Brandstofbesparing 75%
Energiebesparing en rendementsverbeteringen aan boord van een 2.000 pk viskotter
Concept
Taal C. Klok A.J
LEI Wageningen UR Wageningen, juni 2014
Opdrachtgevers: Vis Vis BV, de heer Jaap van der Vis en HFK Engineering , de heer Harmen Klein Woolthuis
LEI 14-xxx
Taal, C. en A.J. Klok, 2014. Brandstofbesparing 75%; Energiebesparing en rendementsverbeteringen aan boord van een 2.000 pk viskotter. Wageningen, LEI Wageningen UR (University & Research centre), LEI 14-xxx.
© 2014 LEI Wageningen UR Postbus 29703, 2502 LS Den Haag, T 070 335 83 30, E
[email protected], www.wageningenUR.nl/lei. LEI is onderdeel van Wageningen UR (University & Research centre).
LEI hanteert voor haar rapporten een Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.
© LEI, onderdeel van Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek, 2014 De gebruiker mag het werk kopiëren, verspreiden en doorgeven en afgeleide werken maken. Materiaal van derden waarvan in het werk gebruik is gemaakt en waarop intellectuele eigendomsrechten berusten, mogen niet zonder voorafgaande toestemming van derden gebruikt worden. De gebruiker dient bij het werk de door de maker of de licentiegever aangegeven naam te vermelden, maar niet zodanig dat de indruk gewekt wordt dat zij daarmee instemmen met het werk van de gebruiker of het gebruik van het werk. De gebruiker mag het werk niet voor commerciële doeleinden gebruiken. Het LEI aanvaardt geen aansprakelijkheid voor eventuele schade voortvloeiend uit het gebruik van de resultaten van dit onderzoek of de toepassing van de adviezen. Het LEI is ISO 9001:2008 gecertificeerd.
LEI 14-xxx
Inhoud
1
Algemeen
4
2
Doelgroep
5
3
Nulmeting
6
4
Ontwikkelfase en aanpak
7
5 Bijlagen
Projectresultaten
8 10
1 Algemeen
Een belangrijk deel van de kottervloot bestaat uit 2.000 pk schepen die de visserij op platvis uitoefenen. Tot enkele jaren terug visten deze schepen vooral met boomkor vistuigen. Doelsoorten zijn tong en schol. Met deze visserijmethode werd veel brandstof gebruikt met daarmee gepaard gaande hoge kosten. Sinds het jaar 2009 is binnen het segment 2.000 pk kotters een transitie gaande naar duurzamere en, op termijn, goedkopere visserijmethoden waarvan de puls-techniek de belangrijkste is. Toepassing van puls-techniek op bestaande schepen blijkt tot aanzienlijke brandstof (-kosten) besparingen te leiden, oplopend tot wel 45 a 50%. Inschattingen van experts laten echter zien dat de brandstofprijs (gasolie) op termijn wel eens naar 1.000 euro per ton (1 euro per liter brandstof) zou kunnen gaan. Als dit werkelijkheid wordt dan zal geen enkele kotter meer met een nu bestaande visserijmethode rendabel kunnen worden ingezet. Het brandstofverbruik zou daarvoor nog eens aanzienlijk verder omlaag moeten worden gebracht tot maximaal nog rond 10 ton brandstof per visweek van 96 uren. In dit project “Brandstofbesparing 75%” is gekeken naar andere technische mogelijkheden dan alleen het vistuig om tot nog meer brandstofbesparing te kunnen komen op een bestaand schip. Er is vooral onderzoek gedaan naar efficiencyverbeteringen op het gebied van warmtehuishouding, gebruik van elektriciteit, de vislijn met e- kabel en hoofdmotorgebruik (met behulp van een generator).
2.000 pk viskotter TX 36
Vis Vis BV en HFK Engineering hebben in samenwerking met TNO, andere onderzoekers en toeleveranciers gekeken naar praktisch en economisch haalbare energiebesparingsmogelijkheden om tot vergaande energiebesparingen op een bestaande viskotter (TX 36) te komen. De resultaten van het onderzoek zijn beknopt in dit rapport samengevat en zijn daardoor voor alle vissers in de vloot beschikbaar. De opdracht voor economisch onderzoek voor dit rapport was zeer beperkt.
4|
LEI 14-052
2 Doelgroep
De Nederlandse kottervloot bestaat de laatste jaren gemiddeld uit rond 80 grote kotters met een lengte van rond 40 meter met een gemiddeld motorvermogen van 2.000 pk. Alle schepen zijn te kenmerken als platviskotters. De gemiddelde leeftijd van deze schepen is meer dan 30 jaar en meer dan 80% van de schepen is ouder dan tien jaar. De trend van veroudering van dit deel van de vloot zet door (Taal et al., 2010: 22 en Taal et al., website: http://www.agrimatie.nl/). Naast een 80-tal Nederlands gevlagde kotters hebben ook een 20-tal kotters onder de vlag van het Verenigd Koninkrijk, met Nederlands (mede-)eigendom, belang bij de uitkomsten van dit onderzoek. In totaal gaat het dus om ongeveer 100 ondernemers in de visserij die hun voordeel met de uitkomsten van dit onderzoek kunnen doen. Tabel 1
Indicatie kottervloot 1.501 – 2.000 pk en aantal opvarenden, gemiddeld in de afgelopen 5 jaren Aantal
Opvarenden (in
vaartuigen
fte)
80
560
20
160
100
720
Nederland Verenigd Koninkrijk Totaal Bron: Bedrijveninformatienet van het LEI.
Sinds het jaar 2006 zijn er diverse ontwikkelingen in innovaties in de Nederlandse zeevisserij zichtbaar. Vooral in de energie-vragende platvisvisserij is een zoektocht gaande naar oplossingen om drastisch brandstofverbruik te verminderen, opbrengsten te verhogen, vangst van discards te voorkomen en om bodemberoering te minimaliseren. Binnen verschillende projecten wordt met steun van het Visserij Innovatie Platform (VIP) gewerkt aan ontwikkeling van alternatieve vangstmethodes voor platvis (vervanging/aanpassing van de boomkor) en dus verbetering van prestaties ten aanzien van bovengenoemde onderwerpen. De economische noodzaak om tot verder vermindering van brandstofverbruik te komen neemt echter van jaar tot jaar toe. Inschattingen van experts geven aan dat de brandstofprijs (gasolie) op termijn naar 1.000 euro per ton kan gaan (1 euro per liter brandstof). Als dit werkelijkheid wordt dan zal geen enkele bestaande kotter meer met een nu bestaande visserijmethode rendabel kunnen worden ingezet. Het brandstofverbruik zou nog eens aanzienlijk verder omlaag moeten worden gebracht, maximaal nog rond 10 ton brandstof per visweek van 96 uren. In dit project “Brandstofbesparing 75%” is gekeken naar andere technische mogelijkheden, dan in eerste instantie het vistuig, om nog meer brandstof te besparen op bestaande schepen. Er is onderzoek gedaan naar efficiëntieverbeteringen op het gebied van warmtehuishouding, gebruik van elektriciteit, de vislijn met e- kabel en hoofdmotorgebruik (met behulp van een generator), de schroef etc.. Vis Vis BV en HFK Engineering hebben in samenwerking met onder andere TNO, onderzoekers van andere instellingen en toeleveranciers van producten voor de visserij gekeken naar praktisch en economisch haalbare energiebesparingsmo-gelijkheden om tot aanzienlijke besparingen op een bestaande kotter (TX 36) te komen. De resultaten van het onderzoek zijn kort in dit rapport weergegeven. Deze worden beschikbaar gesteld aan alle ondernemers in de visserij zodat ook zij gebruik kunnen maken van mogelijkheden. Gehoopt wordt dat de platvisvloot hiermee de toekomst duurzamer tegemoet kan gaan, met een beter economisch rendement.
LEI 14-052
|5
3 Nulmeting
Bij aanvang van het project (medio het jaar 2012) zijn metingen aan boord van de viskotter TX 36 uitgevoerd ten aanzien van de efficiëntie van de aandrijving en van de elektrische energievoorziening. De metingen aan boord van de kotter wezen uit dat er al sprake was van zeer grote efficiëntie waardoor de van te voren beoogde te behalen besparing van 75% op brandstof op voorhand al zeer moeilijk te halen leek. Daarom is lange tijd gebrainstormd en overleg gevoerd met toeleveranciers over hoe er toch nog brandstof kon worden bespaard. Het project is mede hierdoor uitgelopen in de tijd en er is tussentijds uitstel van oplevering van de resultaten gevraagd en verkregen bij RVO.
6|
LEI 14-052
4 Ontwikkelfase en aanpak
Na veelvuldig metingen te hebben verricht zijn een aantal berekeningsmodellen ontwikkeld om toch tot ongeveer 75% brandstofbesparing te komen. De modellen zijn in samenwerking met toeleveranciers voor de visserij gemaakt en per onderdeel mogelijke energiebesparing is bekeken welke zaken aangepakt konden worden, wat de te verwachten voordelen zouden kunnen zijn en tegen welke kosten. Naar diverse heroverwegingen zijn vooral berekeningen uitgevoerd naar, en aanpassingen gedaan aan:
de grootte van de schroef en de koppeling; de wijze van aan-stroming van water naar de schroef (optimalisering) etc. en permanente schroefas vermogensmeting
het totale energieplan (om gelijkmatiger energieafname te kunnen bewerkstelligen)
de waterweerstand van vistuigen en de onderdelen ervan
toepassing van LED verlichting
brandstof verbruiksmeting (permanent)
ombouw van de gasolieseparator waardoor geen verlies van gasolie
aanpassing vertraging liermotor, waardoor slechts nog enkele vislijnen nodig zijn en dus minder materiaal vereist is (aan weerszijde een katrol/visblok minder)
aanpassing trek-ontlasters van 1 Wing waardoor minder weerstand
Tijdens het project is na initieel onderzoek besloten om verbetering van de E-kabel niet meer verder te onderzoeken vanwege het zeer waarschijnlijke gebrek aan brandstofbesparingsmogelijkheden. Langdurig gemeten en geregistreerd zijn voorts:
de tijd van halen en vieren van de vistuigen
het gebruik van de hulpmotor zonder belasting
de snelheid van het schip bij vissen (doel: 5 mijl per uur)
de compressor (logs)
de ijsmachine (logs)
pompen (logs)
de verschillende snelheden bij het stomen
LEI 14-052
|7
5 Projectresultaten
In dit project is uiteindelijk veel aandacht besteed aan vooral:
berekeningen ter optimalisering van de grootte van de schroef en de aansluiting ervan op de koppeling
de wijze van aanstroming van water naar de schroef (optimalisering)
het totale energieplan (om gelijkmatiger energieafname te kunnen bewerkstelligen)
de waterweerstand van vistuigen en de onderdelen ervan
toepassing van LED verlichting
brandstof verbruiksmeting (permanent)
ombouw van de gasolieseparator waardoor geen verlies meer van gasolie
aanpassing van de vertraging van de liermotor waardoor nog slechts nog enkele vislijnen nodig zijn en dus minder materiaal vereist is (aan weerszijde een katrol/visblok minder)
aanpassing van trek-ontlasters van 1 Wing waardoor minder weerstand
Eind jaar 2013 en begin jaar 2014 hebben de uiteindelijke testen plaatsgevonden. Het brandstofverbruik is langdurig gemonitord en loopt nog steeds door. Analyses en resultaten van het onderzoek zijn hieronder in tabel 2 weergegeven. In bijlage 1 zijn de nadere specificaties van de gebruikte gegevens en de berekeningen weergegeven. Bij de berekeningen voor energiebesparingsmogelijkheden is gekeken naar:
de investeringskosten voor alle verschillende onderdelen om tot verbetering van rendement van energie te komen, en de totale investeringskosten
de getaxeerde besparingen per week en per jaar, in liters brandstof
de gasolieprijs per liter
de besparingen in euro’s
de terugverdientijd van de investeringen als geheel
Investeringen Er is voor dit project gewerkt met voorbeelduitkomsten van bruto totaal-investeringen ter grootte van 409.530 euro (inclusief schroef) en 73.700 euro (exclusief schroef). Uitkomst besparingen bij investeringen inclusief schroef Brandstofbesparing De grootste besparing in aantal liters brandstof per week (totaal) is te realiseren door:
een grotere schroef te installeren (2.250 liter/week)
de trek-ontlasters en bevestiging aan de Wing aan te passen (700 liter/week)
toepassing van een energiemanagementsysteem (600 liter/week)
De brandstofbesparing met betrekking tot de schroef brengt echter wel de grootste investering met zich mee (335.000 euro) en ook toepassing van het energiemanagementsysteem (25.000 euro) en het trek-ontlaster-systeem (16.200 euro) vraagt hoge investeringsbedragen. Efficiëntie Per euro investering blijkt echter de koelwaterregeling de grootste besparing op te leveren (2.9 liter/euro), gevolgd door een separator waterslot (2.5 liter/euro), de E-lieren in de stand by positie te laten (2.5 liter/week) en de spruit ketting aanpassen (2.0 liter per euro). Het installeren van LED verlichting brengt qua efficiëntie het minste op (nog geen 0.1 liter per euro investering. Alle andere relatief kleine investeringen brengen tussen 0.2 en 1.2 liter per euro op. Terugverdientijd
8|
LEI 14-052
Bij een totaalbedrag aan getaxeerde investeringen van 409.530 euro zoals in dit project kunnen de investeringen terug worden verdiend in bijna 3,2 jaren (iets meer dan 38 maanden). Hierbij zijn de volgende gegevens aangenomen:
een gasolieprijs van 0.62 euro per liter
normaliter gemiddeld jaarverbruik van 750.000 liter in 50 visweken = 15.000 liter per week
Er kan een besparing worden gerealiseerd van 4.162 liter per visweek, waardoor het verbruik uitkomt op 10.838 liter per visweek. Dat is een besparing van 208.100 liter per jaar. Het bespaarde bedrag komt hiermee op 129.022 euro per jaar. Uitkomst besparingen bij investeringen exclusief schroef Bij het achterwege laten van investering in de schroef is het investeringsbedrag getaxeerd op 73.700 euro. In tabel 2 zijn de belangrijkste gegevens en de terugverdientijd van deze investering is 1.34 jaar (iets meer dan 16 maanden) opgenomen. In bijlage 2 zijn de nadere specificaties hiervan weergegeven. Hierbij zijn de volgende gegevens aangenomen:
een gasolieprijs van 0.60 euro per liter
normaliter gemiddeld jaarverbruik van 750.000 liter in 48 visweken = 15.625 liter per week
Er kan hiermee een besparing worden gerealiseerd van 1.912 liter per visweek, waardoor het verbruik uitkomt op 13.713 liter per visweek. Dat is een besparing van 91.776 liter per jaar. Het bespaarde bedrag komt hiermee uit op 55.066 euro per jaar. Er is in beide berekeningen geen rekening gehouden met rente over geïnvesteerd vermogen, ontvangen subsidies, projectkosten, bijdragen en sponsoring van kosten door leveranciers et cetera.
LEI 14-052
|9
Tabel 2
Besparing op energie bij investeringen volgens project (2.000 pk viskotter) Inclusief schroef
Exclusief schroef
490.530
73.700
50
48
0,62
0,60
Besparing gasolie per jaar (liters)
208.100
91.776
Besparing gasolie per jaar (euro)
129.022
55.066
38
16
Bruto investeringen (euro) Aantal weken per jaar Gasolieprijs (euro)
Terugverdientijd investering* (maanden)
Bron: Vis Vis BV en HFK Engineering. *= exclusief rente over geïnvesteerd vermogen, ontvangen subsidies, projectkosten, bijdragen en sponsoring van kosten door leveranciers et cetera
10 |
LEI 14-052
LEI 14-052
| 11
Investeringen, besparingen en efficiency, inclusief Bijlage 1
schroef €
Gasolie prijs
0.62
basis verbruik
per liter
750,000
ltr/jaar
50
weken
aantal weken Investering
Bedrag
besparing
Koelwater regeling
2,580.00
besparing in ltr/wk
efficientie
note
€ 150 l
2.907 l/€
geschatte
100 l
2.500 l/€
geschatte
40 l
2.500 l/€
700 l
2.160 l/€
200 l
2.000 l/€
600 l
1.200 l/€
geschatte
40 l
0.800 l/€
geschatte
16 l
0.667 l/€
geschatte
2250 l
0.336 l/€
42 l
0.311 l/€
10 l
0.200 l/€
14 l
0.070 l/€
€ Seperator waterslot
2,000.00
E- lieren in stand by
800.00
€ € Trek ontlasters
16,200.00
Spruit ketting
5,000.00
€ € Energy management systeem
25,000.00
Machine kamer ventelatie regeling
2,500.00
€ € Koelwater boiler
1,200.00
Schroef
335,000.00
€ 15%
€ Led verlichting
6,750.00
8 bar luchttank en regeling
2,500.00
€
geschatte
€ Led dek verlichting
Totaal
Terugverdientijd:
10,000.00
€ 409,530
3.17
jaren
12 38.09
4,162
Besparing per week
15,000
Verbruik voor investerin
10,838
Verbruik na investering
maanden 208,100
Besparing per jaar (liter € 129,022
12 |
LEI 14-052
Besparing per jaar in eu
Bijlagen: Bijlage 1 Investeringen, besparingen en efficiëntie inclusief schroef Bijlage 2 Investeringen, besparingen en efficiëntie exclusief schroef Bijlage 3 Berekeningen energieverbruik per onderdeel Bijlage 4 Foto’s onderzoeksproject
LEI 14-052
| 13
LEI Wageningen UR
LEI Wageningen UR verricht sociaaleconomisch onderzoek en is de
Postbus 29703
strategische partner voor overheden en bedrijfsleven op het gebied van
2502 LS Den Haag
duurzame en economische ontwikkeling binnen het domein van voeding en
T 070 335 83 30
leefomgeving. Het LEI maakt deel uit van Wageningen UR (University &
E
[email protected]
Research centre). Daarbinnen vormt het samen met het Departement
www.wageningenUR.nl/lei
Maatschappijwetenschappen van Wageningen University en het Wageningen UR Centre for Development Innovation de Social Sciences Group.
LEI 14-052 De missie van Wageningen UR (University & Research centre) is ‘To explore the potential of nature to improve the quality of life’. Binnen Wageningen UR bundelen 9 gespecialiseerde onderzoeksinstituten van stichting DLO en Wageningen University hun krachten om bij te dragen aan de oplossing van belangrijke vragen in het domein van gezonde voeding en leefomgeving. Met ongeveer 30 vestigingen, 6.500 medewerkers en 10.000 studenten behoort Wageningen UR wereldwijd tot de aansprekende kennisinstellingen binnen haar domein. De integrale benadering van de vraagstukken en de samenwerking tussen verschillende disciplines vormen het hart van de unieke Wageningen aanpak.
