5 november, half 12 half 6. Symposium schoner varen. Operatie Boeggolf

5 november, half 12 – half 6 Symposium schoner varen Operatie Boeggolf Hier wordt geïnvesteerd in uw toekomst. Dit project wordt mede mogelijk gemaakt door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling van de Europese Unie.

Programma afrondend symposium Operatie Boeggolf 5 november 2014, Bimhuis, Amsterdam Dagvoorzitter: Maarten Voster

11.30 - 12.30 Inloop (koffie, lunch) 12.30 - 13.50 Plenaire presentaties deel 1 

Opening door Roelof Kruize, directeur Waternet



Rondvaartboot van de toekomst (TU Delft)



Business case rondvaart revisited (TNO)

13.50– 14.50 Pauze (café is geopend) 

Bezichtiging verschoonde en schone vaartuigen in de Zouthaven (vijf Waternetvaartuigen, één elektrische rondvaartboot van Blue Boat)



Te bezoeken stands*

14.50– 15.50 Plenaire presentaties deel 2 

Elektrisch varen: Hoe creëren we draagvlak? (TU Delft)



De mogelijkheden voor snelladen van accu’s (Blue Boat)



Afronding/samenvatting/blik naar de toekomst (TU Delft/TNO)

15.50– 17.30 Borrel 

De stands* kunnen tijdens de borrel ook weer bezocht worden.

*Stands in café, zie ommezijde voor plattegrond: 1. Ebusco 2. Seijsener 3. EV-NL 4. New Electric 5. Posthuma Electric 6. M2Power 7. TU Delft 8. TNO 9. TU Delft + Damen 10. ESTechnologies 11. Arka Hier wordt geïnvesteerd in uw toekomst. Dit project wordt mede mogelijk gemaakt door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling van de Europese Unie.

Wifi netwerk: Boeggolf Wachtwoord: Boeggolf2014

Standindeling

Wifi netwerk: Boeggolf Wachtwoord: Boeggolf2014

Hier wordt geïnvesteerd in uw toekomst. Dit project wordt mede mogelijk gemaakt door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling van de Europese Unie.

Operatie Boeggolf Voor een schoner Amsterdam

5 november 2014

The result: a princess swimming in the Amsterdam canals

Foto aansluiten woonboten

Niet alleen verbetering van de Waterkwaliteit ook van de Luchtkwaliteit • 20 april 2006 Actieplan luchtkwaliteit; actie 17 verminderen emissie eigen voertuigen van de gemeente

Foto handhavingsboot

Naast eigen vloot van de gemeente ook een schonere rondvaart • 20 mei 2009 besluit B&W dat de uitstootnorm CCR3 is voor nieuwe motoren in rondvaartboten per 1-1-2015

Fusie BBA en Waternet per 1-1-2011 • Regie Boeggolf naar Waternet • Subsidieaanvraag EFRO voor verschoning van de vloot (5 voorbeeldprojecten) wordt in najaar 2011 goedgekeurd

Foto kraanboot of baggerboot

Monitoring effecten • Samenwerking met TNO en TU-Delft

Pilot met 5 verschillende boten • • • • •

Patrouilleboot Handhaving Kraanboot Drijfvuil collector Drijfvuil visboot Sleepboot

Monitoring richt zich op: • Milieuprestatie • Toepasbaarheid van de oplossing • Kosten effectiviteit

Voortschrijdend inzicht • Nota Varen Amsterdam; rondvaart emissie vrij in 2020 (rondvaart die in 2015 voldoet aan fase 3 B norm uitstel tot 2025) • Nieuwe Technologische ontwikkelingen (rondvaartboot van de toekomst) • Markt neemt zelf al veel initiatief

Business Case • Alle aanleiding tot herziening van de business case

Hier wordt geïnvesteerd in uw toekomst. Dit project wordt mede mogelijk gemaakt door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling van de Europese Unie

Challenge the future

1

Ontwerp van een zero emissie rondvaartboot van de toekomst Operationeel profiel, optimalisatie en energie in de Amsterdamse grachten

Wednesday, 12 November 2014

Frank Jacobs


2

Introductie

Probleem: • Zero emissie eis >2025 Oplossing: • De rondvaartboot van de toekomst Deze presentatie: • Roadmap naar een zero emissie concept


3

Roadmap naar een zero emissie concept

1. Operationeel profiel

5. Milieu prestatie indicatoren

3. Hulpvermogen

2. Voortstuwing en energie

4. Concept


4

Methode

• Wat verbruikt een rondvaartboot? • Wat is het gevraagde vermogen? • Waar kan het beter?

?

• Energie minimaliseren • Vermogen minimaliseren • Vergelijking diesel en elektrisch

! 1

2

3

4

5

6


5

1. Operationeel profiel • Meten

• Analyseren

1

2

3

4

5

6


6

2. Voortstuwingsvermogen 50

• Geinstalleerd vermogen: 80 [kW] • Max geleverd vermogen: 57 [kW], in de bochten

Percentage of time [%]

45

7.5 km/h varen

40 35 30

25 20

90 graden bochten

15 10 5 0

0

0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60

Power [kW] 1

2

3

4

5

6


7

2. Voortstuwingsenergie 1 dag = 8 uur varen

Energiegebruik per blok

50 50 45 45

Normal

Total energy per day

Optimized

40 40 35 35

140

30 30 25 25

130

20 20 15 15

120

10 10 55

110

11% Energy reduction

100

00 Manoeuvres Medium Medium Manoeuvres speed speed

90⁰ turns turns 90⁰ Normal

Nominal Nominal speed speed

Maximum Maximum speed speed

Normal

Optimized

25% reductie in maximaal vermogen 1

2

3

4

5

6


8

3. Hulpsystemen: verwarming • Geen emissies meer toegestaan • Huidig vermogen 20 [kW] Opties: • Stoelverwarming • Warmtepomp, ‘omgekeerde koelkast’ Warmtepomp: • Vermogen 7 [kW] • Max. 54 [kWh] per dag, worst case • Verwarming: Max 30% totale energie

1

2

3

4

5

6


9

4. Opstellen van zero emissie concept(en) Energieopslag • Energieopslag Batterijcapaciteit benodigd bij 80% DOD*

300

• Keuze batterij heeft invloed op capaciteit 250 • Energie afhankelijk van verwarmingsvraag • Tussenladen [kWh]

200

150 100 50 0

PB-S

Li-ion

Li-ion TL

100% verwarming

LiTi TL

0% verwarming

*Referentie: huidige elektrische boot 250 [kWh] capaciteit zonder verwarming

1

2

3

4

5

6


10

4. Opstellen van zero emissie concept(en) Energieopslag Vergelijking volume:

Volume [m3] 3,5

3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 PB-S

1

2

3

4

Li-ion

5

6

Li-ion TL

LiTi TL


Tesla (x5)

11

4. Opstellen van zero emissie concept(en) Netwerk • Conceptueel gelijkstroom netwerk Typisch wisselstroom netwerk Batterij Batterij

ES

Motor Motor Omzetting Omzetting

Omzetting Omzetting

Omzetting Omzetting

Omzetting Omzetting

Omzetting Omzetting

Omzetting Omzetting

M Motor Motor

Omzetting Omzetting

BT

Omzetting Omzetting

Noodbatterij Noodbatterij Walaansluiting Walaansluiting

SS

Hotel Hotel load load

ES

Omzetting Omzetting

H Hotel Hotel load load (heat pump) (heat pump)

H

Omzetting Omzetting

1

2

3

4

5

6


12

4. Opstellen van zero emissie concept(en) Netwerk en laden • Gelijkstroom netwerk aan boord • Efficienter • Minder componenten • Minder omzettingen

• Gelijkstroom laadsysteem van elektrische auto’s • Gecertificeerd • ‘Turn key’ oplossing • Minder componenten aan boord

1

2

3

4

5

6


13

Methode

• Wat verbruikt een rondvaartboot? • Wat is het gevraagde vermogen? • Waar kan het beter?

?

• Vergelijking diesel en elektrisch

! 1

2

3

4

5

6


14

5. Milieu prestatie indicatoren 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑡𝑎𝑡𝑖𝑒 𝐼𝑛𝑑𝑒𝑥 = 𝑂𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡

𝑃𝑟𝑒𝑠𝑡𝑎𝑡𝑖𝑒 𝐼𝑛𝑑𝑒𝑥 = 𝑂𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡

• Hulpvermogen en deellast in Amsterdam belangrijk! 1

2

3

4

5

6


15

5. Milieu prestatie indicatoren Energie index (genormaliseerd naar diesel=1) 𝐸𝑡𝑎𝑛𝑘 1 [Wh/(kg·km)] 𝐸𝐼 = 𝑛 ⋅ 𝑤 ⋅ 𝑑 𝑝 𝑝 0,8 𝑬𝒕𝒂𝒏𝒌 per dag: 0,6 • Diesel • Loodzuur 0,4 • Li-ion

400 [kWh] 280 [kWh] 240 [kWh]

0,2 Data • 𝑛0𝑝 • 𝑤𝑝 •𝑑

per dag: passagiers Diesel & diesel gem. gewicht burner afstand 1

2

600 [-] Lead-acid & heat 80 pump[kg] 54 Heating [km] 100%

0% Heating

3

6

4

5

Lithium Ion AC & heat pump

Lithium Ion DC & heat pump


16

5. Milieu prestatie indicatoren Emissie index 𝐸𝑚𝑖𝑠𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑖𝑛𝑑𝑒𝑥 =

𝑊𝑒𝑚𝑖𝑡𝑡𝑒𝑑

𝑛𝑝 ⋅ 𝑤𝑝 ⋅ 𝑑

[g/(kg·km)]

Uitgestoten emissie 𝑊𝑒𝑚𝑖𝑡𝑡𝑒𝑑 in [g] Rondvaartboot elektrisch*

Rondvaartboot diesel (CCRI) Snelle veerboot diesel *afhankelijk van manier van opwekken en definitie index-grens

1

2

3

4

5

6


17

6. Conclusies concept • Aandrijving • Hoofdmotor • Boegschroef

Diesel

Elektrisch

80-100 5-10

50

Reductie

5-10

[kW] [kW]

38-50 % 0 %

20

7

[kW]

65

400

40-280

[kWh]

30-90 %

• Hulpvermogen • Verwarming

%

• Energieopslag • Capaciteit (afh. van

soort en opladen)

• Infrastructuur • Standaard autolader • Gelijkstroom netwerk 1

2

3

4

5

6


18

6. Eindontwerp

1

2

3

4

5

6


19

Hier wordt geïnvesteerd in uw toekomst. Dit project wordt mede mogelijk gemaakt door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling van de Europese Unie

Ontwerp van een zero emissie rondvaartboot van de toekomst Operationeel profiel, optimalisatie en energie in de Amsterdamse grachten

Wednesday, 12 November 2014

Frank Jacobs


20

Nota varen in Amsterdam 2.1 Pag. 40/51:

• De zero-emissie eis in 2020 heeft voor bemande, gesloten vaartuigen geen betrekking op de energiebron voor het verwarmen van het vaartuig. (...) In 2025 moeten (...) ook alle voorzieningen aan boord van bemande, gesloten vaartuigen* voldoen aan de zero-emissie eis. • Voor alle overige segmenten geldt dat met zero-emissie wordt bedoeld dat ook de voorzieningen aan boord aan de zero-emissie eis moeten voldoen in het in bovenstaand schema genoemde jaartal. *vaartuigen t/m 14 m. Rondvaartboten > 14 meter vallen dus in de ‘alle overige segmenten’ categorie


21

Operationeel profiel Discrete blokken • 90⁰ bochten • Wal • Manoevreren • Nominale snelheid • Gemiddelde snelheid • Maximale snelheid • Noodstop


22

Hoofdaandrijving Brandstofcel

Batterijen

+Prototype (Nemo H2) +Levensduur ±Oplaadtijd - Regelmatig onderhoud - Infrastructuur - Regelgeving (goedkeuren) - Batterijpack nodig (trage reactietijd cell) - Milieu*

+Prototype (BlueBoat) +Infrastructuur +Reactietijd ±Regelgeving (goedkeuren) ±Kosten - Regelmatig onderhoud - EMI - Beperkte levensduur - Oplaadtijd (afh. van techniek)

*70% elektrische efficientie,

bovenop energiecentrale efficientie Challenge the future

23

Hulpaandrijving Vliegwiel

Supercapacitor

+Oplaadtijd +Levensduur +Snelle reactietijd - Grootte - Kosten - Gewicht

+Oplaadtijd +Levensduur - Kosten - Lineair afnemend voltage - Energiedichtheid

Voorbeeld: •4 • 250 • 1100 • 1.2 • 60000,-

Voorbeeld: •1 • 45 • 270 • 0.20 • 23000

[kWh] [kW] [kg] [m³] [€/kWh]

[kWh] (20 ‘caps) [kW] [kg] [m³] [€/kWh] Challenge the future

24

Volume en maten, aandrijving Propulsion Pod Diameter propeller L pod H strut H total, incl fin No gearbox Axial flux

Motor Diameter propeller H D Gearbox L W H

0.65 m 1m 0.34 m 0.67 m

0.65 m 0.11 m 0.35 m 0.4 m 0.3 m 0.3 m 0.036 m3


25

Volume en maten, warmtepomp

Heater Outdoor unit L W H Volume

1.3 m 0.9 m 0.3 m 0.4 m3

Indoor unit L W H Volume Total

0.2 m 1.6 m 0.7 m 0.2 m3 indoor+outdoor

0.6 m3


26

EMI mbt energiecentrale emissies Emission Index 0,0500 0,0400 0,0300 0,0200 0,0100 0,0000

Diesel engine

EMI NOx

Power plant (hard coal)

Power plant (gas)

EMI CO2 (scaled with 100)

• Bron: European Environment Agency, 2008 • Geen transportverliezen meegenomen Challenge the future

27

Business case elektrisch varen revisited Amsterdam 5 november 2014 Ruud Verbeek, Pim van Mensch

Hier wordt geïnvesteerd in uw toekomst. Dit project wordt mede mogelijk gemaakt door het Europees fonds voor Regionale Ontwikkeling van de Europese Unie.

EFRO project Schone aandrijving Amsterdamse

Inhoud Inzetprofiel werkboot Business case elektrische rondvaart Conclusies


Vaarprofiel werkboot


Vaarprofiel werkboot




2013: focus op elektrisch en hybride met diesel Conclusie 2013: Kortste terugverdientijd (11 jaar) voor volledig elektrisch met overdag bijladen,

daarna voor Pb-S met alleen s’ nachts bijladen.


Business case, aanpassingen t.o.v. 2013 Alleen volledig elektrische opties

Energieverbruik wat verhoogd en inclusief verwarming (n.a.v. metingen TU Delft en TNO) Accuprijzen aangepast Aandrijflijn-ombouw van ca 70 k-EUR naar 80-85 k-EUR (excl.accu) Zelfde aannamen als 2013: Bedrijfstijd:

3000 uur per jaar

Brandstofprijs:

€ 1.05/liter, 4% prijsstijging per jaar

Electriciteitsprijs: € 0.12/kWh (0.30 voor snelladen), 2% prijsstijging/j Rentevoet:

5%

Kosten ombouwtijd: 50.000 € (25.000 voor nieuw diesel)


Business case, aanpassingen t.o.v. 2013

(EUR)

2013

2014

€ /kWh

2013

2023

€ /kWh

2014

2024

Li-ion

950

300

Li-ion, high energy

750

250

Pb-S:

130

130

Li-titanate

1100

350

Pb-S:

140

140


Terugverdientijd volledig elektrisch aandrijflijn • Inclusief heat-pump verwarming • Li-ion accu vervanging • Onderhoudskosten diesel en elektrisch gelijk

Schone aandrijving Amsterdamse

2014

Bij latere ombouw worden Li-ion opties relatief gunstiger

2020


Terugverdientijd volledig elektrisch aandrijflijn


Optimalisatie energieverbruik

*

Accu capaciteit van 260  160 kWh

*

Gebruikt voor business case berekeningen




Conclusies De elektrische aandrijving met Pb-zuur accu geeft momenteel de kortste terugverdientijd (ca 12 jaar).

Als prijsdaling Li-ion zich doorzet, dan kan terugverdientijd terug naar 6 – 8 jaar in 2025 Verlaging van het energieverbruik door optimaal ontwerp en (vaar)gedrag heeft een positief effect op de business case elektrisch varen (terugverdientijd naar 8 – 10 jaar).


Optie voor toekomstige ontwikkeling 2015

2020

2025 • • • •

Pilots volledig elektrisch

2035

Aandrijflijn incl schroef Verwarming / hotelfuncties ICT – (vaar)gedrag – MPI / centraal monit. Ontwerp tools

Living lab / rondvaartboot van de toekomst

Ombouw volledige vloot

Infrastructuur

2030

Ontwikkeling laad infrastructuur


Contact

TNO Sustainable Transport and Logistics

Ruud Verbeek

Pim van Mensch

[email protected]

[email protected]

Phone: 08886 68394

088 866 33 20


Elektrisch varen: Hoe creëren we draagvlak? Sarah Bork Boeggolf 5 November 2014

Mijn onderzoek  Promotie onderzoek TU Delft & NHL  Acceptatie van elektrisch varen

 Pleziervaart  Rol van verschillende partijen

 Casestudy Amsterdam

Acceptatie van nieuwe technologie

Acceptatie van nieuwe technologie  Nieuwe technologie heeft vaak (nog) kinderziektes..  Maar ook als technologie werkt, wil dat niet zeggen dat mensen het ook willen gebruiken..

Want ook de huidige techniek..

Wat “normaal” is verandert

Een e-boot alleen is niet genoeg

Geschikt vaarwater

Laad infrastructuur

Elektriciteit

Service verleners

Verwachtingen van de consument

Wetgeving

Acceptatie binnen organisaties  Waternet stapt over op elektrisch varen  [Binnen Zone 1]

 Dit heeft gevolgen voor de Schippers  Hoe kan draagvlak voor elektrisch varen gecreëerd worden?

Draagvlak creëren  Kennis  Vaardigheden

 Vertrouwdheid  Relevantie

Case studie: Amsterdam

Het creëren van connecties  De elektrische boot is onderdeel van een groter systeem:     

Infrastructuur Wetgeving Consumenten verwachtingen Aanbod …

 Voor acceptatie moeten e-boten en het systeem op elkaar aansluiten  Hier zijn veel verschillende partijen bij betrokken

De puzzel passend maken:

Daar speelt u ook een rol bij!  Hoe beïnvloed u de acceptatie van elektrische varen in Amsterdam?  Wat moet er nog veranderen?

[email protected]

Of je stopt de stekker er in…. Snelladen van Rondvaartboten: kleine stappen naar snel laden

Nota Varen in Amsterdam 2.1 beleidsdoelstelling:

Passagiersvaartuigen in het segment Bemand Gesloten Groot

2020: boten die in 2015 niet aan de Fase IIIb norm voldeden, dienen zero emissie in uitstoot te zijn.

2025: alle boten in het segment dienen zero emissie uitstoot te zijn.

Wat is Zero Emissie? • • • •

Elektrisch Waterstof Wind En natuurlijk…

Electrisch dus • Batterijen of passagiers?

Gewichtsprobleem speelt bij boten geen rol, actieradius wel

Toekomst: meer energieverbruikers aan boord: • • • •

Keukenfunctie Flatscreens Geluidsinstallatie Mobiele telefoon opladers

Gaat allemaal af van actieradius.

Opladen duurt 10 uur per boot

Risico van uitval bij grotendeels of volledig elektrische vloot door falen bij opladen is groot.

Snelladen kan dan een oplossing zijn

Begin 2014 op instigatie van APPM contact tussen Allego/Alliander, Heliox en Blue Boat Company. Doel: opzetten van netwerk van snelladers voor rondvaartboten.

Uitgangspunten: • 11 kWh laden in 10 minuten (= 1 rondje) • Open laadprotocol • Laadspanning van de boot tussen de 360 en de 800 Volt DC • Snelladen ook mogelijk met tractiebatterijen (lood-zuur)

Lader: 6 x 20 kW voor ‘s nachtsladen of 120 kW voor snelladen (=2kWh per minuut).

Toepassing gepland voor streek/stadsbussen; tussentijds laden via pantograaf of inductie op de haltes

Beide mogelijkheden niet direct toepasbaar voor vaartuigen.

Laden aan de steiger middels CCS Mode 4 stekker. Uniform, toekomst bestendig

Iedere aanlegplek op de steiger krijgt een eigen laadpunt.

Waar staan we nu?

Rederijen met grote boten (Segment Bemand Gesloten Groot) zijn druk bezig met uitrollen van elektrificatieprogramma’s. Daardoor nog geen laadbehoefte voor een stadsbreed programma; early adaptors zullen de eerste stappen zetten. Naar verwachting zal de eerste laadpaal 2e helft van 2015 geplaatst worden.

En dan begint de praktijk: Hoe houden de batterijen zich?

In de aanloop van het project blijkt er weinig tot geen ervaring met snelladen met tractiebatterijen te bestaan.

Testen geven aan dat met C=0,3 geladen kan worden maar dat dit wel de levensduur van de batterij negatief beïnvloedt.

Ion-Lithium is meer geschikt voor snelladen maar is nog geen bewezen kwaliteit. Wat kunnen we leren van luchtvaart en automotive?

Ruimtelijke aspecten: een snellader is Omgevingsvergunningsplichtig.

Maar stadsdelen (of althans sommige) zeggen toe mee te werken aan het verlenen van een omgevingsvergunning voor het plaatsen van snellader.

In de komende jaren zal het snelladen door zowel de rederijen als de partijen Heliox en Allego verder ontwikkeld worden.

Amsterdamse rondvaartbranche is, niet geheel vrijwillig, pionier in elektrisch varen voor zware toepassingen & snellaadtechniek. We staan, kortom, aan het begin van een nieuwe fase van elektrisch varen.

Toekomstbeeld?

Vragen?


5 november, half 12 half 6. Symposium schoner varen. Operatie Boeggolf

Recommend Documents