Onderzoeksverslag Schone motor voor de binnenvaart. Auteur: Projectgroep 2 Schoon schip maken. Versie: 1

Onderzoeksverslag “Schone motor voor de binnenvaart” Auteur: Projectgroep 2 – ‘Schoon schip maken’ Versie: 1 Datum gereedkomen: 1 februari 2007

ENH01, Onderzoeksverslag

Voorwoord Dit definitieve adviesrapport maakt deel uit van een onderzoek dat door de Hogeschool door een vijftal projectteams is uitgevoerd. Deze projectgroepen zijn onafhankelijk van elkaar te werk gegaan. Het rapport maakt deel uit van een onderwijsmodule die voorafgaand aan het afstuderen gegeven wordt. Daarmee is het onderzoek uitgevoerd door vierdejaars studenten werktuigbouwkunde. Het rapport is in eerste instantie geschreven voor de schipper van de ms. Heber, Frank Plage. Daarnaast is het rapport geschreven voor de bedrijven die betrokken zijn bij dit project. Vanzelfsprekend is het rapport tevens opgesteld voor de begeleidende docent. Om een lage instap te creëren in het technisch jargon, is het rapport geschreven voor mensen die beperkte affiniteit met techniek hebben. Het adviesrapport kan gebruikt worden door geïnteresseerden in het behalen van emissiereductie op met name oudere binnenvaartschepen. Het rapport is dusdanig opgebouwd dat afhankelijk van de voorkennis er later in het rapport kan worden begonnen met lezen. In de inhoudsopgave kunt u gemakkelijk terugvinden waar ontbrekende kennis kan worden opgedaan. Bij deze wil de projectgroep van de gelegenheid gebruik maken om een aantal mensen te bedanken voor hun inzet t.b.v. dit project. Allereerst Frank Plage. Hij heeft ons hartelijk ontvangen op zijn ms. Heber onder de rook van de Erasmusbrug. Daar hebben wij onder het genot van een goede bak koffie en thee heel het motorische gedeelte van het schip doorgenomen. Daarnaast konden wij altijd bij hem terecht voor extra vragen over zijn schip. Tevens willen wij hierbij dhr. Schermer bedanken voor zijn inzet en medewerking. Ook bedanken wij hierbij de contactpersonen bij de bedrijven die wij hebben aangeschreven voor hun inzet om het project tot een goed einde te brengen.

Rotterdam, 1 februari 2007

Projectgroep ‘Schoon schip maken’

Project “Schone motor voor de binnenvaart” ‘Schoon schip maken’ - pagina 2 -

Projectgroep 2 © Copyright 1-2-2007


Inhoudsopgave Voorwoord.......................................................................................................................................................................................2

Samenvatting en conclusies .........................................................................................................................................................5

Inleiding ................................................................................................................................................................................7

1. 1.1 1.2 1.3 1.4

Achtergronden..................................................................................................................................................................7 Doel onderzoek ................................................................................................................................................................7 Onderzoeksopzet .............................................................................................................................................................7 Opzet verslag ...................................................................................................................................................................8

Stand van zaken...................................................................................................................................................................9

2. 2.1

Analyse schip ...................................................................................................................................................................9 2.1.1 Techniek ................................................................................................................................................................9 2.1.2 Wensen schipper.................................................................................................................................................10

2.2

Vlootopbouw...................................................................................................................................................................10

2.3

Technische ontwikkelingen ............................................................................................................................................11 2.3.1 Motortechnieken ..................................................................................................................................................11 2.3.1.1 Luchtfilter ..................................................................................................................................................11 2.3.1.2 Starthulpsystemen ....................................................................................................................................12 2.3.1.3 Motormanagement ...................................................................................................................................12 2.3.1.4 Inspuitsysteem..........................................................................................................................................14 2.3.1.5 Uitlaatgasturbocompressor.......................................................................................................................15 2.3.2 Brandstof .............................................................................................................................................................16 2.3.3 Smeerolie ............................................................................................................................................................17 2.3.3.1 Smeerolie analyse ....................................................................................................................................17 2.3.3.2 Smeerolie viscositeit.................................................................................................................................17 2.3.3.3 Trabold filter..............................................................................................................................................18 2.3.4 Roetfilter ..............................................................................................................................................................19 2.3.5 Oxidatie katalysatoren .........................................................................................................................................20 2.3.6 NOx-reducerende technieken ..............................................................................................................................20 Technieken toegepast op de ms. Heber ..........................................................................................................................24

3. 3.1

Feedback........................................................................................................................................................................24

3.2

Vaartechniek ..................................................................................................................................................................24 3.2.1 Algemeen ............................................................................................................................................................24 3.2.2 Hydrodynamica....................................................................................................................................................24 3.2.3 Uitkomsten...........................................................................................................................................................25

3.3

Alternatieve brandstoffen ...............................................................................................................................................26 3.3.1 Huidige brandstof ................................................................................................................................................26 3.3.2 Opties alternatieve brandstoffen .........................................................................................................................26 3.3.3 Zwavelvrije brandstof ..........................................................................................................................................27 3.3.4 Financiële analyse...............................................................................................................................................30 3.3.5 Milieutechnische analyse ....................................................................................................................................31 3.3.6 Randvoorwaarden ...............................................................................................................................................32 3.3.7 Conclusie.............................................................................................................................................................33

3.4

Roetfilter .........................................................................................................................................................................33 3.4.1 Algemeen ............................................................................................................................................................33 3.4.2 Randvoorwaarden keuze filter.............................................................................................................................34 3.4.3 Keramisch monoliet filter .....................................................................................................................................35 3.4.4 EmiGreen CST-X.................................................................................................................................................37 3.4.5 Conclusie.............................................................................................................................................................39




3.5

Olie .................................................................................................................................................................................40 3.5.1 Huidige oliefiltering ..............................................................................................................................................40 3.5.2 Toe te passen besparingssystemen....................................................................................................................40 3.5.3 Toe te passen systemen op de ms. Heber..........................................................................................................41 3.5.4 Constructieve uitwerking van toe te passen systemen .......................................................................................41 3.5.5 Kosten en opbrengsten .......................................................................................................................................42 3.5.6 Randvoorwaarden ...............................................................................................................................................43 3.5.7 Onderhoudsschema olie .....................................................................................................................................43 3.5.8 Kosten / baten afweging ......................................................................................................................................43

3.6

Voorgeschakelde techniek .............................................................................................................................................44 3.6.1 CUBE injector ......................................................................................................................................................44 3.6.2 Swirlflash .............................................................................................................................................................45 3.6.3 SCR .....................................................................................................................................................................45

3.7

Implementatie.................................................................................................................................................................47 3.7.1 Gekozen technieken............................................................................................................................................47 3.7.2 Overzicht gekozen technieken ............................................................................................................................48 3.7.3 Constructieve uitwerking .....................................................................................................................................48

3.8

Onderhoud .....................................................................................................................................................................49

3.9

Totale emissiereductie en kostenplaatje ........................................................................................................................50 3.9.1 Huidige situatie ....................................................................................................................................................50 3.9.2 Reductie na toepassing technieken ....................................................................................................................50

Aanbevelingen voor de markt ..........................................................................................................................................51

4. 4.1 4.2 4.3

Vaartechniek ..................................................................................................................................................................51 Emissiereductie ..............................................................................................................................................................52 Handhaving emissiereductie ..........................................................................................................................................52

Literatuur.......................................................................................................................................................................................53

Bijlagen..........................................................................................................................................................................................55




Samenvatting en conclusies Het doel van dit onderzoek is om op de ms. Heber de emissie te reduceren. Dit ten behoeve van het project ‘Schone motor voor de binnenvaart’. Dit project is een initiatief van het IOD en Pon Power. Daarnaast neemt de Hogeschool Rotterdam hier in deel als onderzoekende instantie. Uit het onderzoek uitgevoerd door projectgroep ‘Schoon schip maken’ namens de Hogeschool Rotterdam is gebleken dat: •

door de vaartechniek aan te passen aan de omstandigheden, men efficiënter met de motor om kan gaan t.b.v. de emissiereductie. Hierdoor nemen het brandstofverbruik en de emissie af en de duur van onderhoudsintervallen toe. De voordelen zijn voor het milieu, de motor en de kosten voor de schippers. Er zijn geen additionele kosten aan verbonden en deze methode van reductie is voor elk schip toepasbaar. Deze techniek zal dus zeker toegepast moeten worden op de ms. Heber.

•

alternatieve brandstoffen in theorie dé oplossing mogen zijn, maar zijn in de praktijk nog niet toepasbaar op schepen. Dit komt doordat de kosten hoger liggen dan bij conventionele diesel en bovendien zijn ze nog niet voor schepen verkrijgbaar. Uit het onderzoek is gebleken dat deze brandstoffen in de toekomst goede alternatieven zijn voor schonere schepen, maar in het heden nog niet toepasbaar zijn.

•

de combinatie van waterinjectie en roetfilter moeilijk toepasbaar is, doordat waterinjectie de temperatuur van de uitlaat verlaagt terwijl de roetfilter een hoge uitlaattemperatuur eist voor een goede werking. Doordat de verhouding tussen de NOx-reductie en de kosten voor de schipper niet gunstig liggen, is de keuze uitgegaan naar een roetfilter. Een andere onderzochte techniek om de NOx te reduceren is SCR, maar deze is niet toepasbaar op motoren met vergelijkbaar bouwjaar als de ms. Heber.

•

de EmiGreen CST-X (een roetfilter) het beste toepasbaar is op de ms. Heber. Met deze filter kan het roet uitstoot tot 60% verminderd worden, hetgeen goed is voor het milieu en de gezondheid van de mensheid. Doordat de regelgeving met betrekking tot de uitstoot van binnenvaartschepen in de toekomst aangescherpt zal worden, is het aan te raden een dergelijke filter aan te schaffen. Het is wel raadzaam voor de schipper om af te wachten of er subsidieregelingen voor komen.

•

de SAE30 olie voorgeschreven is voor de motor in plaats van de gebruikte 10W40 olie. Door de lagere viscositeit van SAE30, zal deze minder weerstand leveren tussen de machineonderdelen, waardoor er minder brandstof verbruikt zal worden. Een richtwaarde waarmee van de brandstof afname als gevolg hiervan, is niet bij de leverancier verkrijgbaar, doordat dit per motor verschillend is. Om achter deze waarden te komen zullen testen met een SAE30 uitgevoerd moeten worden. Hieruit zal pas blijken of het economisch en milieutechnisch verstandig is om een dergelijke olie te gebruiken in de ms. Heber.

•

door een bypass filter toe te passen, het olieverbruik zal afnemen en dus ook de kosten met betrekking tot olie. Dit filter kan zichzelf dus in verloop van tijd weer terug verdienen. Door het terugverdienen van de investering in combinatie met de milieuvriendelijkheid, wordt deze techniek aangeraden om toe te passen.

De technieken die op korte termijn toepasbaar zijn op de ms. Heber zijn: • het verlagen van het toerental; • de EmiGreen CST-X; • een bypass filter. Veel van de onderzochte technieken leveren voor het milieu veel voordelen op, echter zullen deze niet worden toegepast zonder financiële ondersteuning vanuit de overheid. Het is daarom enerzijds belangrijk dat er regels worden gesteld met betrekking tot de uitstoot van binnenvaartschepen, anderzijds subsidies beschikbaar worden gesteld om het voor schippers haalbaar (betaalbaar) te maken.




De gerealiseerde emissiereductie op de ms. Heber is in de tabel hieronder weergegeven. Tevens wordt er een kosten besparing van € 1.453,33 per jaar behaald. Hierdoor heeft het systeem een terugverdientijd van 4,6 jaar. Toegepaste techniek

Emissiereductie [%]

CO

CO2

HC

NOx

PM

SO2

Vaartechniek EmiGreen Bypass filter

6 90

6

6 60

6 15

6 60

6

Totaal

90,6

6

62,4

20,1

62,4

6

Olie reductie [%]

Aanschaf kosten [€]

Kosten verschil [€/jaar]

0 0 83,33

0,€ 6.300,€ 382,-

(+ 7,50 - 64,93 =) -57,43

83,3

€ 6.682,-

€ -1.453,33

€ -1.395,90

Onder de gehele vloot worden welgeteld twee schepen verstaan.




1.

Inleiding

1.1

Achtergronden

Het goederenvervoer in Europa over spoor- en autowegen slibt dicht, maar de Europese binnenvaart daarentegen groeit de komende jaren aanzienlijk. De capaciteit laat dit ook toe. Er kan zeker nog een verdubbeling plaats vinden. Echter wordt daarmee de emissie van scheepsmotoren ook steeds hoger. Emissiereductie wordt in diverse industrieën toegepast en is op het moment tevens een aandachtspunt in de binnenvaart. Van 2010 tot 2020 wordt er van de binnenvaart verwacht dat de grootste reductie plaats kan vinden. Door de juiste maatregelen te nemen, zal de uitstoot van NOx, SO2 en fijnstof tot een minimum beperkt kunnen worden. Het Projectbureau Integraal Ondernemen Drechtsteden heeft mede namens een aantal bedrijven en instanties de Hogeschool Rotterdam benaderd om een onderzoek te doen naar de praktische toepassingen die de emissiereductie kunnen bewerkstelligen. De Hogeschool Rotterdam heeft dit vervolgens uitbesteed aan een vijftal projectteams die elk met een vrijblijvend advies zullen komen. De projectgroepen hebben een vijftal binnenvaartschepen toegewezen gekregen. Dit zijn vijf verschillende type schepen. De scheepstypen vertegenwoordigen een deel van de Nederlandse binnenvaartvloot.

1.2

Doel onderzoek

Uit dit onderzoek dat uitgevoerd wordt door de projectgroep ‘Schoon schip maken’ volgt een oplossing voor het tot een minimum reduceren van de emissie van fijnstof, NOx en SO2 in de binnenvaart. 1.3

Onderzoeksopzet

Het project is opgedeeld in twee periodes. In de eerste periode heeft het projectteam onderzoek gedaan naar de systemen die beschikbaar zijn voor het reduceren van emissie in de binnenvaart. Door middel van het bijwonen van lezingen en daarnaast een deskstudie uit te voeren, is een beeld verkregen van de huidige situatie in de markt. De projectgroep heeft in de eerste onderwijsperiode zo breed mogelijk onderzoek gedaan naar de toe te passen systemen aan boord van schepen. Daarbij zijn niet alleen technieken onderzocht aan welke directe emissiereductie is toe te schrijven, maar ook indirect emissiereducerende technieken. Hiermee is een verbredend onderzoek neergezet dat met een ‘out of the box’ denkwijze die een verbeterd resultaat streeft. Halverwege het project is er een bezoek gebracht aan de ms. Heber en is duidelijk geworden wat er mogelijk is en wat de wensen van de schipper zijn. Uit de verkregen gegevens van de ms. Heber, de feedback op de tussentijdse presentatie en de analyse van het eerste kwartaal heeft het project zich vernauwd naar een aantal technieken en zich toegespitst op het voorbeeldschip. Gedurende de tweede periode zijn een aantal technieken overgebleven welke potentie hebben om toegepast te worden. Ieder groepslid heeft een techniek uitgewerkt met daarin alle aspecten meegenomen die van belang zijn. Uiteindelijk is er een samenstelling gemaakt van welke systemen met elkaar toepaspaar zijn en is er een advies geschreven voor de ms. Heber en voor de hele markt. Dit advies ligt nu voor u.




1.4

Opzet verslag

Het onderzoeksverslag is eenvoudig opgebouwd en gemakkelijk te lezen voor leken dan wel professionals. Allereerst wordt de huidige situatie beschreven. Hierin wordt de situatie aan boord van de ms. Heber beschreven, worden de marktontwikkelingen op het gebied van emissiereducerende technieken aangehaald en wordt de vlootopbouw met het oog op de ms. Heber bepaald. In het hoofdstuk ‘toekomstige situatie’ wordt beschreven wat er verwacht wordt van de aanpassingen aan de richtlijnen voor emissies. Tevens staat beschreven hoe verwacht wordt dat de markt zich gaat ontwikkelen op het gebied van brandstoffen en vervoersmiddelen. Het hoofdstuk ‘aanbevelingen ms. Heber’ beschrijft welke technieken bij de ms. Heber toegepast kunnen worden en welke uitwerkingen dit tot gevolg heeft. Hierbij word per techniek beschreven wat het inhoudt, wat het kost en welke emissiereductie dit tot gevolg heeft. Tevens wordt samenstelling van de technieken gemaakt zodat bekend is wat het in totaliteit kost en oplevert.




2.

Stand van zaken

In dit hoofdstuk worden achtereenvolgens de omschrijving van de ms. Heber, de stand der techniek m.b.t. emissiereductie en de vlootopbouw behandelt. De technieken zijn in de eerste periode onderzocht en hiervan is bepaald of er verdiepend onderzoek nodig is. De benoemde voor- en nadelen zijn enkel op hoofdpunten gebaseerd en daarmee niet volledig.

2.1

Analyse schip

2.1.1

Techniek

Het onderzoek richt zich op de ms. Heber. De eigenaar en schipper van de ms. Heber is dhr. F. Plage. Dit is een Kempenaar uit 1926. Een kempenaar is een vrachtschip dat speciaal gebouwd is voor de kanalen in Zuid-Nederland en Vlaanderen. Een kempenaar kan zo'n 400 tot 600 ton vervoeren en heeft een maximale diepgang van 2,50 meter. Deze schepen zijn zo'n 50 tot 63 meter lang en ongeveer 6,60 meter breed. De ms. Heber vervoert voornamelijk droge bulkgoederen over de Rijn en het gebied wat daartoe behoort en over de kleinere waterwegen. De schipper vaart enkel overdag en vaart gemiddeld zo’n 1500 uur per jaar.

De ms. Heber is 50 m lang, 6,60 m breed en heeft bij de maximale belading van 547 ton een diepgang van 2,5 m. De hoofdmotor van het schip is een Caterpillar D342 uit 1957. Deze motor heeft een vermogen van 170 pk op zeeniveau. Het maximale toerental van de motor is 1225 rpm, de schipper vaart echter vaak op 1000 rpm. Daarnaast heeft de ms. Heber hulpmotor aan boord. Het onderzoek richt zich verder op de hoofdmotor. De vaarsnelheid bedraagt gemiddeld 9,5 km/h. Deze snelheid is echter alleen op stilstaand water. Het schip vaart langzamer bij een lagere waterstand, stroming en ‘s zomers. Het laatste komt door het lagere zuurstofpercentage in de warme lucht. Over het hele jaar gemeten ligt het gemiddelde brandstofverbruik op 18,8 liter per uur. De hoofdmotor van de ms. Heber heeft in 1992 een revisie ondergaan. Uitgebreide specificaties zijn opgenomen in bijlage 1 (de motorspecificaties van de leverancier zijn als laatste in de bijlagen opgenomen). Op de volgende pagina treft u een schema aan van de belangrijkste motorspecificaties.




Type lading Lengte Breedte Diepgang (maximaal) Laadvermogen Hoofdmotor Bouwjaar Motortoerental Motortoerental (praktijk) Vermogen Snelheid (stilstaand water) Brandstofverbruik Huidige emissiereducerende technieken 2.1.2

Droge bulk 50 [m] 6,60 [m] 2,5 [m] 547 [ton] Caterpillar D342 1957 1225 [rpm] 1000 [rpm] 170 [pk] / 127 [kW] (setting to sealevel) 9,5 [km/u] 18,8 [liter / uur] (gemiddelde over 1 jaar) Géén

Wensen schipper

Op 20 november 2006 is er een bezoek gebracht aan de ms. Heber. De schipper gaf hierbij aan dat hij: • • • • • • •

bereid is een investering te doen t.b.v. emissiereductie, mits deze terugverdiend wordt; onderhoud in eigen beheer wil houden; op zoek is naar de soll-waarden van de Caterpillar D342; in contact wil komen met schippers met dezelfde motor; van de industrie verwacht dat zij met een betaalbare, schonere brandstof komen; zolang mogelijk verder wil met dit schip en deze motor; de warmte van uitlaatgassen wil gebruiken om de looppaden op het dek te verwarmen.

In het onderzoek wordt getracht de wensen van de schipper zo veel mogelijk te laten doen uitkomen.

2.2

Vlootopbouw

De ms. Heber laat zich indelen in de categorie Kempenaars. Kenmerkend aan dit type schepen is het relatief kleine laadvermogen van 547 ton. Vertaald naar de wegsector bedraagt dit ongeveer 22 vrachtwagens. In Nederland varen 1082 schepen van het type kempenaar wat 16% van het totaal aantal binnenvaartschepen bedraagt. Tien procent van die kempenaars heeft een motorvermogen minder dan 147 kW, waaronder ook de ms. Heber. Van het motortype Caterpillar D342 zijn er nog bijzonder weinig in gebruik in de binnenvaart. Er varen nog twee schepen met deze motor in Nederland.




2.3

Technische ontwikkelingen

Het huidige aanbod in emissiereducerende technieken voor de binnenvaart is aanzienlijk. De in de eerste periode onderzochte systemen zijn in dit hoofdstuk uiteengezet en van deze technieken is aangegeven wat er voor gevolgen zijn aan deze techniek m.b.t. tot het onderzoek gericht op de ms. Heber. 2.3.1

Motortechnieken 2.3.1.1 Luchtfilter

Technische beschrijving Het luchtfilter verhindert het indringen van minerale stoffen en deeltjes in de motor en in de motorolie en reduceert daardoor de slijtage van bijvoorbeeld lagers, de zuigerveren en van de cilinderwand. Verder beschermt deze de gevoelige luchtmassameter en voorkomt daar stofafzetting die anders zou resulteren tot foutieve signalen, waardoor een te hoog brandstofverbruik en (dus) een te hoge uitstoot van schadelijke stoffen gerealiseerd wordt. Speciale uitvoeringen van kwalitatief zeer hoogstaande luchtfilterelementen zijn in combinatie met een daarop ontworpen behuizing ook in staat het inwateren tijdens hevige regen te voorkomen. Luchtfilters die aan de huidige stand van de techniek voldoen, bereiken een massagerelateerde afscheidingsgraad tot 99,95% (dit cijfer geldt bij vrachtwagens). Aan deze afscheidingsgraad zal onder alle omstandigheden voldaan moeten worden. Ook onder dynamische omstandigheden zoals die zich in het inlaatsysteem van de motor voordoen. Filters van een onvoldoende kwaliteit vertonen een verhoogde stofdoorbraak. Het ontwerp van het filterelement gebeurt afzonderlijk voor iedere motor. Daardoor blijven de drukverliezen minimaal en de hoge afscheidingsgraden onafhankelijk van de doorstroming. Het figuur toont een onderhoudsvriendelijke en gewichtsgeoptimaliseerd luchtfilter van kunststof voor bedrijfswagens. Naast een hogere afscheidingscapaciteit zijn de daarbij passende filterelementen dusdanig gedimensioneerd, dat service-intervallen van meer dan 10.000 km mogelijk zijn. In landen met een hoge stofbelasting, maar ook bij machines voor de bouw en voor de landbouw, is aan het filterelement een voorafscheider toegevoegd. Deze afscheider scheidt de grove, massarijke stoffracties af en verhoogt daardoor de standtijd van het fijnfilterelement met aanzienlijke mate. Voorwaarden Er zijn geen voorwaarden opgesteld, omdat het ontwerp voor het luchtfilter motorafhankelijk is Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Minder slijtage aan motor onderdelen Minder uitstoot van schadelijke deeltjes

Kosten

Conclusie Dit systeem vergt niet al te grote aanpassingen. Filters zijn in verschillende prijsklassen te vinden. De keuze voor een luchtfilter zal een financiële kwestie zijn.



ENH01, Onderzoeksverslag 2.3.1.2 Starthulpsystemen Technische beschrijving Het starten van een motor omvat de processen: starten, draaien van de startmotor, ontsteken en het op toeren komen totdat de motor stationair draait. De tijdens de compressieslag verhitte lucht moet de ingespoten brandstof ontsteken (verbrandingsbegin). De daarvoor benodigde minimale temperatuur voor dieselbrandstof bedraagt circa 250ºC. Deze temperatuur moet bij een laag toerental, lage buitentemperaturen en bij een koude motor gewaarborgd zijn. Bij motoren met directe inspuiting wordt de starthulp voor een deel verzorgd door het verwarmen van de aangezogen lucht (vrachtwagens) of door een gloeistift (personenwagens). Bij kamermotoren wordt uitsluitend de gloeistift in de voor- respectievelijk de wervelkamer toegepast. Beide starthulpsystemen dienen ter verbetering van de brandstofverdamping en mengselvorming en daarmee tot een betrouwbaar ontvlammen van het lucht- / brandstofmengsel. Gloeistiften die voldoen aan de actuele stand der techniek, hebben een voorgloeitijd van slechts enkele seconden nodig en maken daardoor een snellere start mogelijk. De lagere nagloeitemperatuur van de meest recente gloeistift-generatie bieden bovendien nog langere nagloeitijden. Dit reduceert zowel de emissie van schadelijke stoffen als ook de geluidsvorming in de warmdraaifase van de motor. Vlamstartbougie Een vlamstartbougie verwarmt de aangezogen lucht door het verbranden van brandstof. Normaalgesproken wordt de vlamstartbougie van brandstof voorzien via de opvoerpomp van de inspuitpomp. Via een magneetklep wordt de weg naar de vlamstartbougie vrijgegeven. In de aansluitnippel van de vlamstartbougie is een filter en een doseerinrichting ondergebracht. Deze doseerinrichting laat een op de motor afgestemde hoeveelheid brandstof door die vervolgens in een aan de gloeistift bevestigd verdampingspijpje verdampt en zich vervolgens vermengt met de door de motor aangezogen lucht. Dit mengsel komt tot ontbranding bij het voorste deel van de vlamstartbougie door de meer dan 1000°C hete gloeistift. De verwarmingscapaciteit wordt begrensd, doordat de verwarmingsvlam slechts een deel van de voor de motorische verbranding bestemde zuurstof mag verbranden. Voorwaarden Om dit systeem in te bouwen moet de nodige ruimte en het budget aanwezig zijn. Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Minder roetuitstoot

Kosten

Conclusie Dit systeem vergt tevens niet al te grote aanpassingen. De keuze voor een starthulpsysteem zal een financiële kwestie zijn. 2.3.1.3 Motormanagement Technische beschrijving Het moderne autoverkeer stelt hoge eisen aan een motor. Er zijn zowel fikse prestaties vereist voor het brandstofverbruik als voor uitlaatgassen. Deze dienen ook onder extreme omstandigheden nog in orde te zijn. Het motormanagementsysteem dient door continu het ontstekingsmoment, de ingespoten brandstofhoeveelheid, inspuitmoment te bewaken en te regelen. Bij sommige auto’s wordt zelfs de nokkenastiming elektronisch geregeld. Om dit alles mogelijk te maken zijn vele sensoren en actuatoren in moderne motoren ingebouwd. Deze meten bijvoorbeeld de door de motor aangezogen hoeveelheid lucht (zuurstofmassa), de koelvloeistoftemperatuur, de buitentemperatuur, de gaspedaalstand, de rijsnelheid, het toerental en de hoeveelheid restzuurstof in het uitlaatgas. Dit systeem zou ook bij scheepsmotoren toegepast kunnen worden. Het systeem bestaat uit de onderstaande onderdelen.



ENH01, Onderzoeksverslag Ontstekingsverstelling Om zoveel mogelijk energie uit elke liter brandstof te halen dient het ontstekingstijdstip continu veranderd te worden. Dit is afhankelijk van onder andere: • het toerental; • de motorbelasting; • temperatuur etc. Het regelapparaat berekent en wijzigt continu het ontstekingstijdstip. Klopregeling Bij moderne zuinige motoren streeft men een zo hoog mogelijke compressieverhouding na. Dit om daaruit een zo hoog mogelijk koppel bij een zo laag mogelijk specifiek brandstofverbruik te verkrijgen. Bij een hogere compressieverhouding stijgt echter de kans op ongecontroleerde zelfontbranding welke een kloppende of pingelende verbranding tot gevolg heeft. Dit gaat gepaard met enorme temperatuur- en drukstijgingen in de motor die tot ernstige motorschade kunnen leiden. Om dit te voorkomen en toch een zo hoog mogelijke compressieverhouding toe te kunnen passen, monteert men tegenwoordig één of meerdere pingel- of klopsensoren op het motorblok die dit verschijnsel waarnemen als zeer hoogfrequente trillingen. Het motorregelapparaat reageert hierop door het ontstekingstijdstip richting 'laat' te sturen. Brandstofinspuiting Afhankelijk van de signalen van de sensoren die de aangezogen lucht-(zuurstof-)massa, het motortoerental en motorbelasting (gaspedaalstand) meten en met behulp van enkele correctieparameters berekent de elektronica het meest ideale inspuitbegin en de inspuitduur. Lambadaregeling De lambadasensor (zuurstofsensor) meet de hoeveelheid restzuurstof in het uitlaatgas. Afhankelijk van de gemeten waarde wordt er bij de door de motor aangezogen luchtmassa (zuurstofmassa) een bepaalde hoeveelheid brandstof ingespoten. De hoeveelheid ingespoten brandstof wordt zodanig afgeregeld dat de hoeveelheid restzuurstof in het uitlaatgas voldoende is om voor oxidatie van de onverbrande deeltjes in de katalysator te zorgen, zodat er ook reductie (onttrekking van zuurstof) kan plaatsvinden van de stikstofoxiden in het uitlaatgas. De stikstofoxiden ontstaan door hoge verbrandingseinddrukken en temperaturen door oxidatie van de circa 20% stikstof die normaliter in de omgevingslucht aanwezig is. Laaddrukregeling Bij motoren met een turbolader of een andere vorm van drukvulling regelt het regelapparaat meestal de laaddruk. Er is meestal een inlaatluchtdruksensor en een drukregelaar (actuator) gemonteerd in de motor. Uitlaatgasrecirculatie Om de hoeveelheid stikstofoxiden in het uitlaatgas terug te dringen, wordt een klein gedeelte van het uitlaatgas terug naar de motor geleid en bij de inlaatlucht gemengd. Hierdoor verloopt de verbranding van het brandstof- Iuchtmengsel minder snel en blijven de verbrandingseinddrukken en -temperaturen lager zodat minder stikstof (N2) wordt (omgezet in stikstofoxiden (NOx). Comfort- en veiligheidsregelingen Het regelapparaat bewaakt ook de plausibiliteit van de door de sensoren doorgegeven meetwaarden. Bij systemen met 'drive-by-wire' (geen gaskabel maar een potentiometer onder het gaspedaal) is het van groot belang dat een storing niet leidt tot het 'op hol slaan' van de motor. Daarom worden bij deze motormanagementsystemen een remsignaal of een ontkoppelsignaal ook herkend en afhankelijk van het motortoerental wordt dan de inspuithoeveelheid teruggebracht. Het motorregelapparaat Een motorregelapparaat bestaat uit een doos met één of meerdere printplaten, waarop processoren zijn gesoldeerd die een softwareprogramma of kenveld bevatten. Voor alle door het motorregelapparaat te regelen functies is een programma aanwezig. Afhankelijk van de hierboven gemeten waarden stuurt de elektronica middels een programma een actuator aan. Deze programma's voorzien onder de meeste omstandigheden in een regeling van bij voorbeeld de ingespoten



ENH01, Onderzoeksverslag hoeveelheid brandstof, het stationaire toerental, de turbodruk en het ontstekingstijdstip. Al deze regelingen zijn vastgelegd in driedimensionale kenvelden. De inbouw Bij de Audi A4 bevindt zich het regelapparaat aan de bestuurderszijde onder de motorkap in de elektronicabox. De kabelaansluiting met de motor en andere elektrische en elektronische componenten geschiedt middels een grote stekker of meerdere stekkers met een bajonetsluiting en is gemakkelijk te demonteren. Bij veel (iets oudere) auto's is er vaak ook nog een laaddrukslangetje aangesloten op het regelapparaat, omdat de drukmeting daar nog in het regelappparaat plaats vindt. Om de software te optimaliseren, bouwen we het regelapparaat uit en demonteren het. De PROM's (Programmable Read-Only Memory) worden losgesoldeerd en vervangen door een sokkel. Hierin kan desgewenst de PROM met de originele of de geoptimaliseerde software eenvoudig zonder solderen monteren. Voorwaarden Doordat het om een oudere motor gaat, zal het hele systeem aangeschaft moeten worden. Tevens dient er voldoende ruimte aanwezig te zijn voor de sensoren en het regelapparaat. Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Verminderd brandstofverbruik Verhoogd rendement

Vaker verwijderen asresten Operationele kosten (additief)

Conclusie Het gaat om een oude scheepsmotor. Om dit systeem toe te kunnen passen zouden veel aanpassingen aan de motor plaats moeten vinden. Het is niet efficiënt om dit bij een 50 jaar oude motor te doen, daarom wordt dit systeem voor dit schip afgeraden. 2.3.1.4 Inspuitsysteem Technische beschrijving Voor personenautofabrikanten staan er twee wegen open om te komen tot een schone diesel: brandstofinjectie met pompverstuivers of met een common rail. Bij het eerste systeem wordt de inspuitdruk pas in de injector zelf opgebouwd bij het tweede al daarvoor, en staat er brandstof onder hoge druk in een ‘gezamenlijke buis’. Beide systemen hebben goede en minder goede kanten. Zo is het omgaan met drukken hoger dan 2000 bar in een gezamenlijke buis al erg lastig, terwijl pompverstuivers nog hogere inspuitdrukken mogelijk maken. Aan de andere kant zijn de piëzo injectoren van een common rail systeem sneller dan pompverstuivers, zodat ze tot vijf keer per verbrandingscyclus kunnen inspuiten. Daarmee draait de motor stiller, zuiniger en schoner en kan de regeneratie van het roetfilter worden gestuurd. Bosch is momenteel bezig de nadelen van beide systemen weg te werken. Zo krijgen de komende derde generatie pompverstuivers de snelheid van common rail injectoren, zodat ze ook vijf keer per cyclus kunnen inspuiten. Om ze die snelheid te geven krijgen ze twee magneetventielen, één stuurt de drukopbouw, de ander bedient onafhankelijk daarvan de injectornaald. Het vierde generatie common rail systeem op zijn beurt, gaat vanaf 2008 inspuiten met drukken tot maar liefst 2500 bar. Dit niet door de druk in de common rail nog verder te verhogen, maar wel door de druk in de verstuiver hydraulisch te versterken. Zo leren ze van elkaar, common rail en pompverstuiver. Met name bij dieselmotoren is in de laatste jaren door de zich steeds verder ontwikkelende inspuittechniek grote vooruitgang geboekt. Het Unit Injector System behoort tot de meest belangrijke ontwikkelingen. Dit systeem is in staat de brandstof in iedere cilinder afzonderlijk, onder zeer hoge druk, op het juiste moment en in de juiste hoeveelheid in te spuiten. Daardoor ontstaat een aanzienlijk betere verbranding dan bij de conventionele inspuitsystemen. Dit betekent meer vermogen, een lager brandstofverbruik en een geringere uitstoot van schadelijke stoffen en minder geluidsontwikkeling.




Voorwaarden Door de hoge drukken moeten niet alleen het inspuitsysteem aangepast worden, maar ook andere onderdelen van de motor. Er moet voldoende ruimte aanwezig zijn deze techniek te implementeren. Tevens zal er een kostenplaatje opgesteld moeten worden. Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Meer vermogen Een lager brandstofverbruik Een geringere uitstoot van schadelijke stoffen Minder geluidsontwikkeling

Inbouwkosten

Conclusie Het gaat om een oude scheepsmotor. Om dit systeem toe te kunnen passen zouden veel aanpassingen aan de motor plaats moeten vinden. Het is niet efficiënt om dit bij een 50 jaar oude motor te doen, daarom wordt dit systeem voor dit schip afgeraden. 2.3.1.5 Uitlaatgasturbocompressor Technische specificaties Van de bekende drukvullingsprocessen vindt de drukvulling met een uitlaatgasturbocompressor het meest plaats. Deze wijze van drukvulling maakt bij motoren met een klein slagvolume, een hoog koppel en een hoog vermogen bij een goed rendement mogelijk. Vroeger werd de uitlaatgasturbodrukvulling met name toegepast voor het verhogen van het specifieke vermogen. Tegenwoordig wordt deze toegepast voor het verhogen van het maximum koppel bij lage en gemiddelde toerentallen. Met het hete en onder druk staande uitlaatgas van de verbrandingsmotor gaat een groot deel van de energie verloren. Het ligt dan ook voor de hand, een deel van deze energie bruikbaar te maken voor de drukopbouw in het inlaatgedeelte. De uitlaatgasturbo is samengesteld uit: • Een uitlaatgasturbine die de energie van de uitlaatgasstroom opneemt; • Een stromingscompressor die via een as aan de turbine gekoppeld is en de aangezogen lucht comprimeert. De hete uitlaatgasstroom drijft de turbine aan en komt in een snelle beweging. De naar binnen gerichte schoepen van het turbinewiel sturen het uitlaatgas naar het midden, waar het dan zijdelings naar buiten komt. De as drijft de radiale compressor aan. Hier zijn de gedragingen precies omgekeerd, de aangezogen lucht stroomt naar het midden van de compressor en wordt door de schoepen naar buiten versneld en daarbij gecomprimeerd. Vanwege de voor de turbine zich opbouwende uitlaatgasdruk wordt de door de motor te leveren arbeid om de uitlaatgassen naar buiten te laten stromen meer. Toch wordt het motorrendement in de vele deelgebieden van de motorkarakteristiek verbeterd. Voorwaarden Om een goed oppakken van de turbocompressor te bereiken, moet deze zo dicht mogelijk bij de uitlaatkleppen in het uitlaatgastraject geplaatst worden. Bij schepen (waarbij vanwege het brandgevaar in de machine kamer hete oppervlakten vermeden moeten worden) moet de turbo watergekoeld of (warmte-) geïsoleerd zijn.




Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Een hoog motorkoppel zowel bij lage, als bij hoge toerentallen Een groter vermogen Minder tegendruk bij gelijke compressiearbeid Lage emissiewaarden ook bij zeer lage motortoerentallen Geoptimaliseerd brandstofverbruik over het gehele toerengebied

Geen

Conclusie Dit is een systeem dat zonder veel verdere aanpassingen aan de motor toch veel oplevert. Een vervolgonderzoek is het dus waard. 2.3.2

Brandstof

Door de brandstof schoner te maken of het verbruik ervan te reduceren kan er indirect een schonere motor gecreëerd worden. Dit onderdeel beschrijft de samenstelling van de brandstof. Technische beschrijving In Nederland is op de dag van vandaag de maximum toegestane hoeveelheid zwavel in brandstof 50 ppm (of 50 mg per kg). Met zijn minder dan 10 delen zwavel per miljoen bevat BP Ultimate Ongelood 98 80% minder zwavel dan gewone brandstof en wordt geclassificeerd als zwavelvrij. Probleem de smering van de motor (synthetische brandstof toevoegingen) Door de veranderingen in de samenstelling van brandstof, met name het verminderen van zwavel, heeft een motor nu meer dan ooit de extra bescherming nodig die dit synthetisch middel kan geven. Door de vermindering van zwavel, verdwijnt ook de natuurlijke smerende werking van zwavel uit brandstof. Dit kan mogelijk problemen geven bij brandstof gerelateerde onderdelen zoals pompen, injectoren en afdichtingen. De eerste verschijnselen van bijvoorbeeld vastzittende injectoren als mogelijk gevolg van zwavelvrije brandstof zijn reeds bekend in Europa. De werking van dit synthetische middel houdt het brandstofsysteem schoon en houdt het vrij van koolstof deeltjes en voorkomt glazuuropbouw. Deze unieke synthetische zwavelvrije formule draagt ook bij aan een verbetering van uitlaatgassen en een zuiniger gebruik. Het is speciaal ontwikkeld voor het reinigen, smeren en beschermen van het brandstofsysteem en de cilinderkop. Het houdt de motorafdichtingen en O-ringen soepel en gesmeerd om zo scheuren en lekken te voorkomen. Dit synthetische middel bespaart u geld door een beter verbruik en heeft minder vervuilende uitlaatgassen. Het grote verschil tussen dit synthetisch middel en de meeste andere merken is de unieke samenstelling. Dit synthetisch middel vervangt zwavel zonder het milieu te belasten en is toe te passen op: • Auto’s en 4x4’s; • Agrarische, industriële en marine brandstof motoren. De mengverhouding van het additief bedraagt 1 liter op 1.000 liter brandstof. Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Emissiereductie Smering goed bij zwavelarme brandstof Voorkomt extra motorslijtage Beschermt tegen corrosie

Extra kosten Geen aanbod van zwavelarme diesel vanuit de industrie




Voordelen m.b.t. de katalysator Zwavelreductie heeft tevens een indirect effect op uitlaatgassen. De zwavel in brandstof vermindert de werking van de katalysator in uw auto of schip. Dit betekent dat deze na verloop van tijd niet meer in staat is de schadelijke uitlaatgassen van uw motor te reduceren. Daarom is zwavelvrij tevens goed voor uw katalysator. Bovendien verhindert zwavel het gebruik van geavanceerde nabehandelingen van uitlaatgassen. Aangezien deze middelen nog minder zwavel verdragen dan de katalysatoren, zoals die in de meeste moderne auto's voorkomen. In de toekomst zullen lagere zwavelniveaus de ontwikkeling en bredere toepassing van deze technologieën mogelijk maken en zo de uitstoot van schadelijke gassen verder terugdringen. 2.3.3

Smeerolie

De smeerolie is tevens een aandachtspunt voor de indirecte emissiereductie en vermindering van de milieuvervuiling. Dit kan door het analyseren van de olie, de viscositeit aan te passen en een filter te gebruiken. 2.3.3.1 Smeerolie analyse Technische beschrijving Het onderhoud dat aan een motor gepleegd wordt heeft zeer waarschijnlijk invloed op het rendement alsmede op de uitstoot. Om de onderhoudsintervallen zo optimaal mogelijk af te stemmen hebben zowel de motorleveranciers als de smeermiddelenleveranciers hiervoor een systeem bedacht. Zo worden er op gezette tijden monsters genomen van de olie in de motor en deze worden geanalyseerd. Aan de hand van deze oliemonster analyse wordt een advies uitgebracht over het te plegen onderhoud aan de motor. Voorwaarden Aan deze techniek zijn geen voorwaarden verbonden. De schipper kan in overeenstemming met de motorleverancier en de smeermiddelenleverancier deze techniek altijd laten uitvoeren. Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Onderhoud op gezette tijden Beter onderhoudsplan

Kosten analyses Tijdrovend

Conclusie Smeerolie analyse is een goede techniek ter ondersteuning van de emissiereductie. Dit omdat de techniek zelf geen emissies beperkt, maar wel een uitstekend hulpmiddel is om de emissiereductie te blijven waarborgen. 2.3.3.2 Smeerolie viscositeit Technische beschrijving De viscositeit van de olie in de motor is van groot belang. Wanneer de viscositeit van de olie te hoog is, zal de olie zich onvoldoende verspreiden, wat resulteert in onvoldoende smering. Wanneer de viscositeit echter te laag is,zal de olie het metaal op metaal contact van de bewegende delen niet kunnen voorkomen, wat ook tot gevolg heeft dat er te weinig gesmeerd wordt. De reguliere scheepsmotoren gebruiken meestal een 15W40 olie. Dit is een zogenaamde multigrade olie. Deze olie zal bij hogere temperaturen voldoen aan de viscositeitklasse 40 en in de winter aan de viscositeitklasse W15.



ENH01, Onderzoeksverslag Wanneer er nu een olie gebruikt wordt in scheepsmotoren met een lagere viscositeit, is de verwachting dat het brandstofverbruik afneemt. Dit omdat er dan een kleinere interne weerstand in de motor aanwezig is. Een te verwachten nadeel van een olie met een lagere viscositeit is dat de onderhoudsintervallen verkort worden. Total heeft momenteel voor de transportsector het €CO Concept. Dit concept heeft drie smeermiddelenprogramma’s: • Solution Classic; • Solution Advantage; • Solution Excellence. Dit concept claimt een brandstofbesparing van 1 liter diesel op 100 km. Voorwaarden Er moet nagegaan worden of de motorleverancier zijn garanties blijft geven, indien er een andere smeerolie wordt gebruikt als voorgeschreven. Tevens moet er meer controle plaats gaan vinden op de slijtage van onderdelen. Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Afname brandstofverbruik

Verkorte onderhoudsintervallen Extra slijtage bij dunnere olie

Conclusie Indien de schipper bereid is om een andere olie te gebruiken in zijn motor is dit een goede oplossing, welke het milieu spaart. Wel dient er meer naar de motor en zijn slijtage gekeken te worden. 2.3.3.3 Trabold filter Technische beschrijving Het Trabold filter is een bypass fijnfilter voor de de motorolie. Het filter wordt parallel aan het huidige filter gemonteerd en kan deeltjes van 1/10 micron filteren, bij een gemiddelde van 1 micron. Door deze fijnfiltering van de olie gaat deze vele malen langer mee. Voorwaarden Wanneer het Trabold filter geïnstalleerd gaat worden, is het raadzaam om gelijk olie te verversen. Dit omdat het filter dan niet eerst alle vervuilde olie dient te reinigen, wat de levensduur van het filter ten goede komt. Tevens is het raadzaam om de olie regelmatig te controleren op slijtage, om beschadigingen aan de motor te voorkomen. Het filterelement in het Trabold filter dient op gezette tijden ververst te worden. Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Kostendaling door verminderd olieverbruik (80 – 90%) Versneld onderhoud Minder brandstofverbruik bij goede oliereiniging

Geen

Conclusie Het Trabold filter is financieel aantrekkelijke oplossing. Alhoewel het niet direct de emissies bij het schip reduceert, is het weldegelijk beter voor het milieu.



ENH01, Onderzoeksverslag 2.3.4

Roetfilter

Technische beschrijving Er zijn verschillende typen roetfilters. De volgende soorten worden hierin onderscheiden: • Cycloonfilter; • Waterbadfilter; • Venturifilter; • Electrostatisch filter; • Vezel filter; • Keramisch monoliet gesinterd metaal filter. De afbeelding hiernaast geeft weer welke filters het meeste roet afvangen en de grote van de deeltjes die ze afvangen. Het cycloonfilter werkt door middel van een snel circulerende luchtstroming. In deze stroming worden de deeltjes met een middelpuntvliegende kracht naar de buitenkant geslingerd, waar zij worden afgevangen. De afbeelding hierboven geeft weer dat de cycloonfilter de grove deeltjes opvangt en de fijne deeltjes niet. De waterbadfilter werkt door middel van een waterbak waar de uitlaatgassen doorheen worden geleid. Het water neemt de stofdeeltjes op. Een elektrostatisch filter, ook wel E-filter of ESP (electostatic precipitator) genoemd, maakt gebruik van oplading van deeltjes. De deeltjes worden op de oplading-elektrode geladen en afgescheiden op de neerslag-elektrode. Hiervan kan opgevangen stof door kloppen of trillen worden verwijderd. De filters kunnen eentraps of tweetraps zijn uitgevoerd. Bij tweetraps vindt de oplading en de afvanging in aparte trappen plaats. Eerst worden de deeltjes opgeladen door een sproei-elektrode met hoge positieve lading – hierdoor is er weinig ozonvorming. Vervolgens worden de deeltjes afgevangen met een geaarde verzamelelektrode. Voor het kiezen van een roetfilter zijn er twee opties mogelijk. De eerste is een zelfregenererende roetfilter en de andere is een gewone roetfilter. Het kiezen van het juiste type roetfilter is afhankelijk van de tijd die de schipper voor onderhoud heeft. Voorwaarden Voor het kiezen van een roetfilter gelden de volgende randvoorwaarden: • Motorbelasting; • Gemiddelde brandstofverbruik; • Smeeroliekwaliteit; • Brandstofkwaliteit; • Uitlaatgassentemperatuur; • Ideale service interval (periode tussen asverwijdering); • Maximum toelaatbare tegendruk; • Beschikbare ruimte. Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Onafhankelijk van externe bronnen Ongevoelig voor brandstofstofkwaliteit Snelle regeneratie Eenvoudig in gebruik Gunstige aanschafprijs

Vaker verwijderen asresten Operationele kosten (additief)




Conclusie Het plaatsen van een roetfilter is voor de ms. Heber een goede en goedkope optie. Per schip zal dit echter maatwerk worden, omdat niet ieder schip dezelfde machinekamer en beschikbare ruimte heeft. 2.3.5

Oxidatie katalysatoren

Technische beschrijving De oxidatie katalysator zet langs chemische weg gevaarlijke gassen om in minder gevaarlijke. Om dit proces optimaal te laten verlopen zijn temperatuur en samenstelling van de gassen van groot belang. De hoge temperatuur wordt bereikt door de katalysator dicht bij de motor te plaatsen waar de uitlaatgassen het heetst zijn. De katalysator bestaat uit een roestvrijstalen behuizing met daarin een blok keramisch materiaal waarin duizenden kleine buisjes in de vorm van een honingraad zijn opgenomen. De wanden van deze buisjes zijn bekleed met edelmetaal zoals platina en rhodium. De hete uitlaatgassen worden door deze buisjes gevoerd. De edelmetalen veroorzaken een chemische reactie in de gassen waardoor ze van eigenschap veranderen. Zo wordt het giftige koolmonoxide (CO) omgezet in kooldioxide (CO2), onverbrande koolwaterstoffen (HC) in waterdamp (H2O) en kooldioxide (CO) en stikstofoxide in stikstof. Edelmetaal kan niet tegen lood en zwavel, omdat de scheepvaart vandaag de dag nog op diesel met zwavel vaart vormt dit een bedreiging voor de katalysator. Voorwaarden Om een katalysator te kunnen plaatsen moet er voldoende ruimte in het schip zijn. De brandstof kwaliteit moet goed zijn deze mag geen zwavel bevatten. Tevens moet de temperatuur van de uitlaatgassen hoog genoeg zijn om de katalysator te plaatsen, ook moet rekening worden gehouden met de maximum toelaatbare tegendruk. De prijs mag niet te hoog zijn, om de prijs van de katalysator in de hand te houden kan men nog afwegingen maken voor de keuzen van verschillende edelmetalen. Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Emissiereductie

Hoge aanschafkosten

Conclusie De katalysator is gemakkelijk toepasbaar in schepen door een geringe benodigde ruimte. Echter is de prijs van een katalysator te hoog om deze rendabel te maken. Er wordt niet verder ingegaan op deze techniek. 2.3.6

NOx-reducerende technieken

Technische beschrijving NOx ontstaat door: • oxidatie van de brandstof (thermische NOx); • een reactie in de verbranding (brandstof NOx); • reactie van brandstof met koolwaterstofradicalen (prompt NOx). Bij de eerste twee ontstaat veruit de meeste NOx. De derde is verwaarloosbaar klein en zal niet verder uitgewerkt worden. Bij nieuwbouw en retrofit worden er richtlijnen gesteld waaraan nieuwe scheepsmotoren moeten voldoen. Deze wordt beschreven in de CCR 2 en de Europese richtlijn 97/68/EG.



ENH01, Onderzoeksverslag Hieruit blijkt de binnenvaartnorm voor: retrofit: nieuwbouw:

< 3,0 g / kWh NOx < 2,0 g / kWh NOx

Aangezien dit richtlijnen zijn en niet blijkt dat de ms. Heber verplicht is aangepast te worden, zal de kostenoverweging zwaar meetellen. Om de NOx te reduceren kan er op drie plaatsen reductie plaats vinden. Er kan gekozen worden voor: • voorgeschakelde techniek; • motoraanpassingen; • nageschakelde technieken. Voorgeschakelde techniek De huidige, meest efficiënte voorgeschakelde techniek is waterinjectie. Hierbij wordt waternevel in de brandstof, turbolader of verbrandingskamer gespoten. Motoraanpassingen Door de verbrandingstemperatuur in de motor te laten dalen, wordt er een reductie gehaald worden in de uitstoot van NOx. Het gevolg hiervan is dat er meer brandstof verbruikt wordt en dat er meer roetdeeltjes aangemaakt worden. Eventuele aandachtspunten voor motoraanpassingen zijn: • het verlaten van het inspuitbegin; • de geringere inspuitspreiding; • de interne uitlaatgascirculatie door gewijzigde kleptiming; • de lagere temperatuur van inlaatlucht; • de externe uitlaatgascirculatie met koeling van de teruggevoerde uitlaatgassen. Er zal een afweging gemaakt moeten worden tussen: • de staat van de huidige motor en eventuele aanpassingskosten; • brandstofkosten; • filteren van roet (in welke mate dit nodig is bij een bepaalde temperatuur). Nageschakelde techniek De reductie kan worden teruggebracht door: • SCR (selective catalytic reduction); • SNCR (selective non-catalytic reduction). De SCR is op haar beurt weer te onderscheiden in het gebruik van de harnstof. Dit is bij de meest gebruikte methode ureum. Ook kan een reductant koolwaterstof gebruikt worden. In de praktijk kan met SCR tot 95% van de NOx-emissie teruggebracht worden. De levensduur van een gemiddelde SCR-katalysator is 24.000 uur. De keuze voor de harnstof wordt bepaald door: • het kostenplaatje; • de procestemperatuur. Vervangen van de motor Met het vervangen van de motor, zal er direct aan de gestelde normen CCR 2 en 97/68/EG voldaan kunnen worden. Aangezien de motor van de ms. Heber aan de oude kant is (1956), zal de afweging voor een nieuwe motor een puur financiële kwestie zijn. Met het oog op het totaalplaatje moet er antwoord gegeven worden op de vraag of eventuele motorwijzigingen het waard zijn om nog met deze motor door te varen of dat er beter gekozen kan worden voor een nieuwe motor. Zoals eerder is behandeld, zullen niet alle motoraanpassingen mogelijk zijn. Hierdoor komt aanschaf van een nieuwe motor dichterbij.




Voorwaarden Bij alle systemen geldt dat er gekeken moet worden naar de milieueisen, veiligheidseisen en de toepasbaarheid op de ms. Heber. Is er bijvoorbeeld de ruimte überhaupt aanwezig. Indien aan de gestelde richtlijnen wordt voldaan, komt men in aanmerking voor diverse subsidies. Vanuit de Europese Unie is er een potje beschikbaar dat de volgende kosten dekt: • in- en uitbouwkosten motor; • leidingwerk, elektra enz.; • emissiemetingen bij retrofit; • overige direct toe te rekenen kosten aan het plaatsen van een emissiearme dieselmotor of retrofitten. Hierbij is cumulatie met andere subsidieregelingen NIET toegestaan. De Nederlandse overheid biedt een aantal financiële regelingen. Deze zijn: • VERS (gaat ook door in 2007); • MIA / VAMIL; Voor beide komt de ms. Heber in aanmerking. Zowel bij retrofit als het plaatsen van een nieuwe motor. Per vermeden kilo NOx zal er € 1,22 geïnvesteerd moeten worden. Jaarlijks zal dit in de gehele binnenvaartvloot leiden tot een vermindering van 33 miljoen kg. Wat neerkomt op € 40,5 miljoen. De kosten voor installatie van een SCR hangen met name af van het vermogen van de motor. Voor de ms. Heber komt dit neer op € 60,- tot € 70,- per kW. De installatie van de SCR is aan de prijzige kant. Ook de kosten voor de aanschaf van harnstoffen kunnen enorm oplopen. Om de met: • • •

diverse technieken toe te kunnen passen dient er samengevat rekening gehouden te worden de praktische haalbaarheid; het kosten-batenplaatje; de wensen van de schipper.

Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

NOx-reductie

Kosten waterinjectie relatief hoog Geavanceerde technieken

Subsidies

Conclusie Een bezoek aan het schip zal de gevonden gegevens wederom doorselecteren om tot een oplossing te komen die praktisch en economische haalbaar is. Alle gevonden technieken om de NOx te reduceren zullen verder onderzocht worden.




Vaartechniek

Technische beschrijving Door de combinatie rompsnelheid en motorvermogen beter op elkaar af te stemmen, wordt er efficiënter met de motor omgegaan. Omdat de rompsnelheid ook afhangt van de stroomsnelheid en het waterpeil van een rivier, wordt er onderzocht wat deze waarden zijn en wat de invloed ervan is op het binnenvaartschip. Wanneer de motor efficiënter draait, scheelt het in brandstofverbruik en bevordert daarmee de emissiereductie indirect. Er wordt minder verbrandt en onnodig “weggegooid” dus die emissie kan er dus ook niet zijn. Als de motor beter draait, is dit ook minder belastend voor alle onderdelen van de motor. Dit betekent dus dat het onderhoud minder vaak uitgevoerd dient te worden. Omdat er gebruik wordt gemaakt van de huidige installatie, zonder toevoegingen, is er dus geen aanpassing aan de motor nodig. Deze aanpassing is meer een aanpassing van de schipper zelf, kosten zullen dan ook minimaal tot nihil zijn. Dit systeem kan worden toegepast bij elk binnenvaartschip en bij elke motor, ongeacht in welke staat deze zijn of welke brandstof wordt gebruikt Voorwaarden Dit systeem vereist geen aanpassingen en dus zijn er geen voorwaarden op dat gebied. De enige voorwaarden die er is, is dat de schipper bereid moet zijn om zijn vaartechniek aan te passen als dat nodig blijkt te zijn. Voor- en nadelen Voordelen

Nadelen

Brandstofbesparing Motorbelasting geoptimaliseerd

Schipper nieuwe vaartechniek aanleren

Conclusie Dit punt wordt nader onderzocht, omdat hier op een zeer goedkope manier winst in de emissiereductie te halen gerealiseerd kan worden. Er hoeven geen aanpassingen te worden gedaan dus het kan zeer gemakkelijk worden toegepast. De uitkomst van dit punt kan voor sommige schippers niet van toepassing zijn, omdat ze door hun eigen ervaring al een optimaal punt hebben opgezocht.




3.

Technieken toegepast op de ms. Heber

In dit hoofdstuk worden de in hoofdstuk twee uiteengezette technieken toegepast op de ms. Heber. Uit dit hoofdstuk wordt de overweging gemaakt wel of niet door te gaan met de technieken en blijkt of deze al dan niet toepasbaar zijn op de ms. Heber. In dit hoofdstuk wordt daarmee de tweede periode verslagen. Deze periode is ingeluid met feedback van de kant van de diverse deelnemende instellingen, waaronder de HRO, Pon Power en het IOD. 3.1

Feedback

Vanuit de industrie is er m.b.t. de ms. Heber met name om nader onderzoek gevraagd met betrekking tot de volgende technieken: • Vaartechniek; • Olie; • Roetfilter; • Cycloonfilter. Het onderzoek wordt over het algemeen als goed ervaring door de industrie. De begeleidend docent (dhr. Schermer) geeft de volgende aandachtspunten mee voor het vervolgonderzoek: • Onderbouw met cijfers; o Emissiereductie; o Financiën. • Onderhoud contact met de bedrijven voor het verkrijgen van informatie; • Onderzoek de volgende technieken: o Alternatieve brandstoffen; o Olie; o Roetfilter; o Waterinjectie. De technieken die in het vorige hoofdstuk zijn behandeld en niet door de industrie of begeleider opnieuw zijn aangekaart, worden niet verder uitgewerkt.

3.2

Vaartechniek

3.2.1

Algemeen

Gedurende het onderzoek en vergelijkingen met andere transportmiddelen is de link gelegd naar campagnes van de Nederlandse overheid: “80km/h in zijn vijf” en “schakelen bij 2500 toeren”. Bij deze campagnes draait het om hetzelfde principe als in het onderzoek naar de efficiënte vaartechniek: het terugbrengen van de emissiereductie door verlaging van toerentallen. Door de verhouding rompsnelheid, waterweerstand en motorvermogen beter op elkaar af te stemmen, wordt er efficiënter met de motor omgegaan. Hierbij is er niet alleen gekeken naar een verlaging in het brandstofverbruik, maar ook naar de belasting op de motor zodat onderhoud minder vaak hoeft plaats te vinden. Omdat de rompsnelheid ook afhangt van de stroomsnelheid en het waterpeil van een rivier, is er onderzocht wat deze waarden zijn en wat de invloed ervan is op het binnenvaartschip. 3.2.2

Hydrodynamica

De hoofdmotor van een binnenvaartschip moet krachtig genoeg zijn om de weerstand die het schip heeft in het water te overkomen. Het heeft daar bijkomend geen zin om een overgedimensioneerde motor te installeren. Het schip zal namelijk nooit sneller varen dan de berekende rompsnelheid.



ENH01, Onderzoeksverslag Bij pleziervaartuigen kan dit echter wel, want deze zijn licht genoeg om zichzelf uit het water te tillen, ze gaan dan in plané. De romp wordt uit het water getild en de weerstand neemt drastisch af, waardoor de snelheid vele malen hoger kan worden. Bij binnenvaartschepen is dit niet mogelijk, ze zijn te zwaar en varen te langzaam om in plané te komen.

Als de rompsnelheid van een schip bekend is, kan daarmee de waterweerstand berekend worden. Samen met de eigenschappen van de scheepschroef is dat om te rekenen naar het motortoerental, zodat er geen extra energie wordt verbruikt wanneer dit geen winst in snelheid oplevert. Omdat de motor ervoor zorgt dat het schip door het water beweegt, is het logisch dat het water een grote invloed heeft op de belasting op de motor. In de uitwerking van dit systeem is dus ook rekening gehouden met de stroming van de rivieren waarop de boot komt te varen. Het schip vaart voornamelijk op de Rijn. Het onderzoek richt zich daarom op de Rijnvaart van de ms. Heber. 3.2.3

Uitkomsten

Voor dit systeem zijn er geen aanpassingen aan de romp en de motor nodig. Er is uitgegaan van de bestaande middelen, zodat zonder aanpassingen het schip op een zeer eenvoudige en snellere manier schoner gemaakt kan worden. Er zijn daarom geen technische randvoorwaarden voor deze techniek. Wél geldt de voorwaarde dat de schipper bereid moet zijn om zijn vaartechniek aan te passen als dat nodig blijkt te zijn. Dit systeem kan worden toegepast bij elk binnenvaartschip en bij elke motor, ongeacht in welke staat deze zijn of welke brandstof wordt gebruikt. Voor de optimalisatie van de vaartechniek t.o.v. de emissiereductie, is er onafhankelijk te werk gegaan. Er is van uitgegaan dat er met de bestaande situatie gewerkt kan worden. Aan de hand van de gegevens van het schip, is er een sjabloon opgesteld voor de berekening van de hydrodynamische weerstand. Deze is gemaakt met apart van elkaar de voorwaarden: meestroom, stilstaand water & tegenstroom en beladen of vol.



ENH01, Onderzoeksverslag Brandstof De besparing van deze toepassing is het minder verbranden van brandstof. Hiermee wordt dus, door logisch te redeneren, automatisch minder uitstoot gecreëerd. De schipper vaart nu met een toerental van ongeveer 1000 [toeren/min], hiermee bereikt hij een snelheid op stilstaand water van 9,5 [km/h] en een brandstofverbruik van 18,8 [l/h] gemiddeld over een jaar. Uit berekening blijkt dat de hydrodynamische weerstand 13,93 [kN] is, blijft de schipper met dezelfde snelheid doorvaren kan het toerental 957 [toeren/min] worden. De berekeningen zijn in de bijlagen opgenomen. Efficiëntie Bij efficiënt gebruik van de motor worden zowel het brandstofverbruik als de emissie verminderd. Als de motor beter draait, is dit ook minder belastend voor alle onderdelen van de motor. Dit betekent dus dat onderhoud minder vaak plaats hoeft te vinden. Ook het verversen van de olie kan langer worden uitgesteld. De motor wordt immers minder belast. Kosten Bij een lager toerental wordt minder brandstof gebruikt, hierdoor is vast te stellen wat de kostenbesparing zal zijn bij een lager toerental. In het huidig gebruik wordt op jaarbasis 25.380 liter gasolie per jaar ingekocht. Bij het omlaag brengen van het toerental naar 957 rpm zal het gasolieverbruik dalen naar 23.984 liter. De te realiseren brandstofbesparing bedraagt hiermee 6%. Dit komt neer op een kostenbesparing van € 1.395,90 op jaarbasis. Voor een gedetailleerdere uitwerking treft u in bijlage 4 de informatie aan.

3.3

Alternatieve brandstoffen

3.3.1

Huidige brandstof

Gasolie is dé brandstof voor motoren van landbouwmachines, tractoren, wegenbouwmachines, etc. Gasolie is echter een relatief vervuilende brandstof. Als het gaat om de uitstoot van koolmonoxide (CO), kooldioxide (CO2), koolwaterstoffen (HC), stikstofoxiden (NOx) of roetdeeltjes presteert deze brandstof aanzienlijk minder dan alternatieve brandstoffen als PPO, aardgas, bio-ethanol of biodiesel. De gasolie heeft een hoger zwavelgehalte (0,17% nu en 0,1% in 2008) dan dieselolie die het wegvervoer gebruikt (0,005% nu en 0,001% in 2009). Daardoor zijn de nieuwste motoren in het wegvervoer voorlopig in staat een lagere uitstoot aan SO2, SO3 en SO4 te realiseren dan nieuwe binnenvaartmotoren. Het is dan ook aan te raden in de binnenvaart een zwavelarme brandstof te gaan gebruiken. Dit ligt alleen niet zo eenvoudig. De hoeveelheid zwavel in brandstof is bepaald in een Europese richtlijn. Hierin is zowel het zwavelgehalte van stookolie voor de zeevaart, als voor de in de binnenvaart gebruikte gasolie vastgelegd. De stookolie bevat veel meer zwavel dan gasolie (1 tot 4,5%). Daarmee is de levering van zwavelarme gasolie in de binnenvaart afhankelijk van het tempo van ontzwaveling van stookolie. Dat kan wel tot na 2010 duren. 3.3.2

Opties alternatieve brandstoffen

Deze paragraaf stelt een aantal emissiereducerende brandstoffen voor die zowel financieel en technisch haalbaar zijn. Het struikelblok dat er bij voorbaat is, omvat de verkrijgbaarheid van nieuwe, alternatieve brandstoffen.




Bio-ethanol De meest gebruikte biobrandstof wereldwijd is bio-ethanol,. Deze kan benzine vervangen. Bio-ethanol ontstaat door het vergisten van suikerriet (Brazilië), maïs (Verenigde Staten) of andere plantaardige grondstoffen. In Europa is ethanol tot nu toe in benzine bijgemengd in de vorm van ETBE (Ethyl Tertiair Butyl Ether), dat ongeveer 50 procent bio-ethanol bevat. Bij een bijmenging van 5 procent ETBE in benzine, zoals bijvoorbeeld in Frankrijk gebeurt, is het aandeel biobrandstof dus beperkt tot zo'n 2,5 procent. Het is de verwachting dat in 2006 het eerste Nederlandse tankstation met bioethanol geopend wordt. Biodiesel Biodiesel is een mengsel van diesel uit aardolie met plantaardige of dierlijke olie. Er zijn verschillende mengverhoudingen mogelijk. B20 bestaat bijvoorbeeld voor 20% uit plantaardige olie en voor 80% uit aardoliediesel. Een bijzonder geval is B100. Dit is een pure plantaardige olie, ook wel PPO genoemd. Voor biodiesel wordt de samenstelling van de plantaardige olie chemisch veranderd. In biodiesel zijn namelijk dikmakende vetten als glycerine die uit de olie worden gehaald en worden ontbrandingsstoffen (methanol) toegevoegd om het octaangehalte te verhogen (dan brandt het beter; men zegt: de viscositeit is niet zo temperatuurafhankelijk). De ontbrandingseigenschappen zijn vergelijkbaar met die van minerale diesel. Het belangrijkste milieuvoordeel van biodiesel is dat de grondstof (PPO) biologisch afbreekbaar is, niet giftig is en geen zwavel en aromaten bevat. Bij verbranding komt veel minder zwaveloxide en koolstofmonoxide vrij dan bij gewone brandstoffen. Nadeel is dat de verbranding van deze brandstof meer stikstofoxiden doet ontstaan. Deze dragen bij aan de vorming van ozon. De belangrijkste drijfveer voor het gebruik van biodiesel is de neutralisering van de CO2-uitstoot. PPO De grondstof, PPO (Puur Plantaardige Olie), kan in veel motoren gebruikt worden. Puur gebruik vereist aanpassingen aan het brandstofsysteem. Zo worden er andere verstuivers gemonteerd (in sommige gevallen zelfs een andere inspuitpomp) en wordt het inspuitmoment gewijzigd. In de meeste gevallen wordt er gebruik gemaakt van een z.g. 2-tanksysteem in combinatie met brandstofverwarming om de viscositeit van de PPO te verlagen, zodat de originele verstuivers en inspuitpomp gehandhaafd blijven (die immers ontworpen waren voor diesel). Er wordt dan gestart op diesel en als de motor op bedrijfstemperatuur is, wordt er overgeschakeld op PPO. De warmte van de motor wordt benut om de PPO te verwarmen, waardoor deze dunner wordt. PPO is namelijk dikker, stroperiger dan diesel en wordt daarom met een koude motor minder goed verbrand. Op bedrijfstemperatuur is de verbranding van PPO goed. De Elsbett-motor, een motor die speciaal voor het gebruik van PPO is ontwikkeld, is in ons land onder meer toegepast in de veegwagens van de gemeente Venlo. Deze rijden op koudgeperste koolzaadolie. Het aantal PPO-tankstations in Nederland is op dit moment nog zeer beperkt. 3.3.3

Zwavelvrije brandstof

Achtergrond De laatste jaren wordt er gefaseerd minder zwavel toegevoegd aan diesel. Het terugbrengen van het smeermiddel (zwavel) in diesel kan gevolgen hebben voor oudere voertuigen in de smering. Dit is van essentieel belang voor de onderdelen van het brandstofsysteem zoals injectoren & brandstofpompen. Tevens heeft dit gevolgen voor de afdichtingen Dit kan resulteren in krimpen of uitzetten van sommige motorafdichtingen & O-ringen. Gasolie die voor de binnenvaart gebruikt wordt, heeft een zwavel inhoud van 200 ppm (parts per million). Volgens overheidsvoorschriften is inmiddels Zwavel Arme Diesel (Low Sulfur Diesel) geïntroduceerd met een zwavel inhoud van 500 ppm. Met de aanstaande introductie van de Euro 5 norm mag er nog maar maximaal 10 ppm in diesel (zwavelvrij of ULSD) geleverd worden. Het terugbrengen van zwavel is een mondiale actie om door middel van het gebruik van schonere diesel producten de schadelijke uitstoot terug te brengen. Deze waarden gelden echter voorlopig alleen voor het wegvervoer.



ENH01, Onderzoeksverslag Zwavel gedraagt zich in de motor als een smeermiddel en verbrandt niet tijdens het verbrandingsproces. Het komt in de atmosfeer als zwaveldioxide en kan zure regen veroorzaken. Voor motoren slijtage ondervinden van zwavelvrije diesel kunnen zijn synthetische additieven ontwikkeld. Werking Deze additieven zijn speciaal ontwikkeld voor het reinigen, smeren en beschermen van diesel brandstofsystemen (injectoren, pompen, etc.) en cilinderkoppen. Ook helpen ze de motor afdichtingen en O-ringen soepel en gesmeerd te houden om zo scheurtjes en lekkages te voorkomen. Door het combineren van synthetische oliebasis & additieven kan geld bespaard worden (door een verbeterd brandstofverbruik) en kan bijgedragen worden aan een beter milieu (door verminderde schadelijke uitstoot van dieselmotoren). Het grootste verschil tussen synthetische additieven en andere additieven, is de unieke synthetische samenstelling. Zo zijn er merken die nog steeds gebruik maken van ouderwetse technologieën, waarin men in feite nog meer zwavel toevoegt dan wanneer men de vroegere zwavel houdende diesel zou tanken. Er zijn duidelijke en meetbare voordelen bij het gebruik van synthetische additieven. Namelijk: de motor draait soepeler, geruislozer en heeft een langere technische levensduur, dus lagere onderhoudskosten. Gebruik Additieven kunnen voor of na elke tankbeurt worden toegevoegd in de brandstoftank met een verhouding van 50ml per 50 liter diesel brandstof. Voor de beste resultaten voegt u ze bij elke tankbeurt toe. Testresultaten Flashlube Diesel Conditioner is een kwalitatief hoogwaardig product dat, dankzij het gebruik van de laatste technologische ontwikkelingen op synthetisch gebied, wordt beschouwd als één van de beste dieselbrandstof additieven op de markt. De volgende testresultaten zijn gebaseerd op uitslagen gebruik makend van Flashlube Diesel Conditioner als additief. Uitlaatgas verbetering De onderstaande grafiek toont de reductie percentage van emissie in de uitlaat van diesel met Flashlube Diesel Conditioner als toevoeging vergeleken met standaard diesel.




Brandstofverbruik Deze grafiek laat de verbruiksresultaten zien na een testperiode van 12 maanden van een vloot Cummins diesel motoren. De helft van de motoren gebruikte alleen diesel en de andere helft gebruikte diesel met Flashlube Diesel Conditioner.

Aan het einde van de test waren de injectoren van de met Flashlube behandelde motoren 44% schoner. Ook hadden deze motoren meer vermogen en een lager brandstofverbruik.




Financiële analyse

Het doel van dit project is het reduceren van de emissie in de binnenvaart. Dit is alleen mogelijk wanneer dit voor de schippers financieel haalbaar is. De schipper waar de projectgroep op bezoek is geweest is een zelfstandig ondernemer. Het is dan ook van belang het prijsniveau van de alternatieve brandstoffen goed in kaart te brengen. Om een goed beeld te krijgen van het prijsverschil van de alternatieve brandstoffen, worden de losten op jaarbasis in kaart gebracht. Het bepalen van de brandstofkosten op lange termijn is slechts indicatief. De brandstofkosten zijn immers sterk afhankelijk van de olieprijs, daar komt bij dat de accijns verandert en ook per land verschillen. Het is daarom niet haalbaar een accuraat beeld te scheppen over de toekomstige prijzen, wel zal het noodzakelijk zijn de overheid en de EU duidelijke regels opstellen en subsidies toe gaan kennen. Aannames die hierin gedaan zijn: • Prijzen op basis van de Nederlandse markt; • Prijzen per 13-12-2006. Brandstof kosten Totale kosten PPO (incl. accijns)[€] €0,80/liter

€ 900.000,00 € 800.000,00

Totale kosten gasolie[€] €0,60 /liter

Kosten in Euro's

€ 700.000,00 € 600.000,00

Totale kosten Biodiesel 30% (incl. accijns)[€] €1,40 /liter

€ 500.000,00 € 400.000,00

Totale kosten Biodiesel 30 %(Duistland)[€] €1,04 /liter

€ 300.000,00 € 200.000,00

Totale kosten Bio ethanol [€] €0,80 /liter

€ 100.000,00

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

€Zw avelvrije gasolie[€] €0,675 /liter

Vaar jaren

De bijbehorende tabel is in bijlage 5 terug te vinden Zoals de bovenstaande grafiek laat zien, is gasolie voorlopig de goedkoopste brandstof, wanneer er een nieuwe motor zou worden aangeschaft zou het nog steeds, het meest aantrekkelijk zijn om die op gasolie te laten varen, die motoren zijn natuurlijk wel veel schoner en voldoen aan de toekomstige Europese normen.




Milieutechnische analyse

De emissiegegevens van gasolie zijn vergelijkbaar met die van diesel. Omdat scheepsdiesels over het algemeen bij lagere toerentallen en hogere compressie werken, is de ontbrandingsvertraging, die bij een lager cetaangetal (van gasolie t.o.v. diesel) hoort, geen bezwaar. De kwaliteit van diesel wordt in de scheepvaart aangegeven met HFO (Heavy Fuel Oil) of MDO (Marine Diesel Oil). Vooral de dichtheid van deze brandstoffen heeft een invloed op de prijs. De uitstoot per liter brandstof: Diesel

PPO in vergelijking met dieselolie

Biodiesel in vergelijking met dieselolie

Bio ethanol in vergelijking met dieselolie

988,9 gr/uur

Minus 50%

Minus 30%

Lager

2,6 kg/l

Minus 100% (CO2 neutraal)

Gelijk minder diesel

Minus 100% (CO2 neutraal)

Gelijk

Koolwaterstoff en (HC)

1,4 gr/l

Minus 40%

Minus 50%

Hoger dan Diesel lager dan benzine.

Minus 16,7%

Stikstofoxide (NOx)

35 gr/l

Gelijk of minder dan diesel


Minus 100% (NOx neutraal)

Minus 1,7%

Roetdeeltjes

318,6 gr/uur

Minus 50% (niet kankerverwekk end en snel afbreekbaar)

Minus 50 %

Minus 100% (Geen roet uitstoot neutral)

Minus 11,1%

Zwaveldioxide en sulfaten

2000 ppm is gelijk aan 1,7 gr/l (gebaseerd op de dichtheid van gasolie)

Minus 10% (PPO bevat geen zwavel)


Niet bekend.

500 ppm is gelijk aan 0,42 gr/l.

Koolmonoxide (CO) Kooldioxide (CO2)

of dan

of dan

of dan

Zwavelvrije diesel met additieven in vergelijking met dieselolie Minus 19,8%

Bij toepassing van alcoholen in dieselmotoren moet gebruik worden gemaakt van pilotinjectie, toevoegingen van ontstekingsversnellers of ombouw tot vonkontstekingsmotor. Bij omgebouwde dieselmotoren is het energiegebruik ongeveer vergelijkbaar met het oorspronkelijke verbruik. Nadeel van alcoholen is de lagere energie-inhoud (voor methanol 48% van benzine, voor ethanol 65%). Bij gelijkblijvende tankinhoud betekent dit een sterk verminderde actieradius.



ENH01, Onderzoeksverslag Uitstoot per jaar op basis van 28.200 liter brandstof:

Gasolie/Diesel PPO Biodiesel (mengsel 30%) Bio ethanol Zwavelvrije diesel met additieven

CO2 [kg] * 1.000

NOx [kg]

CO [kg]

Roetdeeltjes [kg]

HC [kg]

73.6 0 73.6

993 993 993

1453,35 726,68 1017,35

477,9 238,95 238,95

40 24 20

SO2, SO3 en SO4 [kg] 48 48

0 73.6

0 976

1453,35 1165,59

0 424,85

40+ 33

12

De waardes in de bovenstaande tabbel zijn richtwaardes om een indicatie te geven. De uitstoot is sterk afhankelijk van de kwaliteit van het brandstof en de exacte waarden kunnen alleen door metingen bepaald worden. 3.3.6

Randvoorwaarden

PPO Om voertuigen op PPO te laten rijden moet er een ombouwset ingebouwd worden. De reden hiervoor is doordat PPO stroperiger is dan diesel, hierdoor zal de motor moeilijkheden hebben met het starten met een koude motor. Er zijn twee soorten ombouwsets, met één of met twee tanken. Beide systemen werken met een warmtewisselaar, filters en extra kleppen. Het systeem met één tank maakt gebruik van andere gloeistiften en verstuivers. De PPO wordt, voordat deze naar de motor gaat, verhit zodat deze dunner en minder stroperig wordt. Het systeem werkt in de zomer goed maar in de winter moet er wel diesel worden bijgetankt. Tevens kan het systeem ook op gewone diesel werken. Het systeem met twee tanken heeft een extra tank met eigen brandstofpomp en aansluitslangen. Dit systeem wordt gestart op gewone diesel en als de motor warm genoeg is kan worden overgeschakeld op PPO, als een voertuig wordt stilgezet moet je eerst overschakelen op gewone diesel, dit om startproblemen te voorkomen. In principe zijn alle dieselmotoren geschikt om op PPO te rijden, alleen voor sommige systemen is het beter dan voor de andere. Zo kan het worden toegepast in systemen met indirecte inspuiting, directe inspuiting (TDI), directe inspuiting met verstuivers (PDI) en Common Rail injectie (CDI, HDI). In motoren met een roterende brandstofpomp kan PPO niet worden toegepast. Dit komt omdat het systeemopbouw niet geschikt is voor PPO. Biodiesel Het voordeel van biodiesel ten opzichte van PPO is dat de viscositeit ervan goed overeenkomt met die van huidige diesel. Daardoor kunnen de meeste motoren er zonder aanpassingen op lopen. Voor permanent biodieselgebruik moeten echter de brandstofleidingen en pakkingen van een materiaal zijn dat zich niet laat aantasten door methanol. Dit vraagt in veel gevallen om aanpassing. Ethanol Ethanol is een goed, milieuvriendelijk alternatief voor een brandstof. Alleen is de toepassing ervan in de scheepvaart niet mogelijk omdat het op de zelfde manier wordt ontbrand als benzine dus is een benzineverbrandingsmotor nodig. Zwavelvrije brandstof Alle huidige dieselmotoren kunnen op zwavelvrije diesel draaien mits er smerende additieven zijn toegevoegd. Er zijn verder geen voorwaarden voor het gebruik van dit alternatief.




Conclusie

Als er alleen naar milieu gekeken wordt, zal de keuze al snel uitgaan naar bio-ethanol of PPO. Maar voor de schippers zijn kosten doorslaggevender dan milieutechnische aspecten. Als gevolg hiervan zal een schipper altijd voor gasolie kiezen, tenzij de maximale uitstoot in de wet vastgesteld wordt. In dit geval is zwavelvrij brandstof een goede tussenoptie. Door gebruik van zwavelvrije brandstof met toevoeging van smerende additieven, wordt de uitstoot van bepaalde schadelijke stoffen in vergelijking met gasolie verlaagd, terwijl de kosten in vergelijking met andere alternatieve brandstoffen relatief laag zullen blijven. Door gebruik van alternatieve brandstoffen zullen de kosten gemiddeld 32% stijgen. De enige manier om dit voor de binnenvaart haalbaar te maken is door subsidies voor gebruik van alternatieve brandstoffen in te voeren of door deze brandstoffen accijnsvrij te maken. In dit geval zal de voorkeur uitgaan naar PPO. Ethanol valt af doordat er te veel aanpassingen uitgevoerd moeten worden. Bij het toepassen van PPO als scheepsbrandstof is het belangrijk dat het goed verkrijgbaar voor schepen is. Voor de ms. Heber is het voorlopig geen alternatief daar de kosten verhoogd worden, zonder dat deze terugverdiend kunnen worden. Bij het aanbieden van zwavelvrije brandstoffen zal bij de ms. Heber een additief als Flashlube Diesel Conditioner toegevoegd moeten worden. 3.4

Roetfilter

3.4.1

Algemeen

Het overgrote merendeel van het fijnstof is onzichtbaar en niet waar te nemen. Het roet dat we wel waar kunnen nemen is maar een heel klein gedeelte van hetgeen dat er is. Het merendeel van de roetdeeltjes is kleiner dan 20 micron. Met het blote oog zijn stofdeeltjes tot 20 micron te zien (ter vergelijking een menselijk haar is ca 70 micron dik). Dit zorgt regelmatig voor een verkeerde inschatting rond het gevaar van uitlaatgassen. Onze maatschappij pretendeert "schone" dieselmotoren. Hierbij is 90% van de uitlaatgasstofdeeltjes kleiner dan 1 micron. Een moderne dieselmotor produceert 15 tot 35 maal meer fijne stofdeeltjes. Omdat het menselijk lichaam in staat is om het zichtbare roet door middel van trilhaartjes en slijmvliezen uit de lucht te filteren, is dit niet het grootste probleem. Het zijn de fijne roetdeeltjes die diep doordringen in onze longen en zich daar vastzetten op de longblaasjes. Dit heeft zowel op korte als lange termijn gevolgen voor onze volksgezondheid. • Op korte termijn ontstaan acute ademhalingsproblemen, verminderde longfunctie, chronische bronchitis, astma en diverse andere kwalen • Op lange termijn ontstaan: chronische longaandoeningen, problemen met hart en bloedvaten, verhoogd risico op kanker en diverse andere ziekten. Vooralsnog is dit niet het enige probleem dat in Nederland met het roet ofwel fijnstof ontstaan is. Vele gebouwen in de grote steden van ons land zijn vervuilt door het roet. Ook rijksmonumenten lijden hieronder. Dit kost de overheid per jaar vele miljoenen om deze gebouwen weer schoon en toonbaar te maken.




In de figuur hiernaast is te zien dat de concentratie fijnstof boven Nederland schikbarend hoog is. Vrijwel de gehele Nederlandse bevolking wordt dagelijks blootgesteld aan een vele malen te hoge concentratie fijnstof in de lucht. Ook heeft Nederland de hoogste concentratie fijnstof in de lucht in vergelijking met de rest van Europa. Dit komt doordat Nederland dichtbevolkt is en tussen grote industrieën in licht. Voorbeelden hiervan zijn de eigen Rotterdamse haven, die van Antwerpen en het Ruhrgebied. In de onderstaande figuur is te zien dat in het dichtbevolkte Nederland het transport het grootste deel van de uitstoot voor zijn rekening neemt. Onder de transport wordt al het vervoer over weg water en rails verstaan. Op een goede tweede plek staat de industrie.

3.4.2

Randvoorwaarden keuze filter

Om een roetfilter te plaatsen en te dimensioneren moeten met een aantal aspecten rekening worden gehouden. Deze aspecten zijn in hoofdstuk 2.3.4 opgesomd en worden hier verder toegelicht. Tegendruk Voor het bepalen van de juiste roetfilter is de tegendruk die de motor aan kan van groot belang. Het schip heeft het voordeel dat deze over een oude motor beschikt. Dit omdat oudere typen motoren over het algemeen meer tegendruk aankunnen dan de huidige motoren. De tegendruk van de Caterpillar D342 bedraagt 8,47 kPa. Emitech heeft bij het keuze van het filter de waarden van de tegendruk meegenomen. Bij het bezoek aan het schip bleek dat de motor een turbo heeft, terwijl de motor volgens van de gegevens van Pon Power geen turbo bevat.



ENH01, Onderzoeksverslag Brandstof kwaliteit Om de meeste roetfilters goed te laten werken, mag er geen zwavel in de brandstof aanwezig zijn. Door zwavel in de brandstof raakt het filter eerder verstopt en het tast de metalen gedeelte aan. Het filter zal dan ook slechter regenereren. Gemiddelde brandstofverbruik Het gemiddelde brandstof verbruik van de motor is 18,8 liter per uur. De keuze van het filter en de dimensies zijn hier sterk afhankelijk van. Want des te meer brandstof er per uur wordt verstookt des te meer uitlaatgas krijgt het filter te verwerken, des te groter het filter moet zijn. Uitlaatgastemperatuur Een belangrijke randvoorwaarde van de motor is de uitlaatgastemperatuur. Indien deze te laag zal het filter verstoppen doordat deze het roet niet verbrandt. De uitlaattemperatuur is 510 gr. C. Dimensies De dimensies spelen ook een belangrijke rol. Als er te weinig ruimte aan boord van het schip is, kan het roetfilter niet worden geplaatst. Om er achter te komen of er genoeg ruimte aan boord van het schip was hebben een bezoek aan de ms. Heber gebracht. Er bleek ruimschoots voldoende ruimte te zijn voor het plaatsen van diverse uitlaatsystemen. Door een bezoek aan Emitech is een beeld verkregen van de grote van de roetfilters. Ideale service interval De keuze van het roetfilter hangt tevens af van de onderhoudsintervallen die de schipper wenst. Dhr. Plage geeft aan zoveel mogelijk onderhoud zelf te willen uitvoeren. Het ideale service interval van het filter dat gekozen moet worden is sterk afhankelijk van het aantal draaiuren van de motor. Ook het vaak opstarten en afzetten van de motor dragen eraan bij dat de schipper het filter eerder schoon zou moeten maken. Dit omdat bij het opstarten van de motor van het schip nog koud is. Voor de brandstof is de temperatuur dan te laag om goed te verbranden. Hierdoor ontstaat meer roet en zal het filter sneller vol zitten. Maar vooralsnog wegen de bovenstaande overwegingen, voor de schipper niet zwaar mee in het keuze van het type filter. Het zal de schipper vooral interesseren wat de kostprijs van het filter is. 3.4.3

Keramisch monoliet filter

Er is gekozen om verder onderzoek te verrichten naar een keramische monoliet filter. Dit omdat het filter heel fijne deeltjes tegenhoudt, welke het schadelijkst voor de gezondheid zijn. Dit type filter is gemaakt van het keramiek. Het grote voordeel van dit materiaal is dat het opnieuw gebruikt kan worden en keramiek is de meest gebruikte materiaal voor roetfilters. De materialen de worden gebruikt bij het produceren van keramische monoliet filter zijn: • Cordierite; • Silicium Carbid (SiC). Het materiaal wordt gekozen aan de hand van de volgende eigenschappen: • Celdichtheid; • Poriegrootte; • Porositeit.



ENH01, Onderzoeksverslag De hierboven genoemde eigenschappen hebben een membraanwerking. Hieronder verstaat men dat de filters wel lucht doorlatend zijn, daarentegen het roet afvangen. De verbrandingsgassen uit de motor worden door de poreuze wanden van het filter geleid. De gassen hebben hierbij vrije doorgang en het roet wordt afgevangen tegen de wanden van het filterkanaal. Nadat de motor een aantal uur gedraaid heeft, raakt het filter vol met roet en moet het worden schoongemaakt. Na ettelijke draaiuren zal het filter vol met roet gaan zitten. Het filter zal dan moeten worden schoongemaakt, om het filter schoon te maken dient het roet te worden verbrand. Dit proces noemt men regeneratie. Na de regeneratie kan het filter weer worden gebruikt. Binnen het keramische monoliet filter zijn er verschillende regeneratiemethodes te onderscheiden: • Actieve regeneratie: menselijke actie is vereist om het proces te starten/onderhouden • Passieve regeneratie: het proces wordt automatisch gestart en onderhouden • Passief/Actief regeneratie: het proces start automatisch maar indien nodig kan men bijsturen In bijlage 6 worden verschillende regeneratiemethodes toegelicht en aangegeven voor welke typen filters deze gelden. Het gevaar van het niet of te laat regenereren is dat het filter vol gaat zitten en geen uitlaatgassen meer door kan laten. Dit kan ernstige gevolgen voor de motor hebben. Deze kunnen zo ernstig zijn dat de motor vastloopt en moet worden vervangen. Het bovengenoemde geldt niet voor de halfopen filters. Met deze filters kan men doorvaren als de filterstructuren vol zitten met roet. De uitlaatgas zal dan door de nauwere wegen het filter verlaten zonder dat het gereinigd wordt. Benodigde Additief bij zelfregenererende filters De gebruiksvriendelijkheid van een roetfilter is direct gekoppeld aan de regeneratiemethode. Een moderne methode om het roetfilter te regenereren is met behulp van additieven. Het additief is een mengsel van koolwaterstoffen die als bindmiddel functioneren en één of meerdere fijn gemalen en geconditioneerde metalen. Het additief wordt met de brandstof gemengd en wordt meegenomen in het verbrandingsproces. Resten van het additief zijn terug te vinden in het roet als integraal deel van de roetdeeltjes. De belangrijkste eigenschap van deze resten is het aantrekken van zuurstof die dan het regeneratieproces op gang brengt en onderhoudt. Het additief kan met de brandstof gemengd worden tijdens iedere tankbeurt of kan worden gedoseerd in het brandstofsysteem. Omdat meestal een zeer geringe hoeveelheid benodigd is, in de orde van enkele ppm, verdient de methode van doseren de aanbeveling. De meest geavanceerde systemen maken gebruik van een elektronische controle-eenheid om het additief in de toevoerleiding van het brandstofsysteem nauwkeurig te doseren. De functie van de controller omvat, naast het aansturen van de doseerpomp, het signaleren van een laag additiefniveau in de voorraadtank en/of een te hoge uitlaattegendruk.




EmiGreen CST-X

Het door Emitech aangedragen type kan op alle dieselmotoren worden toegepast. Het betreft de: EmiGreen CST-X. Dit type roetfilter is voor de ms. Heber tevens aan te bevelen. Werking De EmiGreen CST-X bestaat uit een tweetrap roetfilter en een speciaal geladen katalysator. De eerste trap filtert grote stofdeeltjes met een zeer hoog rendement. De tweede trap vangt de fijnere stofdeeltjes af. De speciaal toegepaste katalytische laag zorgt dat de opgevangen deeltjes worden verbrand. Dit zelfs bij lage temperaturen, zodat de giftige koolwaterstoffen en het koolmonoxide effectief worden verminderd. De fijne filtertrap bestaat uit een metaal doorstoomtype element, samengesteld uit een dunne vlakke plaat en een laag gesinterd metaal. Wanneer de uitlaatgassen de nauwe kanalen van het element passeren, worden de deeltjes versneld en afgezet op de poreuze laag van gesinterd metaal. Als de temperatuur de 250-300°C bereikt, dit afhankelijk van de brandstofkwaliteit, komt het verbrandingsproces van het opgevangen roet op gang. Het systeem is zodanig ontworpen, dat iedere trap een belastingvermindering levert voor de daaropvolgende component. Doordat het ontwerp op elkaar afgestemde open structuren gebruikt, zal het systeem nooit verstopt raken en daardoor geen hoge tegendruk veroorzaken. De behuizing van de componenten is zodanig ontworpen dat een hoge geluidsreductie wordt gewaarborgd. Kenmerken • Ruimte besparend (veelal in de plaats van de bestaande demper); • Passief systeem (verbruikt geen energie of additieven); • Storingsvrij (geen bewegende delen en/of elektronica); • Ongevoelig voor brandstofkwaliteit; • Mechanisch robuust (RVS behuizing); • Minimum aan onderhoud; • Totale emissie reductie; • Geschikt voor gebruik in explosie gevaarlijk omgeving; • Eenvoudige installatie (volledig uitwisselbaar met de bestaande demper); • De machine kan continu in gebruik blijven.

Prestaties Vermindering van: CO: HC: NOx: Roet: Diesel geur:

85% - 95% (koolmonoxide) 50% - 70% (koolwaterstoffen) 10% - 20% 40% - 80% (zichtbaarheid en gewicht) > 75%



ENH01, Onderzoeksverslag Onderhoud Emitech geeft aan dat het onderhoud van het filter minimaal zou zijn. Het filter is gedeeltelijk zelf regenereerbaar en zal dus na verloop van tijd vol gaan zitten. Dit betekent dat het filter schoongebrand dient te worden. De prestaties en onderhoudsintervallen van het filter zijn sterk afhankelijk van de volgende aspecten: • Motor conditie en afstelling; • Kwaliteit van de brandstof en de smeerolie; • Uitlaatgassentemperatuur. Het is daarom ook aan te raden om het filter één maal per jaar schoon te branden. Indien de schipper ontdekt dat zijn uitlaat eerder gaat roeten zal het onderhoudsinterval frequenter moeten plaatsvinden. Kosten Het gekozen type roetfilter zal € 6.300,- gaan kosten. Vandaag de dag gelden voor roetfilters voor het wegverkeer subsidieregelingen. De Nederlandse overheid is echter nog niet zo ver dat deze regeling ook voor de binnenvaart van kracht zal zijn. Tevens zijn er wel berichten dat deze regeling er op korte termijn gaat komen. Baten In de onderstaande tabellen is te zien wat het de sector aan emissiereductie zal opleveren. In deze opsomming wordt vermeld hoeveel het schip uitstoot per uur en per jaar. Omschrijving Draaiuren Koolstofmonoxide (CO) Koolstofdioxide (CO2) Koolwaterstoffen (HC) Stikstofoxide (NOx) Roetuitstoot Gemiddelde brandstofverbruik

Hoeveelheid 1500,0 0,0 2600,0 1,4 35,0 318,6

Eenheid uren/jaar gr/l gr/l gr/l gr/l gr/uur

18,8 l/uur

Afname emissie door de roetfilter Omschrijving Koolstofmonoxide (CO) Koolwaterstoffen (HC) Stikstofoxide (NOx) Roetuitstoot

Hoeveelheid 90 60 15 60

Eenheid % % % %

Hoeveelheid 0,0 48880,0 26,3 658,0 318,6

Eenheid gr/uur gr/uur gr/uur gr/uur gr/uur

Uitstoot per uur Omschrijving Koolstofmonoxide (CO) Koolstofdioxide (CO2) Koolwaterstoffen (HC) Stikstofoxide (NOx) Roetuitstoot




Uitstoot per jaar (zonder filter) Omschrijving Koolstofmonoxide (CO) Koolstofdioxide (CO2) Koolwaterstoffen (HC Stikstofoxide (Nox) Roetuitstoot

Hoeveelheid 0 73,32 0,0395 0,9870 0,4779

Eenheid ton/jaar ton/jaar ton/jaar ton/jaar ton/jaar

Hoeveelheid 0 43,992 0,005922 0,5922 0,28674


Hoeveelheid 0 29,33 0,0336 0,3948 0,19116


Uitstoor per jaar (met filter) Omschrijving Koolstofmonoxide (CO) Koolstofdioxide (CO2) Koolwaterstoffen (HC Stikstofoxide (Nox) Roetuitstoot Besparing per jaar Omschrijving Koolstofmonoxide (CO) Koolstofdioxide (CO2) Koolwaterstoffen (HC Stikstofoxide (Nox) Roetuitstoot

Besparing per jaar voor de gehele vloot Omschrijving Koolstofmonoxide (CO) Koolstofdioxide (CO2) Koolwaterstoffen (HC Stikstofoxide (Nox) Roetuitstoot

Hoeveelheid 0 58,656 0,067116 0,7896 0,38232


3.4.5 Conclusie De roetuitstoot wordt met 60% verminderd, hetgeen een positieve zet is in de richting van een schoner milieu en een betere volksgezondheid. Verder zal in het filter 90% van het giftige CO-gas, worden omgezet in CO2, wat geen gevaar oplevert voor de volksgezondheid. Dit zal tevens ook bijdragen aan een schonere lucht in Nederland. Dit alleen indien het op meerdere schepen toegepast gaat worden. Vooralsnog licht de keuze voor de aanschaf van het roetfilter geheel aan de zijde van de schippers. Desondanks zal dhr. Plage er in de toekomst het filter aan moeten gaan schaffen, omdat de regels verscherpt worden. Het is raadzaam voor dhr. Plage om het filter pas aan te schaffen als de subsidieregelingen van kracht gaan. Dit kan honderden euro’s in de portemonnee schelen.



ENH01, Onderzoeksverslag 3.5

Olie

De olie in het carter van de motor heeft een aantal functies. Eén van de belangrijkste is het smeren van de bewegende delen in de motor. Daarnaast zorgt de olie voor koeling, afdichting, geluiddemping en het schoonhouden van de motor. De viscositeit van de olie is een belangrijk gegeven. Men streeft hierbij naar een perfecte mix tussen zo min mogelijk wrijving (dunne olie) en bescherming (dikke olie). Elke olie heeft dan ook een Viscositeit Index (VI) welke volgens een standaard olie classificatie systeem (SAEJ300) ingedeeld worden. Iedere olie kenmerkt zich door de letter SAE (Society of Automotive Engineers) gevolgd door een getal. Hoe hoger het getal, hoe groter de viscositeit is en hoe dikker de olie is. Motoroliën zijn grofweg in te delen in twee categorieën, de monograde oliën en de multigrade oliën. Monograde oliën kenmerken zich door de letter SAE gevolgd door de viscositeit index. De olie heeft dan die viscositeit bij een temperatuur van 100°C. Multigrade oliën zijn opgebouwd uit een getal en de letter W achter SAE, daarachter staat nog een getal. Een voorbeeld is SAE15W40. De 15W geeft aan dat onder lagere temperaturen de olie die viscositeit heeft, terwijl de 40 de viscositeit bij 100°C aangeeft. 3.5.1

Huidige oliefiltering

Momenteel wordt op de ms. Heber voor de motorsmering een 10W40 motorolie gebruikt. Deze smeerolie wordt om de ± 500 draaiuren vervangen voor nieuwe. Omgerekend betekent dit dat er bij intensieve vaart na 4 maanden olie wordt ververst en bij minder intensieve vaart kan dit oplopen naar 6 maanden. De smeerolie wordt op dit moment gefilterd door een full-flow filter. Dit is het filter waarmee de motor standaard is uitgerust. Het filter bevindt zich in de oliehoofdstroom en wordt geforceerd door het filter geleid door de oliepomp. 3.5.2

Toe te passen besparingssystemen

Op het gebied van de smeerolie kunnen een aantal besparingssystemen geselecteerd worden. Hier zal per besparingssysteem een korte beschrijving gegeven worden van wat de techniek inhoudt. Toepassen van olie met een lagere viscositeit Wanneer in de motor olie gebruikt wordt met een lagere viscositeit, zal de interne wrijving in de motor afnemen, met als gevolg dat deze ook minder brandstof gaat verbruiken. Dit heeft weer een gunstig gevolg op de uitstoot van schadelijke stoffen. Bij motorenleverancier Pon Power is navraag gedaan of het mogelijk is om een olie met een lagere viscositeit te gebruiken en of dit positieve invloed heeft op het brandstofverbruik. Als antwoord hierop werd verkregen dat het niet aan te raden is om een olie met een lagere viscositeit te gebruiken dan voorgeschreven. Dit omdat de voorschreven olie een compromis is tussen bescherming en weerstand. Tevens is de brandstofbesparing hierbij zo minimaal, terwijl de kosten van het onderhoud fors toenemen. Total €CO Concept Smeermiddelenleverancier Total heeft een smeermiddelenconcept in de markt gebracht dat een brandstofbesparing claimt. Dit is het zogenaamde €CO concept. Dit zijn drie brandstofbesparende smeermiddelencombinaties speciaal ontwikkeld voor de transportsector. Er is navraag gedaan bij Total of het mogelijk is om een smeerolie uit het €CO concept toe te passen in de motor van de ms. Heber. Het antwoord hierop was dat de olie uit het €CO concept niet gebruikt kan worden. Dit komt omdat de oliën uit het €CO concept multigrade oliën zijn, terwijl in de Caterpillar D342 een monograde SAE30 olie gebruikt dient te worden. Total raad dan ook aan om een Total Caprano TD30 olie te gebruiken.




Bypass filter Een bypass filter is een filter dat de smeerolie van de motor filtert buiten de hoofdstroom van de smeerolie om. Hiermee wordt voorkomen dat de smeerolie geforceerd door het filter wordt geperst. Bovendien filtert een bypass filter zelfs hele kleine deeltjes uit de olie tot 1/10 micron, bij een gemiddelde van 1 micron. De reguliere hoofdstroomfilters filteren tot maximaal 1 micron met een gemiddelde van 10 micron. Door een bypass filter toe te passen worden er dus veel kleinere deeltjes uit de smeerolie gefilterd. Hierdoor kunnen de verversingsintervallen verruimd worden, wat het milieu bevorderd, omdat er minder oude olie afgewerkt hoeft te worden. Tevens zal er minder slijtage aan de motor plaats vinden aangezien er minder grove en schadelijke deeltjes in de olie zitten die slijtage veroorzaken. In bijlage 7 zijn enkele leveranciers opgenomen die bypassfilter systemen leveren. 3.5.3

Toe te passen systemen op de ms. Heber

Op de ms. Heber zijn op het gebied van smeerolie enkele adviezen te geven. Wel moet als opmerking geplaatst worden dat deze adviezen niet bijdragen aan emissiereductie, maar puur bestemd zijn om de motor optimaal te laten functioneren. Allereerst is het aan te raden om een monograde SAE30 olie te gaan gebruiken in plaats van een multigrade 10W40 olie. Door de bouwvorm van de motor, een zogenaamde voorkamermotor waarin geen directe inspuiting plaatsvindt, moet een monograde smeerolie gebruikt worden. Wanneer de motor op bedrijfstemperatuur is heeft deze een olie nodig met een viscositeit van 30, terwijl er nu een viscositeit van 40 gebruikt wordt. Bijkomend voordeel hiervan is dat de viscositeit lager is, en dus zal er minder wrijving in de motor plaatsvinden, wat het brandstofverbruik ten goede komt. Door het installeren van een bypass filter worden er geen aantoonbare emissies gereduceerd. Wel is het zo dat de smeerintervallen toenemen, dus hoeft er minder olie gebruikt te worden en afgewerkt te worden. Dit komt indirect het milieu ten goede. 3.5.4

Constructieve uitwerking van toe te passen systemen

Een andere smeerolie toepassen behoeft geen constructieve uitwerking. Wel is het raadzaam om regelmatig de staat van de smeerolie in de gaten te houden. Een mogelijke keuze voor een bypass filter is het Trabold filter. Indien men hiervoor kiest, moet er type 20 gekozen worden. Deze zijn geschikt voor verbrandingsmotoren met carterinhouden van 12-40 liter olie.



ENH01, Onderzoeksverslag Een Trabold filtergrootte 20 heeft de volgende specificaties: Voor verbrandingsmotoren met carterinhouden van 12- 40 [liter] Oliekoelcapaciteit

:

tot 6 [liter / minuut]

Lengte

:

230 [mm]

Diameter

:

120 [mm]

Lengte

:

200 [mm]

Diameter

:

80 [mm]

Massa

:

2500 [gram]

Minimale ingangsdruk

:

0.5 [bar]

Maximale ingangsdruk

:

20 [bar] onder duurbelasting

Maximale ingangsdruk

:

30 [bar] onder piekbelasting

Volumestroom door het filter

:

2-6 [l/min] afhankelijk van viscositeit

Olieopname door het filter

:

±0.8 [liter]

Vervangingstijd filter

:

5-10 [minuten]

Filterprestaties

: :

Opname van water Filtert vaste deeltjes tot 1/10 [micron] met een gemiddelde van 1 [micron]

Buitenafmetingen (exclusief aansluitnippels)

Afmetingen filterelement

Voldoet aan ISO/DIN 4406 norm 11/8

Installatie van een bypass filter De ingang van het bypass filter dient aangesloten te worden met een T-stuk aan de oliedrukschakelaar. De olieretourstroom kan met een nippel op de oliepan aangesloten worden of bij de olievulpijp. De olie door het bypass filter stroom dan parallel aan de olie door het hoofdstroomfilter. 3.5.5

Kosten en opbrengsten

Op het gebied van olie zijn er qua emissiereductie geen cijfers te geven, aangezien dit door middel van metingen aan de motor vastgesteld dient te worden. Wel is het gebruik van de aanbevolen olie beter voor de motor en het behoud ervan. Er zijn verschillende situaties in kaart gebracht met betrekking tot de kosten, namelijk de kosten die momentaal gemaakt worden met de 10W40 olie, een kostenanalyse bij gebruik van SAE30 olie, een analyse bij gebruik van SAE30 olie in combinatie met een Trabold filter en tot slot een analyse van de kosten bij gebruik van de huidige 10W40 olie in combinatie met een bypass filter. Van alle kosten is een grafisch overzicht gemaakt over een verloop van 15 jaar. De uitwerkingen hiervan zijn terug te lezen in bijlage 8.




Randvoorwaarden

Bij het installeren van een bypass filter moeten aan de onderstaande randvoorwaarden voldaan worden. Bij deze randvoorwaarden is er rekening gehouden met een Trabold filter. • • • • • •

3.5.7

Het bypass filter dient in de secundaire oliestroom gemonteerd te worden; Minimale ingangsdruk bij het bypass filter van 0,5 [bar]; Maximale ingangsdruk bij het bypass filter van 20 [bar] onder duurbelasting; Maximale ingangsdruk bij het bypass filter van 30 [bar] onder piekbelasting; Bij het plaatsen mag de olie niet dusdanig vervuild zijn dat bypassfilter de olie niet meer gereinigd krijgt. Benodigde vrije ruime Trabold filter no.20: o Lengte : 230 [mm] o Diameter : 120 [mm] o De genoemde maten zijn exclusief aansluitnippels Onderhoudsschema olie

SAE30 Indien er een SAE30 olie in de motor toegepast gaat worden dient de standaard verversingstermijn van 500 draaiuren aangehouden te worden. SAE30 + bypassfilter Indien er een bypassfilter gemonteerd wordt, kunnen de verversingstermijnen verruimd worden. Deze kunnen gemakkelijk opgeschort worden naar 3000 draaiuren. Wel dient echter de kwaliteit van de smeerolie gecontroleerd te blijven worden door middel van smeerolieanalyses. Hiermee kan men ook de meest optimale verversingstermijn bepalen. De filterelementen die in een bypass filter zitten moeten op gezette tijden vervangen worden. Deze intervallen zijn minstens even groot als de standaard verversingstermijnen van de motor. Het vervangen van het filterelement is een eenvoudige klus. Het filter moet open geschroefd worden, het oude filterelement eruit halen, nieuwe filterelement plaatsen en het filter weer dichtschroeven. 3.5.8

Kosten / baten afweging

Het is aan te raden om een SAE30 olie te gaan gebruiken in plaats van een 10W40. De SAE30 olie is het beste voor de motor op zijn werktemperatuur. Als er echter naar het kostenplaatje gekeken wordt, gaat deze flink omhoog bij gebruik van een SAE30 olie ten opzichte van een 10W40 olie. Een oplossing is om een bypassfilter te installeren. Omdat hierdoor de olieverversings-termijnen groter worden, heeft men ook minder oliekosten. Hierdoor kunnen de kosten in de hand gehouden worden, zoals in de kostengrafiek te zien is. Het is dus duidelijk dat deze maatregelen niet als advies dienen ten behoeve van emissiereductie, maar ter behoud en prestatieverbetering van de motor.



ENH01, Onderzoeksverslag 3.6

Voorgeschakelde techniek

Er zijn een tweetal voorgeschakelde technieken onderzocht die toegevoegde waarde kunnen hebben voor de emissiereductie in de binnenvaart. De technieken omvatten beide het injecteren van water in de brandstof. Het verschil tussen beide technieken is de plaats van inspuiting. 3.6.1

CUBE injector

Het water wordt bij deze techniek voor de motor in de brandstof gespoten. Door inspuiting van water in dit stadium wordt er emissiereductie behaald in: • NOx; • Roet; • Slijk. Daarnaast is het systeem brandstof besparend. Hierdoor kan het systeem zich op termijn terug betalen. De NOx-reductie door de CUBE-injector is recht evenredig aan de hoeveelheid ingespoten water. Indien men 1% water inspuit (t.o.v. de brandstof) wordt er 1% NOx-uitstoot verminderd. De maximaal in te spuiten hoeveelheid water bedraagt 20%. Voor toepassing van deze techniek is het noodzakelijk dat de brandstoftemperatuur tussen de 70° en 150°C ligt. De huidige brandstoftemperatuur ligt tussen de 16° en 27°C. De brandstof zal dus verwarmd moeten worden. Naast de temperatuur moet de CUBE Injector voorzien worden van water (kwaliteit: drinkwater). De benodigde hoeveelheid water is afhankelijk van de vaartijden. Bij het huidig vaargedrag wordt er per jaar een maximaal verbruik van 5640 L gerealiseerd. Per uur bedraagt het verbruik 3,76 L.

Waterverbruik Brandstofverbruik Geïnjecteerd water Vaaruren Benodigde hoeveelheid water

18,8 L/uur 20 % 1500 uur/jaar 5640 L/jaar 3,76 L/uur

Er zijn géén beperkende randvoorwaarden voor de implementatie op het schip. Dit houdt in dat er enkel een financiële overweging gemaakt wordt tot aanschaf over te gaan. De leverancier van de CUBE injector (IPCO power) heeft echter alleen ervaring met scheepsmotoren groter dan 4000 kW. Zij geven aan dat een waterinjector voor de binnenvaart in ontwikkeling is. Daarbij is het nemen van proeven op de ms. Heber m.b.t. return on investment en emissiereductie noodzakelijk om een beeld te krijgen van de werkelijke opbrengsten uit brandstofbesparing én emissiereductie van dit systeem op de ms. Heber. De kosten van het systeem zijn: • € 55.000,- (basisprijs); • € 4.500,- (turnkey). Met de investering van € 59.500,- is het aanschrijven van fondsen noodzakelijk. Echter bestaan voor aanschaf van deze techniek nog géén fondsen. De CUBE injector is daarmee, mede op advies van IPCO Power, niet rendabel.



ENH01, Onderzoeksverslag In afwachting van de uitkomsten van het onderzoek naar subsidiemogelijkheden door het IOD, wordt de schipper aanbevolen de heroverweging te maken indien er subsidie verstrekt wordt waar de CUBE Injector onder valt. Daarnaast is de verwachting dat de kosten voor een CUBE Injector voor de binnenvaart lager uit zullen vallen dan de huidige CUBE. 3.6.2

Swirlflash

Bij SwirlFlash wordt er water verneveld in de verbrandingskamer. Hierbij wordt de temperatuur van de verbranding verlaagd, met als optimum 250°C. Hierdoor wordt de NOx-emissie gereduceerd tot variabele percentages. Geeft een leverancier (Stork) aan tot 45% te kunnen reduceren, geven metingen uitslagen van 30-35% (testmachine Koninklijke Marine Den Helder) en ruim 20% (Avant 4). Tevens wordt het vermogen van de motor vergroot en wordt brandstof bespaard. Om de werkelijke emissiereductie te weten te komen, is het dus noodzakelijk om metingen te doen. Een nadeel van deze techniek is dat er bij een lagere verbrandingstemperatuur extra roet en fijnstofdeeltjes ontstaan. Hierdoor wordt een roetfilter noodzakelijk. Als randvoorwaarde moet het water dat wordt toegevoerd van drinkwater kwaliteit zijn. Hierdoor is een watermaker nodig. Ceti is hiervan een potentiële leverancier. Tevens zijn er diverse motoraanpassingen vereist die de kosten erg hoog zullen doen uitkomen. Omwille van het te verwachten kostenplaatje en de technische haalbaarheid, is afgezien van verder onderzoek naar deze techniek. 3.6.3

SCR

SCR staat voor selectieve katalytische reductie. Bij deze nageschakelde techniek is het mogelijk een NOx-reductie tot maarliefst 85% te realiseren. Bij dit onderzoek is eerst gekeken naar de financiële haalbaarheid. Daarna is een technische analyse opgezet. In dit systeem worden uitlaatgassen door een katalysator geleid. Deze katalysator wordt met retrofit toegepast op bestaande scheepsmotoren. Door toevoeging van ammoniak dat verkregen wordt uit een harnstof als ureum (bij de hoge temperaturen van de uitlaatgassen wordt ureum van CON2H4 omgezet in H2O, CO2 en NH3), worden de NOx-en omgezet tot water en N2. N2 is onschadelijk voor mens en milieu.



ENH01, Onderzoeksverslag Via de VERS-subsidieregeling kan Frank Plage bij aanschaf van een SCR de volgende kosten gesubsidieerd krijgen, mits hij voldoet aan de CCR 2 normen: VERS-regeling (plaatsen emissiearme motor) Vermogen motor Tegemoetkoming emissiearme motor Tegemoetkoming stilligen Tegemoetkoming in- en uitbouw

€ € € €

127 22,50 6,00 20.000,00 23.619,50

€ € € € €

198,00 36,00 13,00 4.500,00 35.869,00

VERS-regeling (aanbrengen SCR) Investeringstegemoetkoming inbouw Ureumverbruik Extra onderhoud Emissiemeting

De kosten die bij een vergelijkbaar dieselaggregaat zijn gemaakt bedragen € 28.000,- (bron: HoSt engineers in energy). Hieruit blijkt dat de SCR-techniek financieel haalbaar is. Aangetekend dat er geen subsidies verstrekt worden, hoger dan de gemaakte kosten. De combinatie van waterinjectie en SCR levert tevens géén voordelen op. Het verbruikte ureum wordt slechts met 50% gereduceerd, waar 100% nodig is voor een financieel voordeel (bron: HoSt engineers in energy). De SCR is een zeer geavanceerde techniek die een aantal randvoorwaarden met zich meebrengt voor de implementatie. Hieronder vallen: • de inbouw van een ureumtank; • het omgaan met het verhogen van de tegendruk van de uitlaatgassen door de SCR; • de inbouw van een omgekeerde osmose installatie t.b.v. de watervoorziening. Op advies van Emitech is later in het tweede kwartaal afgezien van verder onderzoek. De SCR techniek is té geavanceerd om toe te passen op de Caterpillar D342. Tevens zal de emissiereductie tot aan de CCR 2 norm niet gehaald worden, waardoor de financiële situatie onhoudbaar wordt.




3.7

Implementatie

3.7.1

Gekozen technieken

Tijdens het onderzoek zijn zeer verschillende technieken onderzocht op toepasbaarheid en haalbaarheid. De technieken, brandstof, olie, vaartechniek, roetfilter en NOx reductie, hebben elke hun eigen randvoorwaarden. Door dat deze randvoorwaarden soms in elkaar overlopen is het niet simpelweg mogelijk om alle technieken te installeren en dan een goede werking te verkrijgen. Er moet dus kritisch worden gekeken naar het samenstel van de verschillende emissie reducerende technieken. Voor de techniek die betrekking heeft op de vaartechniek zijn zeer weinig randvoorwaarden. Deze techniek kan dus zeer goed worden toegepast in samenspel met andere technieken. Er is vanuit het oogpunt gewerkt dat er gebruik gemaakt wordt van de huidig aanwezige techniek onderdelen. Deze techniek kan op elk schip worden toegepast en dus ook op de ms. Heber. De schipper van het onderzochte schip vaart pas sinds kort op dit schip en dus kan deze techniek gemakkelijk worden toegepast. De technieken brandstof en olie hebben veel raakvlakken, dit is duidelijk uit het onderzoek gekomen. Wanneer er met een ander olie wordt gevaren is het vaak zo dat dit terug is te zien in het brandstofverbruik en de motorprestaties. Andersom is het samenspel ook belangrijk, als er wordt overgegaan op zwavelarme diesel met additieven moet er goed worden gekeken naar de smeerolie die wordt gebruikt. Om een goede combinatie te verkrijgen in dit samenspel is het dus aan te raden om, voor er ook maar iets wordt veranderd, een goede analyse te maken van deze beide technieken. Wanneer deze techniek wordt toegepast is het aan te raden om beide technieken, brandstof en olie van dezelfde leverancier te verkrijgen, deze weet welke additieven er in zijn producten zitten, zodat er geen chemische reacties optreden. Omdat zwavelarme en alternatieve brandstof voorlopig niet goed te verkrijgen is en omdat andere brandstoffen duurder zijn, is het advies aan de schipper om voorlopig geen aanpassingen te maken aan het brandstofsysteem. Het oliesysteem kan worden uitgebreid met een nieuw oliefilter wat er voor zorgt dat de gebruikte olie langer meegaat in de motor, maar wat dit direct aan emissies reduceert is onduidelijk omdat de betrokken bedrijven geen cijfers kunnen aantonen. De grootste verschillen zijn echter te vinden in de technieken roetfilter en NOx reductie. Voor het minste aantal roetdeeltjes en een goede werking van een roetfilter is een hoge verbrandingstemperatuur en een hoge uitlaatgastemperatuur vereist. Aan de andere kant is er voor de NOx reductie, voor zowel de verbranding als wel de uitlaatgassen, een lage temperatuur het beste want dan komt er het minste NOx vrij. Deze technieken zijn samen uitvoerbaar, als tenminste aan de randvoorwaarden kan worden voldaan, de werking zal dan misschien niet optimaal zijn maar er worden van beide emissies een groot deel gereduceerd. Bij de ms. Heber is het toepassen van deze technieken onmogelijk, de randvoorwaarden verschillen te veel van elkaar om een goed resultaat te krijgen. Er zal dus een afweging moeten worden gemaakt waarbij naar veel aspecten wordt gekeken onder andere naar welke emissie het beste te reduceren is maar ook naar wat je als schipper het eerste wilt aanpakken. Voor de ms. Heber geeft de vaartechniek geen problemen, kan er een extra oliefilter gemonteerd worden, met onbekende emissiereducerende eigenschappen en moet er een grote afweging worden gemaakt door de schipper of hij de, zichtbare, roet wil reduceren of de, onzichtbare maar zeer schadelijke, NOx’en. Het advies aan de schipper is om te kiezen voor een EmiGreen roetfilter, ook omdat deze al een deel van de andere emissies kan reduceren.




3.7.3

Overzicht gekozen technieken

Wél gekozen

Niet gekozen

EmiGreen Oliefilter Vaartechniek

Brandstof wijzigingen Olietype veranderen Selective Catalytic Reduction Waterinjectie

Constructieve uitwerking

De onderstaande tekening geeft de ruimte in het schip weer. Hier is te zien dat er bij het uitlaatsysteem voldoende ruimte is om een roetfilter roe te passen.

Het roetfilter dat zal kunnen worden toegepast, ziet er als volgt uit bij de ms. Heber. Het gele blok is de motor. De filter loopt parallel aan de buizen in de bovenstaande afbeelding.




3.8

Onderhoud

Het doen van aanpassingen aan het schip heeft invloed op het te plegen onderhoud. In het intervallenoverzicht weergeven onder welke termijn er onderhoud aan het systeem gepleegd moet worden.

Intervallenoverzicht

Interval [draaiuren] 500

Onderdeel Olie

Werkzaamheden - Filterelement bypassfilter vervangen - Full flow filterelement vervangen

1500

Roetfilter

- Schoonbranden filter

3000

Olie

- Motorolie vervangen




3.9

Totale emissiereductie en kostenplaatje

In deze paragraaf worden de kosten en emissie van de aanbevolen opties vergeleken met gasolie. Het is belangrijk om te beseffen dat deze emissie waarden (en in het hele verslag), richtwaarden zijn. De werkelijke uitstoot kan alleen met behulp van metingen worden vastgesteld. 3.9.1

Huidige situatie

Op de ms. Heber wordt op jaarbasis de volgende uitstoot gerealiseerd. Emissie

Hoeveelheid

CO2 CO HC NOx Roet SO2 Olie verbruik Jaarlijkse brandstofkosten 3.9.2

Eenheid

205.000,00 1.453,35 111,00 2.764,00 477,90 134,00

kg kg kg kg kg kg

77,92 47.364,00

€ €

Reductie na toepassing technieken

Na toepassing van de technieken wordt de volgende reductie in emissie behaald. De onderstaande waarden en percentages zijn in vergelijking met de op dit moment gebruikte gasolie.

Toegepaste techniek

Emissiereductie [%]

Olie reductie [%]

Aanschaf kosten [€]

Kosten verschil [€/jaar]

CO

CO2

HC

NOx

PM

SO2

Vaartechniek EmiGreen Bypass filter

6 90

6

6 60

6 15

6 60

6

0 0 83,33

0,€ 6.300,€ 382,-

€ -1.395,90 schoonbranden van filter (+ 7,50 - 64,93 =) -57,43

Totaal

90,6

6

62,4

20,1

62,4

6

83,3

€ 6.682,-

€ -1.453,33

Hiermee wordt de terugverdientijd van het systeem 4,6 jaar. Voor gebruik van gasolie met aanvulling van de aanbevolen technieken geldt op jaarbasis: Totaal

CO2 CO HC NOx PM SO2 Olieverbruik Jaarlijkse brandstofkosten

Verschil (gasolie resultaten – resultaten met aanbevolen technieken)

192.700 136,62 41,74 2.208,44 179,69 125,96

-123.00,00 -1.316,73 -69,24 -585,56 -298,21 -8,04

13,01 45.910,67

-64,00 -1.453,33


kg/jaar kg/jaar kg/jaar kg/jaar kg/jaar kg/jaar € €



4.

Aanbevelingen voor de markt

Uit ons onderzoek is gebleken dat er voor het verkrijgen van een reëel beeld van de totale emissiereductie metingen moeten worden verricht. Er vaart momenteel nog één schip met hetzelfde type motor. Dit schip wordt samen met de ms. Heber als de hele markt verstaan waarop de in dit rapport aanbevolen technieken kunnen worden toegepast en kunnen worden samengebracht tot een geheel van cijfers die de emissiereductie weergeven.

4.1

Vaartechniek

Het aanpassen van de vaartechniek is een interessante techniek om de emissies te reduceren en is toepasbaar op de gehele vloot. Vergelijkbare schepen met de ms. Heber zijn kempenaars met een vergelijkbaar laadvermogen en vergelijkbaar motorvermogen. Te verwachten is dat dit oudere schepen zijn met motoren waarin weinig elektronisch aangestuurd wordt. Hierdoor is de vaartechniek compleet afhankelijk van de schipper. De te behalen emissiereductie is dan ook afhankelijk van de vaartechniek van de schipper. Als deze reeds optimaal is, is het rendement van analyse van de vaartechniek minimaal. Uit dit onderzoek blijkt dat het schip een reductie van 6% van de toeren kan halen. Bij dit toerental zal dus minder worden uitgestoten. Doorgeredeneerd kan daarmee ook een emissiereductie van 6% gerealiseerd worden. Emissie (kg/jaar)

NOx CO HC Roet

Ms. Heber nu

Ms. Heber straks

667,50 1.483,50 9,90 477,00

627,45 1.394,49 9,30 448,38

Reductie (6%)

40,05 89,01 0,60 28,62

Het is mogelijk dat op elke Kempenaar de reductie ook zo hoog kan zijn, maar dit is een irreële gedachte. Dit is eenzelfde vergelijking dat elke voorkamermotor eenzelfde reductie haalt bij het toepassen van deze technieken. Wel is het zeer goed mogelijk dat er veel te halen is in het beter varen als gehele vloot. Het is echter onmogelijk in een onderzoek van nog geen twaalfhonderd uur hier waarden over emissiereductie aan te verbinden. Er mag echter wél worden aangenomen dat de emissiereductie optreedt. Een financiële onderbouwing voor de gevolgen van deze emissiereducerende techniek is tevens niet haalbaar. De vaartechniek is van meerdere factoren afhankelijk, onder andere van: • de omgeving; • het schip; • de motor; • de schipper; • de vaartijden. Het is aan te raden per schip de vaartechniek te bestuderen. Er moet per schip worden gekeken wat de brandstofbesparing zal zijn, dit zal al veel verschillende waarden opleveren. Daarnaast moet er ook rekening worden gehouden met de fluctuerende brandstofprijzen. Voor de gehele vloot kunnen de berekeningsbladen gebruikt worden die tijdens dit onderzoek ontwikkeld zijn om een indicatie te krijgen. Besparing zal er zeker zijn want minder toeren is minder verbruik, deze techniek kan zichzelf dus ook gemakkelijk terugverdienen.




4.2

Emissiereductie

Er varen twee Caterpillar D342 motoren op de binnenwateren. Het EmiGreen en het bypasslilter, die op de ms. Heber toepasbaar zijn, kunnen ook voor het andere schip (met gelijke motor) toegepast worden, mits er voldoende ruimte is. Aanpassingen op vaartechniek zijn specifiek per schipper (en vaarstijl) afhankelijk. Er zijn meerdere kempenaars, maar deze beschikken over verschillende motoren. Aangezien filterkeuzes en vaartechniek aanpassingen motor en schipper afhankelijk zijn, is de voor de ms. Heber berekende emissiereductie niet voor deze schepen van toepassing. Dus door de berekende emissiereductie met twee te vermenigvuldigen (er van uitgaand dat de vaartechniek ook van toepassing op de andere D342 motor is), kan de totale emissie reductie voor de complete binnenvaart bepaald worden. Emissie

CO2 CO HC NOx Roet SO2 Olie verbruik Jaarlijkse brandstofkosten

4.3

Hoeveelheid

Eenheid

410.000,00 2.506,70 222,00 5.528,00 955,80 268,00

kg kg kg kg kg kg

155,84 94.728,00

€ €

Handhaving emissiereductie

Voor de gehele markt is er de aanbeveling dat uitstootmetingen bij elk schip verplicht moeten worden, bij de automobielindustrie gebeurt dit reeds op grote schaal tijdens de verplichte APK keuringen. Zo kan ook goed worden aangetoond welke schepen voldoen en welke niet. Op basis hiervan kan men ook een ‘boetebonus’ systeem ontwikkelen. Hierbij krijgen schone schepen een bonus en vervuilers een boete.




Literatuur Boeken en rapporten • Caterpillar (2001), Oil and your engine; • HoSt Engineers in energy (2005), Onderzoek biogas/biodieselmotor met deNOx, Hengelo; • De Wilde & Kos (januari 2004), Beperking NOx-uitstoot bij een bestaande scheepsdieselmotor – Effectiviteit Swirlflash en SCR-techniek, Petten; • Dijkstra (2001), Emissiefactoren fijn stof van de scheepvaart, Petten; • Schermer (2006), Project – WTBENH01 Schone motor Binnenvaart, Rotterdam: HRO; • Hulskotte, Bolt en Broekhuizen (22-11-2003), EMS-protocol Emissies door Binnenvaart: Verbrandingsmotoren, Versie 3, Rotterdam: Emissie Registratie en Monitoring Scheepvaart; • Bureau voorlichting binnenvaart, Waardevol transport, de maatschappelijke betekenis van het goederenvervoer en de binnenvaart 2004-2005, Rotterdam; • Elling (2005), Rapportagetechniek, 3e druk, Groningen/Houten: Wolters Noordhoff; • Diverse Europese richtlijnen m.b.t. emissiereductie in de scheepvaart; • Ship Hydromechanics Laboratory, Rapport 0529-P 1980: TU Delft; • Ship Hydromechanics Laboratory, Rapport 0427-P 1976: TU Delft. Artikelen Bureau Voorlichting Binnenvaart, SCR vermindert uitstoot NOx met 90% Dr. Ir. J.A. Keuning, Hydro 1 dictaat 2003: TU Delft

Websites Voor- en nageschakelde motortechniek 1

http://www.innovatie.binnenvaart.nl/download/BIB_voor_en_na.pdf 6 december 2006 Voor- en nageschakelde motortechniek 2

http://www.innovatie.binnenvaart.nl/download/BIB_resultaten%20december%202003.pdf 6 december 2006 Diesel retrofit

http://www.alphapowersystems.nl 6 december 2006 Senternovem

http://www.senternovem.nl/ http://www.senternovem.nl/mmfiles/Leaflet%20binnenvaart_tcm24-183186.pdf 18 december SCR katalysator

http://www.innovatie.binnenvaart.nl/download/BIB_SCR.pdf 12 januari 2007 VROM.nl

Presentatie van dhr. H. Baarbé, 17 maart 2006 13 januari 2007 NONOX Gas Engines

Presentatie van dhr. W.J.T.H. Luijten, 6 februari 2006 13 januari 2007 Leuke aanlegplekken op komst in Zuid-Willemsvaart

http://krant.telegraaf.nl/krant/enverder/venster/reizen/reis.Diversen/reis.000708zuidwillemsvaart.html 20 januari 2007 Total

http://www.total.nl 17 januari 2007 Project “Schone motor voor de binnenvaart” ‘Schoon schip maken’ - pagina 53 -



Pon Power

http://www.pon-cat.com/Start____907.aspx 17-01-2007 Trabold filters (nederlandse leverancier)

http://www.trabold.nl 17-01-2007 Trabold filters Duitsland

http://www.trabold.de 17-01-2007 GVR Triple R Nederland

http://www.gvf-triple-r.com 17-01-2007 NTZ Nederland

http://www.ntz-filter.com 17-01-2007 Artikel over motorolie

http://www.autokompas.nl/archief/2000/13/Oliekwaliteit_en_olie_stress_.html 10-12-2006 Emissiemetingen

http://www.vito.be/milieu/milieumetingen3.htm http://www.innovatie.binnenvaart.nl/download/2006/3b_emissiereductie_creating.pdf http://www.dcmr.nl/binaries/publicatie/2005/LUC/Rapport%20B&O-A%20R2005-085.pdf Periode: 1 september 2006 – 1 februari 2007 Additieven

http://www.flashlube-europe.com Periode: 1 september 2006 – 1 februari 2007 Gasolie specificaties

http://www.slurink.nl Periode: 1 september 2006 – 1 februari 2007 De Rijn

http://nl.wikipedia.org/wiki/Rijn 22 november 2006 Rijn en Maas

http://www.natuurdichtbij.nl/ 22 november 2006 Informatie waterstanden

http://www.infocentrum-binnenwateren.nl/index_ie.html 22 november 2006 Waterwegen in kaart

http://www.binnenvaart.be/nl_html/iedereen/index.asp?../klanten/waterwegen.asp 22 november 2006 Waterstanden

http://www.vaart.nl/nautisch/ 22 november 2006




Bijlagen



Bijlage 1 Technische specificaties ms. Heber Naam schip

ms. Heber

Naam geïnterviewde

Frank Plage

Eigenaar / rederij

Frank Plage

Type schip

Motorvrachtschip (Kempenaar)

Registratienummer schip

2300600

Type lading welke schip vervoert

Droge bulk

Hoofdafmetingen schip Lengte

50 [m]

Breedte

6,60 [m]

Diepgang (maximaal)

4,47 [m]

Laadvermogen

547 [ton]

Bouwjaar Romp

1926

Motor

1957

Laatste motorrevisie

1992

Type vaart van het schip Vaargebied van het schip Accommodatie van het schip

Dagvaart (14 uur / dag) Rijn / Duitsland Kleinere vaarwegen Woning voor 4 personen met gezin aan boord.

Hoofdmotor Model

Caterpillar D342

Omschrijving

6 cilinder in lijn, geblazen d.m.v. turbo

Bouwjaar

1957

Serienummer

32b1705

Boring x slag

5,75 x 8 [inch] / 14,6 x 20,3 [cm]

Vermogen

170 [pk] / 127 [kW] (setting to sealevel)

Maximaal toerental onbelast

1290 [rpm]

Maximaal toerental belast

1225 [rpm]

Carterinhoud

22 [liter]

Aantal draaiuren

40.000 [per jaar]

Aantal schroeven

1

Turbo serienummer

10401

Turbo deelnummer

1M-799

Uitlaatgastemperatuur

± 400 °C

Brandstofverbruik

25.000 [liter / jaar]

Reductiekast, merk

Twin disc, hydraulisch omkeerbaar onder last

Reductiekast, ratio

3:1

Hulpmotor (generator) Vermogen

22 [kVa]

Aantal draaiuren lichtbelast (0-25%)

3 [uren / dag]

Aantal draaiuren normaal belast (25-75%)

2 [uren / dag]

Aantal draaiuren zwaar belast (75-100%)

n.v.t.

Hulpmotor (boegschroef) Model

Cummins PT (5,9 liter)

Vermogen

209 [kW] / 156 [kW]

Aantal draaiuren

1 [uur / dag]

Aantal roeren

2

Type

Normaal

Roerhoek maximaal

90°

Roeren

Vaarsnelheid geladen Snelheid op stilstaand water

9,5 [km/u]

Motortoerental

1000 [rpm]

Brandstofverbruik

18,8 [liter / uur] (gemiddelde over 1 jaar)

Vaaruren

1500 per jaar

Bijlage 2

Hydrodynamische weerstand. BEREKENING

5 :

'LAP-AUF'M KELLER METHODE'

"Tegenstroom" "Beladen"

Invulwaarden: : Lpp : Lwl

=

50,00 [m]

=

50,00 [m]

: B : Tmax

=

6,60 [m]

=

Diameter schroef

: LCB : Dschroef

=

1,00 [m]

Waterverplaatsing

: ?

=

Gewicht

: ? : CB

=

780 [m3] 747 [ton]

=

0,685

=

0,958

Snelheid

: CM : Vs

Soortelijk dichtheid

: ρ

=

Viscositeit

: ν

=

: S : Ld

=

Lengte tussen de loodlijnen Lengte op de waterlijn Breedte Diepgang Zwaartepuntsfactor

=

=

2,50 [m] 0,33%

4,14 [m/s] 1.026 [kg/m3] 1,1883E-06 [m2/s]

Rekenwaarden: Nat oppervlak Rekenlengte Oppervlakte dwarsdoorsnede

Berekening:

: AM Cp

=

16 [m2]

((

S = 3, 4 × ∨

A

=

0,985

C

=

1,759E+08

R

= T

M P

1

)+ (

3

m ax

1

2

)

× LW L ) × ∨

1

3

× B

∨

=

AM × L

Correctiefactoren Rn

Wrijvingsweerstandcoefficient

=

518,23 [m2] 50,50 [m]

: CF

=

1,923E-03

=

0,975

=

0,59

ζr

=

2,4E-04

Restweerstand

: CR

=

7,336E-04

Ruwheidstoeslag

: CA

=

4,00E-04

Totale correctiefactor

: CT

=

3,056E-03

CPD

B/T

=

2,64

C

=

n

F

V × L

=

ν

0 , 075 = (log R n − 2 )2

C

VS PD × L D

CR = ζ

r

CT = C

×

F

AM S

+ C

+ C

R

A

? opzoeken in tabel

0,00% Resulterende correctiefactor Berekening: Weerstandskracht

: Cr

=

3,056E-03

Waterweerstandskracht : RTotaal

=

13,93 [kN]

R Tot aal

= CT ×

1

2

× ρ × VS

2

× S

Bijlage 3 Met de gegevens van de scheepsschroef is uitgerekend welke stuwkracht deze heeft bij een bepaald toerental. Deze stuwkracht moet groot genoeg zijn om de hydrodynamische weerstand te overwinnen. Hieronder staat deze berekening.

Propeller vermogen.

'TU Delft METHODE'

Invulwaarden: : KT : KQ

= =

Diameter schroef

: nm : Dschroef


: ρ

=

Propeller coëfficient Propeller coëfficient Toerental(motor)

Rekenwaarde:

= =

2,00 5,00 1.000 [rpm] 0,70 [m] 1.026 [kg/m 3]

As toerental

Overbrengingsverhouding

: i

=

3

Toerental(propeller)

: np

=

333,33 [rpm]

=

15,21 [kN]

T = KT × ρ × D

4

× n2

=

26,61 [Nm]

T = K

× ρ × D

5

× n2

Berekening: Stuwkracht Berekening: Koppel

Stuwkracht T Koppel : Q

Q

Door de formules van deze methode om te schrijven is er met de hydrodynamische weerstand en de gegevens van de scheepsschroef en minimaal toerental uit te berekenen.

Toerental (motor) Invulwaarden: : KT : KQ

= =

Diameter schroef

T : Dschroef

=


: ρ

=

Propeller coëfficient Propeller coëfficient Stuwkracht

Rekenwaarde: Toerental(propeller) Berekening:

=

2,00 5,00 13,93 [kN] 0,70 [m] 1.026 [kg/m 3]

As toerental : np

=

319,00 [rpm]

Toerental motor

Overbrengingsverhouding

: i

=

3

Koppel

: Q

=

957,01 [rpm]

Voor de berekening is er rekening gehouden met de gegevens van de rivieren waarover het schip voornamelijk vaart De schepen die varen op de Europese waterwegen zijn onderverdeeld in verschillende klassen om de afmetingen van de waterwegen op elkaar af te stemmen. De klasse indeling is bepaald door de Conférence Européenne des Ministres de Transport, en heet daarom ook de CEMT-klasse indeling. Per klasse zijn de maximale afmeting van het schip vastgelegd. Dit is zeer makkelijk want hiermee kunnen de schippers weten welke burg ze kunnen passeren, welke waterweg te smal is en waar het te ondiep is. Het schip wat is behandeld tijdens dit onderzoek is er één uit klasse II, hieronder staan ook de ander klassen met de maximale afmetingen.

Klasse

Type

Lengte [m]

Breedte [m]

Diepgang [m]

Hoogte [m]

Laadvermogen [ton]

I II III IV Va Vb VIa VIb VIc VIIb

Kleinere vaartuigen Spits Kempenaar Dortmund-Eemskanaalschip Rijn-Hernekanaalschip Groot Rijnschip en duwvaart Duwvaart Duwvaart Duwvaart Duwvaart

38,50 50-55 67-80 80-85 95-110 172-185 95-110 185-195 193-200 195/285

5,05 6,6 8,2 9,5 11,4 11,4 22,8 22,8 34,2 34,2

1,8-2,2 2,5 2,5 2,5 2,5-4,5 2,5-4,5 2,5-4,5 2,5-4,5 2,5-4,5 2,5-4,5

4 4-5 4-5 5,25-7 5,25-7 9,1 7-9,1 7-9,1 9,1 9,1

250-400 400-650 650-1000 1000-1500 1500-3000 3200 (2-baks lang) 3200-6000 (2-baks breed) 6400-12000 (4-baks) 9600-18000 (6-baks breed) 14500-27000 (9-baks)

Legenda bij de waterwegen kaarten:

Europees waterwegennet

Waterwegennet van de BeNeLux.

Waterweg: De Rijn.

Bijlage 4

Kostenbesparing Huidig: =

1.000 [rpm]

Huidig verbruik

: TH : VH

=

18,80 [l/h]

Huidige draaiuren

: DH

=

1.350 [h]

Huidig toerental

: Huidige inkoop

: IH

=

: TH

=

945 [rpm]

=

-6%

25.380 [l]

Toekomstig: Toekomstig toerental

Toekomstig verbruik Toekomstig draaiuren

: VH : DH

=

17,77 [l/h]

=

1.350 [h]

: Toekomstig inkoop

: IH

=

23.984 [l]

Besparing

: BL : PB

=

1.396 [l]

= €

1,00

: B€ : B€

= €

Brandstofprijs Kostenbesparing

= €

1.395,90 [per jaar] 116,33 [per maand]

Bijlage 5 Kosten brandstof na verloop van tijd:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

€ € € € € € € € € € € € € € € € € € € €

2.500,00 25.360,00 48.220,00 71.080,00 93.940,00 116.800,00 139.660,00 162.520,00 185.380,00 208.240,00 231.100,00 253.960,00 276.820,00 299.680,00 322.540,00 345.400,00 368.260,00 391.120,00 413.980,00 436.840,00

€ € € € € € € € € € € € € € € € € € € €

17.070,00 34.140,00 51.210,00 68.280,00 85.350,00 102.420,00 119.490,00 136.560,00 153.630,00 170.700,00 187.770,00 204.840,00 221.910,00 238.980,00 256.050,00 273.120,00 290.190,00 307.260,00 324.330,00

€ € € € € € € € € € € € € € € € € € € €

20

€

459.700,00

€

341.400,00

€

€1,40 /liter

Zwavelvrije gasolie[€]

€0,60 /liter

Totale kosten Bio ethanol [€]

€0,80/liter

Totale kosten Biodiesel 30 %(Duistland)[€]

Totale kosten Biodiesel 30% (incl. accijns)[€]

Totale kosten gasolie[€]

Totale kosten PPO (incl. accijns)[€]

Tijd [jaren]

€1,04 /liter

€0,80 /liter

€0,675 /liter

39.630,00 79.260,00 118.890,00 158.520,00 198.150,00 237.780,00 277.410,00 317.040,00 356.670,00 396.300,00 435.930,00 475.560,00 515.190,00 554.820,00 594.450,00 634.080,00 673.710,00 713.340,00 752.970,00

€ € € € € € € € € € € € € € € € € € € €

29.478,00 58.956,00 88.434,00 117.912,00 147.390,00 176.868,00 206.346,00 235.824,00 265.302,00 294.780,00 324.258,00 353.736,00 383.214,00 412.692,00 442.170,00 471.648,00 501.126,00 530.604,00 560.082,00

€ € € € € € € € € € € € € € € € € € € €

22.710,00 45.420,00 68.130,00 90.840,00 113.550,00 136.260,00 158.970,00 181.680,00 204.390,00 227.100,00 249.810,00 272.520,00 295.230,00 317.940,00 340.650,00 363.360,00 386.070,00 408.780,00 431.490,00

€ € € € € € € € € € € € € € € € € € € €

19.185,00 38.370,00 57.555,00 76.740,00 95.925,00 115.110,00 134.295,00 153.480,00 172.665,00 191.850,00 211.035,00 230.220,00 249.405,00 268.590,00 287.775,00 306.960,00 326.145,00 345.330,00 364.515,00

792.600,00

€

589.560,00

€

454.200,00

€

383.700,00

Brandstofkosten o.b. van huidig prijsniveau (13 december 2006).

Brandstof kosten: Kosten per liter brandstof: Brandstof PPO Kosten €0,80/liter (incl. accijns) €0,45 (excl. accijns)

Gasolie €0,60 /liter

Inbouw

€ 2500,-

€0

Bio ethanol €0,80 /liter (wordt veel goedkoper, voorspelling €0.15/ liter) Nieuwe motor

Olie

€300/jaar

€150/jaar

€150/jaar

Biodiesel €1.40/liter (incl. accijns) €1.03 (excl. accijns) €1.16 (Duitsland)

Zwavelvrije gasolie €0,625 /liter (brandstof) + €0,05 /liter (additieven)

Geen (bij toevoeging tot max. 30%) €150/jaar

€0 €150/jaar

Er worden gemiddeld 1500 uur per jaar gevaren. De gemiddelde brandstofverbruik is hierbij €18,8 l/uur. Voor de brandstof kosten en kosten in verband hiermee gelden: (draaiuren x brandstofverbruik) + inbouwkosten + olie kosten.

Bijlage 6 Actieve regeneratie

Passieve regeneratie

Bijlage 7 Enkele leveranciers van bypass filtersystemen in Nederland. Trabold filters Soetekouw Scheepstechniek Westhavenzijde 3 3297 LH Puttershoek (Nederland) www.trabold.nl www.trabold.de

GVF / Triple-R Nederland bv. Topaasstraat 5 7554 TJ Hengelo (Overijssel, Nederland) http://www.gvf-triple-r.com

NTZ Nederland bv. Sydneystraat 60 3047 BP Rotterdam (Nederland) www.ntz-filter.com

Bijlage 8 Kosten met betrekking tot smeerolie De volgende financiële berekeningen zijn uitgevoerd • Kostenanalyse huidig gebruik van 10W40 olie; • Kostenanalyse bij gebruik van een SAE30 olie; • Kostenanalyse bij gebruik van een 10W40 olie en het gebruik van een bypass filter hier als voorbeeld een Trabold filter genomen; • Kostenanalyse bij gebruik van een SAE30 olie en het gebruik van een bypass filter hier als voorbeeld een Trabold filter genomen; • Kostenoverzicht over 10 jaar genomen; • Grafiek van het kostenoverzicht. Enkele opmerkingen over deze financiële berekeningen • Er is rekening gehouden met een carterinhoud van de motor die vermeld staat in het specificatieblad van de fabrikant; • Er is gerekend met 1500 draaiuren per jaar; • Bij het bypass filter is gerekend met verversingstermijn voor de smeerolie van 3000 draaiuren (dit is een schatting gebaseerd op ervaringen uit het verleden. Door middel van smeerolieanalyses kan deze termijn geoptimaliseerd worden).

Kosten analyse 10W40 olie Kosten bij gebruik van 10W40 olie (huidige situatie)

Algemene informatie Carterinhoud Oliekosten Draaiuren per jaar

= = =

33,30 [liter] 0,78 [€ / liter] 1.500,00 [draaiuren]

Verversingstermijn smeerolie

=

500,00 [draaiuren]

Aantal keren olie verversen (per jaar)

=

Kosten Kosten olie verversen (éénmalig) Kosten olie verversen (per jaar)

= =

3,00 [ x ]

25,97 € 77,92 €

Kosten analyse SAE30 olie Kosten indien gebruik wordt gemaakt van SAE30 olie


= = =



=

500,00 [draaiuren]

Aantal keren olie verversen (per jaar)

=

Kosten Kosten olie verversen (éénmalig) Kosten olie verversen (per jaar)

= =

3,00 [ x ]

83,25 € 249,75 €

Kosten analyse 10W40 olie + Trabold filter Kosten indien gebruik wordt gemaakt van 10W40 olie + Trabold filter


=



=

3.000,00 [draaiuren]

Aantel keren olie verversen (per jaar)

=

0,500 [ x ]

Kosten olie Kosten olie verversen (éénmalig) Kosten olie verversen (per jaar)

= =

25,97 € 12,99 €

Vaste kosten Trabold filter Kosten, Trabold filter (no.20)

=

382,00 €

Variabele kosten Trabold filter Kosten, filterelement (no. 20)

=

15,00 €

= =

0,500 [ x ] 7,50 €

Aantal keren filterelement vernieuwen (per jaar) Kosten aan filterelementen (per jaar) Totaalkosten (per jaar) Vaste kosten Trabold filter Oliekosten Variabele kosten Trabold filter Totaal (in 1 jaar)

=

= = =

382,00 € 12,99 € 7,50 €

=

402,49 €

* Let op: In de totaalprijs is ook de aanschafprijs van het filterhuis meegenomen. Deze is eenmalig.

Kosten analyse SAE30 olie + Trabold filter Kosten indien gebruik wordt gemaakt van SAE30 olie + Trabold filter


=



=

3.000,00 [draaiuren]

Aantel keren olie verversen (per jaar)

=

0,500 [ x ]

Kosten olie Kosten olie verversen (éénmalig) Kosten olie verversen (per jaar)

= =

83,25 € 41,63 €

Vaste kosten Trabold filter Kosten, Trabold filter (no.20)

=

382,00 €

Variabele kosten Trabold filter Kosten, filterelement (no. 20)

=

15,00 €

= =

0,500 [ x ] 7,50 €

Aantal keren filterelement vernieuwen (per jaar) Kosten aan filterelementen (per jaar) Totaalkosten (per jaar) Vaste kosten Trabold filter Oliekosten Variabele kosten Trabold filter Totaal (in 1 jaar)

=

= = =

382,00 € 41,63 € 7,50 €

=

431,13 €

* Let op: In de totaalprijs is ook de aanschafprijs van het filterhuis meegenomen. Deze is eenmalig.

Kostenoverzicht Jaar 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

10W40 78 156 234 312 390 468 545 623 701 779

SAE30 250 500 749 999 1.249 1.499 1.748 1.998 2.248 2.498

11 12 13 14 15

857 935 1.013 1.091 1.169

2.747 2.997 3.247 3.497 3.746

Kosten [ € ] 10W40 + Trabold 402 423 443 464 484 505 525 546 566 587 607 628 648 669 689

SAE30 + Trabold 431 480 529 579 628 677 726 775 824 873 922 972 1.021 1.070 1.119

Kosten [€]

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

1

2

3

4

10W40

5

6

SAE30

7

9

10W40 + Trabold

Tijd [jaren]

8

Kosten

11

SAE30 + Trabold

10

12

13

14

15

Onderzoeksverslag Schone motor voor de binnenvaart. Auteur: Projectgroep 2 Schoon schip maken. Versie: 1

Recommend Documents