Een gezamenlijk onderzoeksproject van Archipelago Yachts en Chartwell Marine heeft een belangrijke stap gezet in de ontwikkeling van emissiearme scheepsaandrijving. De Britse partners slaagden erin een methanolgestuurd systeem te demonstreren dat elektrische vaartuigen een aanzienlijk grotere actieradius kan geven. Volgens de eerste testresultaten levert de gebruikte methanol een effectieve energiedichtheid die ongeveer twaalf keer hoger ligt dan die van de beste huidige lithium-ijzerfosfaataccu’s voor de scheepvaart.
(foto bovenaan: Dr Stephen Weatherley, CEO of Archipelago Yachts)
Het systeem werd ontwikkeld binnen het door de Britse overheid ondersteunde onderzoeksproject Methanol Pathfinder UK. Daarbij wordt methanol niet rechtstreeks verbrand, maar eerst omgezet in waterstof. Die waterstof voedt vervolgens een brandstofcel die elektriciteit opwekt voor de elektrische aandrijving van het schip. Het concept fungeert daarmee als een zogenoemde range extender: een oplossing die de beperkte actieradius van batterij-elektrische schepen aanzienlijk kan vergroten.
Volgens de onderzoekers behaalde het prototype een totale energie-efficiëntie die vergelijkbaar is met die van moderne dieselmotoren. De belangrijkste winst zit echter in de energiedichtheid. Terwijl batterijen voor langere vaartochten veel gewicht en ruimte innemen, biedt vloeibare methanol een veel compactere manier om energie aan boord op te slaan. Dat maakt de technologie vooral interessant voor toepassingen waarbij volledig elektrisch varen vandaag nog beperkingen kent.
Tijdens het project werd een volledig werkend prototypesysteem gebouwd waarin bestaande technologieën werden gecombineerd, waaronder een methanolreformer, een waterstofbrandstofcel, een elektrische aandrijving van 100 kW en een hoogspanningsbatterij. Het complete systeem werd ondergebracht in een aangepaste 20-voetscontainer en uitgebreid getest onder representatieve bedrijfsomstandigheden.
Naast de technische prestaties onderzochten de partners ook de milieueffecten. Wanneer gebruik wordt gemaakt van groene methanol, kan het systeem vrijwel klimaatneutraal functioneren over de volledige levenscyclus. Daarnaast worden de uitstoot van stikstofoxiden (NOx), zwaveloxiden (SOx) en fijnstof, die kenmerkend zijn voor conventionele dieselmotoren, vrijwel volledig vermeden. Voor een recreatievaartuig schatten de onderzoekers een mogelijke CO₂-besparing van ongeveer veertig ton per jaar. In commerciële toepassingen, zoals offshore ondersteuningsschepen of crew transfer vessels, kan die winst nog aanzienlijk groter zijn.
Het project heeft de technologie bovendien dichter bij een commerciële toepassing gebracht. Waar het concept zich aanvankelijk nog in een vroege ontwikkelingsfase bevond, spreken de projectpartners nu van een geïntegreerd en getest prototype. Er lopen inmiddels gesprekken met investeerders en er zou al een eerste kandidaat zijn om het systeem in een volledig elektrisch schip te integreren. Ook wordt gewerkt aan een demonstratievaartuig dat de technologie onder praktijkomstandigheden op zee moet bewijzen.
De resultaten tonen aan dat methanol een interessante rol kan spelen in de verdere verduurzaming van de scheepvaart. Vooral voor jachten, werkboten en andere vaartuigen waarvoor uitsluitend batterij-elektrische voortstuwing vandaag nog onvoldoende bereik biedt, kan de combinatie van batterijen, methanol en brandstofcellen een veelbelovend alternatief vormen.
Wat is een range extender?
Een range extender is een extra energiesysteem dat de actieradius van een elektrisch vaartuig vergroot. Het drijft de schroef meestal niet rechtstreeks aan, maar wekt onderweg elektriciteit op wanneer de batterijen leeg raken of extra vermogen nodig hebben.
In dit project gebeurt dat door methanol eerst om te zetten in waterstof. Die waterstof voedt vervolgens een brandstofcel, die elektriciteit produceert voor de elektromotor en de batterijen. Omdat methanol veel meer energie per kilogram bevat dan de huidige scheepsbatterijen, kan een elektrisch schip veel grotere afstanden afleggen zonder zware extra accupakketten mee te nemen.
Voor de pleziervaart betekent dit dat volledig elektrische jachten in de toekomst ook langere tochten zouden kunnen maken. Voor beroepsvaartuigen, werkboten en offshore schepen kan een dergelijke technologie een alternatief bieden op plaatsen waar uitsluitend varen op batterijen vandaag nog onvoldoende bereik of flexibiliteit biedt.
