriendelijker en tegelijkertijd sneller zijn. Ten eerste levert een lager brandstofverbruik grote economische en strategische voordelen op. De Japanse energiehuishouding is namelijk bijna geheel gebaseerd op invoer en vormt een zware kostenpost die het land ook nog eens afhankelijk maakt van andere landen. Ten tweede bieden de nieuwe schepen een welkom alternatief voor transport over de weg en door de lucht. De industrie hoopt met de innovatieve schepen op een modal shift in de transportsector, die kan leiden tot minder files op de weg. Ten derde zet Japan technologie en innovatie in om de concurrentiepositie te behouden in de internationale arena. Japan heeft op dit moment voldoende orders binnen om de komende twee jaar door te komen, maar de huidige economische crisis en de opkomende Chinese scheepvaartindustrie dagen ieders uithoudingsvermogen uit. Marktleider in de sector Zuid-Korea zit in de tussentijd ook niet stil. Japan kan en moet dan ook een sterk signaal uitzenden, dat innovatie onontbeerlijk is voor het schip van de toekomst.
Samenwerking en integratie van technologieën zijn hierin de sleutelwoorden. Ieder groot bedrijf ontwikkelt eigen technologie, maar neemt ook deel aan publiekprivate onderzoeksprojecten. Hierin delen zij informatie, weliswaar precompetitief, met concurrenten in de sector. Maar er wordt ook met andere sectoren gesproken over integratie van technologieën. Netwerken maken het mogelijk om gezamenlijk naar de toekomst te kijken en exploratief te innoveren: selectie uit meerdere scenario’s levert uiteindelijk een breed gedragen keuze op. Dat de sector als eenheid onveranderd belangrijk is in Japan, bleek tijdens de recall van miljoenen auto’s door Toyota in januari en februari 2010: concurrenten spraken toen de zorg uit dat een slecht imago de hele branche kan aantasten.
Walstroom
Een goed voorbeeld van technologie-integratie is Mitsui OSK Lines (MOL), dat een concept volgende generatie zeeschepen voor middellange afstand heeft ontwikkeld. De Ishin-II schepen varen op LNG als brandstof. LNG zorgt voor schonere uitlaatgassen en minder CO2-uitstoot . Lithium-ion accu’s en andere faciliteiten op de kade in havens geven stroom vanaf de wal, zodat de generatoren aan boord tijdens het laden en lossen uitgezet kunnen worden. Een eerste testopstelling staat in de Nanko haven van Osaka. De uitstoot van NOx, SOx en PM zal hierdoor met meer dan negentig procent afnemen. MOL wil op de ramen van de Ishin-II dunne-film zonnepanelen aanbrengen, waarvan de energie die niet meteen wordt gebruikt in opslag gaat in lithium-ion batterijen aan boord. Deze ondersteunen op hun beurt de accu’s aan de kade tijdens het lossen en laden. De buitenkant van de Ishin-II schepen is voorzien van LF-Sea verf van Nippon Paint. In totaal moeten de nieuwe schepen vijftig procent minder CO2 uitstoten. De heer Kawagoe, woordvoerder voor de Ishin-II bij MOL zegt desgevraagd dat het hier om concept ‘within sight’ gaat, maar dat er nog geen vaste tijdsplanning is wanneer de Ishin-II met al zijn facetten de markt op gaat.
Zeilschip van de toekomst
Nippon Yusen (NYK) presenteerde in juni 2009 een ontwerp van het Super-Eco Ship 2030. Dit schip van de toekomst is 353 meter lang en wordt aangedreven door veertig megawatt LNG brandstofcellen. Het schip is daarnaast voorzien van zonnecellen voor een vermogen van één tot twee megawatt en inklapbare zeilen voor een vermogen van één tot drie megawatt. De uitstoot van CO2 is zeventig procent minder dan bij conventionele schepen. Het schip is nog in de onderzoeksfase, maar de ontwikkelaars streven ernaar om dit grote zeilschip in 2030 op te leveren. Voor het ontwerp werkte NYK samen met Italiaanse en Finse ontwerpers.
Nederland
Om op de langere termijn concurrerend te blijven zet ook de Nederlandse scheepsbouw in toenemende mate in op duurzaamheid en innovatie. De overheid onderstreept het belang van deze activiteiten met een maritiem innovatieprogramma (MIP) en met subsidieregelingen voor maritieme innovatie (SMI) en innovatieve zeescheepsbouw (SIZ). De verscheidenheid van de in Japan aanwezige toepassingen voor duurzame scheepvaart levert een bron aan mogelijke oplossingen voor de Nederlandse scheepsbouw. Doelgerichte samenwerking is vereist om de toepassingen van de grote Japanse zeeschepen voor bulk- en containervervoer te vertalen naar gespecialiseerde hoogwaardige Nederlandse schepen.
