Susan Laret (M4N)

WAGENBORG, M.V. REESTBORG

Brandstofbesparing Onderzoeksrapport brandstofbesparing door middel van weerroutering Susan Laret (M4N) 22-1-2015

Begeleider MIWB: H. Spanjer Begeleider Reestborg: C/O X. van Nieuwenhove 1

Voorwoord Dit rapport is gemaakt als afstudeeronderzoek voor de opleiding maritiem officier aan het maritiem instituut Willem Barentsz. Het onderzoek zal plaatsvinden aan boord van de Reestborg, een multipurpose dry cargo carrier van rederij Wagenborg. Dit rapport is bestemd voor mensen werkende in de scheepvaartindustrie die belangstelling hebben voor het behalen van brandstofbesparing door middel van weerroutering in de kustvaart. De schrijver van dit rapport is dank verschuldigd aan kapitein A.R.J. Harssema, eerste stuurman X. van Nieuwenhove en verscheidene mensen van het Wagenborg kantoor voor het bieden van informatie en het delen van kennis. Reestborg, 22 januari 2015 Susan Laret

2

Samenvatting Op de Reestborg is in de periode van september 2014 tot en met januari 2015 onderzoek gedaan naar brandstofbesparing met behulp van weerroutering. Het vaargebied van de Reestborg beperkt zich tot de Baltic en de Noordzee. De mogelijkheid tot weerroutering in de Baltic is minimaal vanwege de korte afstanden tot de kust en de afhankelijkheid van verkeersscheidingsstelsels. Op de Noordzee kan er brandstofbesparing door weerroutering gehaald worden, maar dit is alleen van toepassing in extreme weersomstandigheden. De brandstofbesparing die gehaald wordt is minimaal en is alleen relevant als de Reestborg haar Lay-days moet halen. Is dit niet het geval dan is de brandstofbesparing die gehaald kan worden te verwaarlozen als er gekeken wordt naar de brandstofkosten die bespaart kunnen worden door bijvoorbeeld het slechte weer voorbij te laten gaan en het schip een dag ten anker te leggen, tijdig vaart te verminderen of driften. De optimale route die door SPOS gegenereerd wordt is afhankelijk van de programma instellingen. Het gaat hier om brandstofverbruik bij een snelheid over de grond, e vaartafvalgrafiek en de weerslimieten. Verandering van deze instellingen zorgt voor verandering van de optimale route. Om SPOS de optimale route te laten berekenen voor de Reestborg zullen deze instellingen aangepast moeten worden naar de gegevens van het schip. Deze gegevens kunnen gehaald worden uit observaties van de bemanning, maar dit neemt veel tijd in beslag. Er zou geïnvesteerd kunnen worden in modelproeven om zo de gegevens van het schip te verzamelen. Door het perfectioneren van de instellingen zal er een optimale route gegeven worden die bij eigenschappen van de Reestborg hoort. Hoe nauwkeuriger de gegevens, hoe nauwkeuriger de optimale route en de daarbij horende brandstof verbruiken, snelheden en eventuele vertragingen. De keuze Kieler Kanaal of Skagen wordt op de Reestborg op dit moment bepaald aan de hand van de te halen lay-days en is dus tijdsafhankelijk. In januari 2015 is de Reestborg overgegaan op gasolie, vanwege de nieuwe wetgeving (zwavel regelgeving) die zegt dat het zwavelgehalte van de brandstof teruggebracht moet worden naar 0,1% bij schepen die varen in Sulphur Emission Control Areas, SECA’s. De bunkerprijzen van gasolie liggen bijna twee keer zo hoog als de HFO bunkerprijzen. Hierdoor komen de kosten van het om Skagen heen varen dichter in de buurt van de kosten die gemaakt worden bij een Kieler Kanaal passage. Afhankelijk van de bestemming betekend dit dat er maar een paar uur vertraging opgelopen hoeft te worden door weersomstandigheden om de kosten van Skagen gelijk of zelfs meer te maken dan een passage door het Kieler Kanaal. De kosten die gemaakt worden zijn afhankelijk van de reis, brandstofprijzen en de vertraging die eventueel wordt opgedaan. Er is een rekenmodel gemaakt door Susan voor de Reestborg die, na het invullen van een aantal variabelen, in één oogopslag laat zien wat de kosten zijn van de passage door het Kieler Kanaal en het om Skagen heen varen. Hiermee is aangetoond dat de keuze Kieler Kanaal of Skagen nu niet meer alleen afhankelijk hoeft te zijn van tijdswinst, maar dat ook brandstofbesparing door weerroutering een beslissende factor kan zijn.

3

Inhoudsopgave Voorwoord .............................................................................................................................................. 2 Samenvatting........................................................................................................................................... 3 Inleiding ................................................................................................................................................... 6 1.

Onderzoeksplan............................................................................................................................... 7 Probleemanalyse ................................................................................................................................. 7 Doelstelling .......................................................................................................................................... 8 Hoofdvraag .......................................................................................................................................... 9 Deelvragen .......................................................................................................................................... 9 Theoretisch kader .............................................................................................................................. 10 Rederij Wagenborg........................................................................................................................ 10 M.V. Reestborg .............................................................................................................................. 10 Brandstof verbruik Reestborg ....................................................................................................... 10 SPOS, Ship Performance Optimisation System ............................................................................. 11 Route optimalisatie ....................................................................................................................... 12 Besparing ....................................................................................................................................... 13 Kielerkanaal, NOK .......................................................................................................................... 13 Conceptueel model ........................................................................................................................... 15 Uitvoering .......................................................................................................................................... 16

2.

Kieler Kanaal of Skagen ................................................................................................................. 17 Kosten ................................................................................................................................................ 17 Rekenmodel....................................................................................................................................... 22 SPOS................................................................................................................................................... 25 Praktijk ............................................................................................................................................... 27 Conclusie ........................................................................................................................................... 27

3.

De optimale route ......................................................................................................................... 28 Instellingen ........................................................................................................................................ 28 Waypointen ................................................................................................................................... 28 Snelheid, brandstofverbruik en de vaartafval grafiek ................................................................... 29 Weer limieten ................................................................................................................................ 31 Conclusie ........................................................................................................................................... 32

4.

Uitvoerbaarheid van de optimale route........................................................................................ 33 De Baltic............................................................................................................................................. 33 De Noordzee ...................................................................................................................................... 34 4

Conclusie ........................................................................................................................................... 36 5.

Eind conclusie ................................................................................................................................ 37

6.

Aanbeveling ................................................................................................................................... 38

7.

Bronvermelding ............................................................................................................................. 39

8.

Bijlages........................................................................................................................................... 40 Bijlage 1 Berekeningen van de brandstofkosten ............................................................................... 41 Bijlage 2 Gebied in de Baltic waar weerroutering niet mogelijk is.................................................... 48

5

Inleiding Voor het behalen van brandstofbesparing is weerroutering de laatste paar jaren steeds meer op de voorgrond gekomen. Met het optimalisatie programma SPOS, ‘Ship Performance Optimisation System’, zal aan de hand van de weersomstandigheden en gegevens van het schip een optimale route berekend worden met als hoofddoel van dit onderzoek het besparen van brandstof. Toch wordt er niet altijd gebruik gemaakt van een routeringprogramma, door bijvoorbeeld te weinig kennis over SPOS. Hierdoor worden er onnodige brandstofkosten gemaakt. Dit rapport beantwoord de vraag of brandstofbesparing haalbaar is door middel van weerroutering op de routes van de Reestborg. De Reestborg is een multipurpose dry cargo carrier die onder de vloot van Wagenborg valt. De Reestborg doet voornamelijk kustvaart trajecten met de Baltic en de Noordzee als hoofdvaargebied. Het beantwoorden van de hoofdvraag wordt gedaan middels fieldresearch. De met de hand ingevoerde routes in SPOS worden vergeleken met de berekende optimale routes van SPOS. Er wordt in de praktijk gekeken of de optimale route die SPOS biedt ook daadwerkelijk te realiseren is. Naast het fieldresearch is er informatie verkregen van de officieren aan boord en van het kantoor van Wagenborg. In dit rapport zijn de volgende factoren meegenomen: -

De rol van het Kieler Kanaal

-

Het per één januari 2015 overgaan op gasolie

-

De verschillen tussen de ingevoerde route en de berekende optimale route

-

De uitvoerbaarheid van de optimale route en dus of weerroutering van toepassing is op het vaargebied van de Reestborg

De opbouw van het rapport is als volgt: In hoofdstuk één is het onderzoeksplan weergegeven. Dit onderdeel is de basis voor het onderzoeksrapport. Vervolgens staan vanaf Hoofdstuk twee de uitgewerkte deelvragen. Het beantwoorden van de deelvragen zal ervoor zorgen dat de hoofdvraag beantwoord kan worden. Het verslag wordt afgesloten met een conclusie waarin de hoofdvraag van het onderzoek beantwoord zal worden en eventuele aanbevelingen voor rederij Wagenborg en de Reestborg.

6

1. Onderzoeksplan Probleemanalyse Tegenwoordig is het erg in trek voor rederijen om haar schepen zo economisch mogelijk te laten varen. Hierbij wordt er onder andere gekeken naar het terugdingen van de brandstofkosten. Één van de manieren om dit te realiseren is door middel van het routeringprogramma ‘Ship Performance Optimisation System, SPOS. Kijkend naar de weersomstandigheden wordt een optimale route berekend met als doel het vergroten van de veiligheid van het schip, de lading, de bemanning, maar ook besparing van brandstof. Toch wordt er, ondanks de keuze uit de verschillende routes die SPOS biedt, niet altijd gebruik gemaakt van de mogelijkheid tot route optimalisatie. Hierdoor kunnen er onnodige brandstofkosten worden gemaakt. De Reestborg is één van de nieuwste schepen van rederij Wagenborg. Het vaargebied van de Reestborg beperkt zich tot de Baltic en de Noordzee. De route die de Reestborg vaart door de Baltic wordt voornamelijk bepaald door de verkeersscheidingsstelsels en de korte afstand tot de kust. De afstand tussen de waypointen in de Baltic en de Noordzee is veel kleiner in vergelijking tot de afstand van de waypointen bij een oceaan oversteek. Hoe kleiner de afstand tussen de waypointen, hoe moeilijker het voor SPOS wordt om met alternatieven te komen voor de ingevoerde route. De mogelijkheid tot brandstof besparing wordt daarmee ook kleiner. Brandstofbesparing door weerroutering hoeft niet altijd via een optimale route te gebeuren. De keuze van slecht weer afwachten kan ook door SPOS genomen worden en behoort dus ook tot routeren. Door het invoeren van gegevens kan SPOS een optimale route produceren, aangepast aan de ingevoerde criteria en de reactie op de weersomstandigheden van het schip. Het gaat hier om de snelheid over de grond tegenover het brandstofverbruik. Hierbij kan een vaartafvalgrafiek ingevuld worden om SPOS te laten rekenen met de snelheden die het schip aanneemt bij verschillende golfhoogtes en windsnelheden uit verschillende richtingen. Op de routes van de Reestborg is er de mogelijkheid om te kiezen tussen de doorgang via het Kieler Kanaal of Skagen om van de Baltic naar de Noordzee te gaan. De keuze Kieler Kanaal lijkt erg aantrekkelijk, omdat hiermee een dag varen bespaart kan worden en daarmee ook een dag brandstofverbruik. Waar SPOS geen rekening mee houdt is dat er bij het Kielerkanaal ook loodskosten en kanaalkosten bovenop de brandstofkosten komen. Is het dan nog steeds gunstiger om gebruik te maken van het Kieler Kanaal in plaats van Skagen. En wanneer wordt het wel aantrekkelijk, kijkend naar de weersomstandigheden om gebruik te maken van het Kieler Kanaal in plaats van Skagen. Per één januari moet in de SECA gebieden het zwavelgehalte van de brandstof teruggebracht worden naar 0,1%. Er zijn verschillende mogelijkheden om dit te behalen. Dit kan door het overgaan op laagzwavelige brandstof, overgaan op gasolie of door middel van ontzwaveling technieken zoals gebruik van een scrubber. De Reestborg is per één januari overgegaan op gasolie. De bunkerprijzen van gasolie liggen ruw gezien twee keer zo hoog als de HFO bunkerprijzen. Wat voor invloed heeft dit op de keuze Kieler Kanaal of Skagen.

7

Doelstelling Met dit onderzoek wordt gekeken naar het brandstofverbruik van de Reestborg. Bij verschillend vermogen van de hoofdmotor hoort een brandstofverbruik en een snelheid. Deze gegevens worden gevormd tot een profiel in SPOS om de gegeneerde routes met de gegeven informatie nauwkeuriger te maken. Hiermee zal worden gekeken of het mogelijk is om op de routes van de Reestborg door middel van weerroutering brandstof te besparen. De optimale route zal vergeleken worden met de zelf ingevoerde route. Hierbij zal er kennis moeten worden vergaard over het brandstofverbruik van de Reestborg, de instellingen en de werking van het programma SPOS. Door de optimale route en de ingevoerde route met elkaar te vergelijken kan er een conclusie worden getrokken met betrekking tot weerroutering en brandstofbesparing op de Reestborg. Hierna zal een aanbeveling volgen voor rederij Wagenborg.

8

Hoofdvraag Wat is de invloed van weerroutering op brandstofbesparing op de Reestborg?

Deelvragen -

Wat voor rol speelt het Kieler Kanaal met oog op route keuze door weersomstandigheden?

-

Wat voor invloed heeft het per één januari 2015 overgaan op gasolie op de keuze Kieler Kanaal of Skagen?

-

Wat is de mate van uitvoerbaarheid van weerroutering op de Reestborg?

9

Theoretisch kader Rederij Wagenborg Wagenborg is een internationale rederij met een moderne en milieuvriendelijke vloot van meer dan 180 schepen. Er is een enorme diversiteit in scheepstype en tonnage en daarom is de vloot flexibel en sluit aan op de steeds complexer wordende transportbehoeftes van verladers, groot en klein. Ook is Wagenborg een van de grootste spelers op het gebied van scheepsbevrachtigingen (chartering) in Noordwest-Europa. Inmiddels verzorgt Wagenborg hier één op de drie schepen onder Nederlandse vlag de bevrachting. Met een gemiddelde leeftijd van zes en een half jaar behoort de Wagenborg vloot tot één van de jongste ter wereld. Wagenborg vervoert diverse soorten ‘droge lading’ zoals erts, kolen, granen, kunstmesten, kaoline, bigbags en stukgoederen, maar is gespecialiseerd in het vervoer van bosproducten (hout, papier en cellulose), staalproducten (buizen, staalplaten, rollen en rails) en projectlading (industriële bouwprojecten, baggermaterieel, stalen tanks, offshore materieel, jachten en kranen). (Wagenborg, 2014) M.V. Reestborg De Reestborg is een multipurpose dry cargo carrier en is het eerste schip van de nieuwe R-serie van Wagenborg. Het schip is in 2013 in de vaart gekomen en doet vooral dienst in de Baltic en de Noordzee met het vervoer van bulk ladingen. (Wagenborg, 2014) Brandstof verbruik Reestborg Aan boord van de Reestborg staat een negen cilinder lijn motor van Wärtsilä. De hoofdmotor draait op dit moment alleen op zware olie (HFO, heavy fuel oil), maar kan ook op gasolie draaien. Bij full ahead, 85% vermogen is er een output van 3825kW en een specifiek brandstof verbruik van 194,8 g/kWh. Brandstof verbruik (kg/h) = afgegeven vermogen (kW) * specifiek brandstof verbruik (kg/kWh) Brandstof verbruik = 3825 kW * 0,1948 kg/kWh = 745,11 kg/h 745,11 kg/h * 24h = 17882,64 kg/dag 17882,64 kg/dag * 0,001 = 17,88 ton/dag De Reestborg vaart in de praktijk met een pitch van gemiddeld 70 procent, hier hoort een motorvermogen van ongeveer 60% bij. Uit het bunker report dat elke dag opgemaakt wordt door de HWTK kan gehaald worden dat bij deze load een brandstofverbruik hoort van 11,9 ton per dag. (Engine test report Reestborg, 2012) De kosten van low sulphur heavy fuel oil (LS HFO) en gasolie verschillen per land waar er gebunkerd wordt en de prijzen fluctueren per maand. De prijs waarmee gerekend wordt is 359 Usd per mton voor HFO en 620 Usd per mton voor gasolie. (Wagenborg)

10

SPOS, Ship Performance Optimisation System SPOS is een product dat op de markt gezet is door MeteoGroup. MeteoGroup is opgericht in 1986 in Nederland, met op dit moment het hoofdkantoor in Wageningen. MeteoGroup maakt gebruik van de zogenaamde NMB, Nautical Meteo Base. De NMB is opgericht in 2005 en word erkend als het meest betrouwbare weersvoorspelling systeem in de maritieme sector. Deze vormt de basis van alle producten van MeteoGroup. De NMB verwerkt data van verschillende weersvoorspellingmodellen, combineert de beste informatie van elk model en produceert dan zijn eigen weersvoorspelling. MeteoGroup heeft toegang tot de uitkomsten van de meest gerespecteerde weer modellen in de wereld: -

ECMWF, European Centre for Medium Range Weather Forecasting. Dit is een model van de gezamenlijke European weather services. UKMO UK Meteorological Office. NCEP, National Centers for Environmental Prediction van de American National Weather services.

Elk model heeft zijn eigen kwaliteiten. Bij MeteoGroup worden de uitkomsten van deze modellen gemonitoord en geëvalueerd op regelmatige basis. Dit geeft MeteoGroup de informatie om te beslissen welk model het beste is voor welke situatie of scenario. Met deze kennis word er gebruik gemaakt van de beste kenmerken van elk model wat resulteert in betrouwbare weersvoorspellingen. Een van de voornaamste producten van meteoGroup is SPOS. Het Ship Performance Optimisation System. Dit programma heeft zich bewezen als meest betrouwbare en accurate weerroutering programma van de wereld. Het is ontworpen om de kapitein en bemanning in staat te stellen om de route aan te passen aan de weersomstandigheden rekening houdend met de kenmerken van het schip. De kapitein kan dan kiezen voor de optimale route (met oog op safety en efficiëntie) voor het schip in heersende omstandigheden. De voornaamste voordelen van SPOS zijn: -

Betrouwbare weer data Efficiënte reis en ETA planning Brandstof en tijdbesparing Makkelijk hulpmiddel om snelheid en route alternatieven te vergelijken Het toenemen van de veiligheid van de bemanning Implementatie in SEEMP, Ships Energy Efficiency Management Plan 24/7 weersverwachtingen

De ingevoerde route in SPOS zal worden vergeleken met de optimale route. Het vergelijken van de routes, met de heersende weersomstandigheden, geeft weer hoeveel brandstof er bespaart kan worden. Om zover te komen zullen er wel eerst gegevens van het schip ingevoerd worden. Het gaat hier om de snelheid van het schip in kalm water en het bijbehorende brandstofverbruik in mT per dag, maar ook de diepgangen, hoeveel lading er aan boord, datum, tijd en de positie van het schip. SPOS kan gekoppeld worden aan de GPS, maar dit is bij de Reestborg niet het geval. Bij het updaten van de reis word gevraagd om het brandstofverbruik in te vullen. Deze gegevens helpen bij het nauwkeuriger berekenen van de optimale route. (Meteogroup, 2013) 11

Route optimalisatie Voor SPOS, om de optimale route te genereren, zijn er kenmerken nodig van het schip die ingevoerd moeten worden in het programma. Er zullen twee profielen voor de Reestborg aangemaakt worden, één voor geladen conditie en één voor ballast conditie. Bij deze profielen kan er ingevoerd worden wat het brandstofverbruik is bij verschillende snelheden. Naast deze profielen kan er ook een vaartafval grafiek ingevuld worden. Hierdoor kan SPOS rekening houden met de reactie van het schip bij verschillende golfhoogtes en windsnelheden uit verschillende richtingen bij het genereren van de optimale route.

12

Besparing Rederijen zijn allemaal op zoek naar zo veel mogelijk manieren om kosten te besparen. Eén van deze manieren is het gebruik van een weerrouteringprogramma. Een programma dat verteld wat de beste route is om te varen rekening houden met de heersende weersomstandigheden. Niet alleen de meest efficiënte route word gegeven, maar ook de veiligste route voor de bemanning, lading en het schip. Een efficiënte route hoeft niet perse de kortste route te zijn. Met weerroutering kan tot tien procent worden bespaart op brandstof. (Shipping efficiency, 2013) Kielerkanaal, NOK Het Kielerkanaal, ook wel het Noord Oostzee Kanaal (NOK) genoemd, bevindt zich tussen de Baltic en de Noordzee (van Brunsbüttel naar Kiel-Holtenau) en is tegenwoordig één van de drukst bevaren kanalen met gemiddeld 95 schepen per dag. De kosten die gemaakt worden met de passage door het Kielerkanaal kunnen op de site van KielCanal opgezocht worden. Na beantwoorden van een aantal vragen over de dimensies van het schip, of het schip obligaties heeft om een loods aan boord te nemen, diepgang en het gross tonnage van het schip, komt er een overzicht in beeld van wat de rederij kwijt is aan loods kosten, roergangers en passagekosten. Er staat bij het overzicht van de kosten nog wel dat er extra kosten bij kunnen komen door wachttijd en dat er tien procent van de loodskosten af getrokken zal worden als schepen geen zeeloods nemen. Voor het beantwoorden van deze vragen is uitgegaan van geladen conditie. Vraag 1: Heeft het schip een ontheffing voor de loods: Nee Vraag 2: Voldoet het schip aan de volgende gegeven dimensies: Nee a) 45,00m length 9,50m width 3,10m draft b) 55,00m length 8,50m width 3,10m draft c) 40,00m length 10,00m width 3,10m draft Vraag 3: Het schip voldoet / voldoet niet aan de volgende dimensies: voldoet niet aan A, B of C a) Het schip valt in de categorie olie, gas of chemicaliën tanker en heeft de volgende dimensies: 55,00m length en 8,00m width b) Het schip is een composite unit met een lengte meer dan 55,00m c) Het schip valt in de categorie binnenlandse schepen met een kapitein zonder certificaat of kwalificatie voor het Kielerkanaal Vraag 4: Diepgang van het schip: meer dan 7,00m Vraag 5: Gross tonnage van het schip: 14141 t 13

Uitkomst: -

Loodskosten: Roergangers kosten: Kanaal kosten: Totale kosten:

2856 euro 1093 euro 1582 euro 5531 euro

Bij de totale kosten van het Kieler Kanaal moet ook nog de loodskosten van de Elbe opgeteld worden. Zo komt de Reestborg op een totaal bedrag van 5531 euro + 1018 euro = 6549 euro. De uitkomst van de totale kosten veranderd niet als de diepgang tussen de zes en zeven meter zit, dit is het geval als de Reestborg in ballast vaart. Bij de totale kosten van Kielerkanaal zijn de brandstofkosten nog niet verwerkt. Inclusief brandstof komen de kosten neer op ongeveer 9500 euro. (Kiel-Canal, 2012)

14

Conceptueel model

15

Uitvoering Er is een beschrijvend onderzoek gedaan. Dat betekend dat er een situatie in kaart gebracht word en er veel kennis vergaard moet worden over het onderwerp. Het onderzoek zal hierbij ondersteund worden door deskresearch en fieldresearch. Er zal gebruik gemaakt worden van bestaande gegevens in de vorm van literatuur en voorgaande onderzoeken. Bij het Fieldresearch worden er zelf gegevens verzamelt door middel van het opzetten van een eigen onderzoek en deze uit te voeren. Met behulp van deskresearch zal de kwaliteit van het fieldresearch verbeterd worden. Deze vorm van onderzoeken valt onder een kwalitatief onderzoek. Er zal diep op de materie ingegaan worden en ook verwachtingen, behoeftes en wensen zullen beschreven worden in dit verslag. Het onderzoek zal hierdoor veel gegevens, ideeën en aandachtspunten opleveren. (Fischer & Julsing, 2007)

16

2. Kieler Kanaal of Skagen In dit hoofdstuk wordt behandeld hoeveel uur de Reestborg mag verliezen, door de heersende weersomstandigheden, bij het om Skagen heen varen om gelijk te spelen met de kosten van het Kieler Kanaal. De afweging wordt per reis bepaald, omdat het verschil in afstand tussen het Kieler Kanaal en Skagen per reis verschillend is. Wanneer wordt het Kieler Kanaal aantrekkelijk en wat gaat er veranderen in de overweging Skagen – Kieler Kanaal zodra er per één januari 2015 over wordt gegaan op gasolie.

Kosten De afstand van het Kieler Kanaal in vergelijking tot Skagen is afhankelijk van de bestemming maar blijkt vele male korter. Ttoch is de Reestborg meer kosten kwijt aan een passage door het Kanaal. De route naar het Kieler Kanaal en de route als de Reestborg uit het Kieler Kanaal is zorgt voor een verschillende delta afstand. Om deze reden is er per reis gekeken wat de brandstofkosten zijn. Waar SPOS geen rekening mee houdt bij het berekenen van zijn optimale route is dat er bij het Kieler Kanaal, naast de brandstof kosten, ook nog kanaal kosten en loods kosten bijkomen. Hieronder is een overzicht te zien van de meest gevaren routes van de Reestborg, waarbij gekeken is naar de bekorting door het Kieler kanaal en de kosten die hierbij komen kijken. Het verbruik op HFO is na één januari 2015 niet meer van toepassing, maar was wel van toepassing tijdens het schrijven van dit rapport. Daarom is dit wel meegenomen in onderstaande berekening, maar niet in het rekenmodel. Er is gerekend met de volgende gegevens: Geladen conditie -

Een gemiddelde snelheid van 11,5 knopen op zee met een brandstofverbruik van 12,9mT/dag. Een gemiddelde snelheid van 9 knopen door het Kieler Kanaal met een brandstofverbruik van 9,4mT/dag. Brandstofprijzen: wisselkoers in de maand december: 1 euro is 1,2195Usd HFO 359Usd per mton = 294,38 euro per mton Gasolie 620Usd per mton = 508,41 euro per mton

Ballast conditie -

Een gemiddelde snelheid van 12 knopen op zee met een brandstofverbruik van 10,7mT/dag ( Een gemiddelde snelheid van 8,5 knopen door het Kieler Kanaal met een brandstofverbruik van 6,5mT/dag. Brandstofprijzen zijn gelijk met de brandstofprijzen die staan bij geladen conditie

Lengte Kieler Kanaal (van sluis tot sluis) is 98,637km = 98,637 / 1,852 =53,3nm Kieler Kanaal: loodskosten (inclusief loods Elbe) + roergangerkosten + kanaalkosten = 6549 euro

17

Hargshamn – Hamburg (geladen conditie)

Afstand via Skagen is 1152nm Tijd = 1152nm / 11,5kn = 100,174 uur = 4 dagen 4 uur 10 minuten Brandstofverbruik = 100,174 uur / 24 uur = 4,174 dagen * 12,6mT/dag = 52,6mT Kosten HFO: 52,6mT * 294,38 euro/mT = 15481,84 euro Kosten gasolie = 52,6mT * 508,41 euro/mT = 26742,37 euro

Afstand via Kieler Kanaal is 670nm 670nm – 53,3 nm = 616,7 nm volle kracht en 53,3nm halve kracht Tijd =

616,7nm / 11,5kn = 53,626 uur = 2 dagen 5 uur 40 minuten 53,3nm / 9kn = 5,922 uur = 5 uur 55 minuten

Totale tijd = 2 dagen 11 uur 35 minuten Brandstofverbruik =

53,626 uur/ 24 uur = 2,234 dagen * 12,6mT/dag = 28,2mT 5,922 uur / 24 uur = 0,247 dagen * 9,4mT/dag = 2,3mT

Totaal brandstofverbruik = 30,5mT Kosten HFO : 30,5mT * 294,38 euro/mT = 8978,59 euro Totale kosten: 8978,59 + 6549 = 15527,59 euro Kosten gasolie = 30,5mT * 508,41 euro/mT = 15506,51 euro Totale kosten = 15506,5 + 6549 = 22055,5 euro

Via Skagen Via Kieler Kanaal

HFO 15481,84 euro 15527,59 euro

De rest van de berekeningen zijn te vinden in bijlage 1.

18

Gasolie 26742,37 euro 22055,50 euro

Hargshamn – Hamburg (geladen conditie)


HFO 15481,84 euro 15527,59 euro


HFO 16455,84 euro 19295,65 euro


Riga – Hull (geladen conditie)


Hargshamn – Rotterdam (geladen conditie)


HFO 16396,97 euro 18648,02 euro


HFO 12069,58 euro 16881,74 euro


HFO 10862,62 euro 13643,56 euro


HFO 12040,14 euro 16930,05 euro


HFO 11745,76 euro 16777,53 euro


HFO 11745,76 euro 16911,18 euro


Hull – Riga

Via Skagen Via Kieler Kanaal Hamburg – Riga (ballast conditie)


Rotterdam - Hargshamn (ballast conditie) Via Skagen Via Kieler Kanaal

Rotterdam - Riga (ballast conditie)


Hull - Hargshamn (ballast conditie) Via Skagen Via Kieler Kanaal

19

Brandstofverbruik Kieler Kanaal Vs Skagen Hull - Hargshamn

24445,03 20285,56 16911,18 11745,76

Rotterdam - Riga

23326,53 20285,56 16777,53 11745,76

Via Kieler Kanaal gasolie

23479,05 20793,97 16930,05 12040,14

Rotterdam - Hargshamn

Route

Hamburg - Riga

Hull - Riga

18801,68 18760,33 13643,56 10862,62

Via Kieler Kanaal HFO

24394,19 20844,81 16881,74 12069,58

Via Skagen HFO

Hargshamn - Rotterdam

27444,65 28318,44 18648,02 16396,97

Riga - Hull

28563,15 28420,12 19295,65 16455,84

Hargshamn - Hamburg

22055,50 26742,37 15527,59 15481,84 0

Via Skagen gasolie

5000

10000

15000

Euro

20

20000

25000

30000

Kijkend naar de grafiek op de vorige pagina, kan er gezegd worden dat het goedkoper is voor de reizen van de Reestborg om via Skagen te varen dan via het Kieler Kanaal. Met uitzondering van de volgende reizen: -

Hamburg – Riga, varend op gasolie Hargshamn – Hamburg varend op gasolie ( op HFO zijn de kosten nagenoeg gelijk) Hargshamn – Rotterdam varend op gasolie

Voor de rest van de routes is het interessant om te kijken wanneer het Kieler Kanaal aantrekkelijker wordt. Dit is gedaan aan de hand van de tijd die de Reestborg kan verliezen op de Noordzee, door slechte weersomstandigheden. Er wordt hierbij alleen gekeken naar het varen op gasolie, omdat het varen op HFO niet meer van toepassing is op de Reestborg wegens het overgaan op gasolie per één januari 2015.

Hargshamn - Hamburg Riga - Hull Hargshamn - Rotterdam Hull - Riga Hamburg - Riga Rotterdam - Hargshamn Rotterdam - Riga Hull - Hargshamn

Via Skagen 26742,37 28420,12 28318,44 20844,81 18760,33 20793,97 20285,56 20285,56

Via Kieler Kanaal 22055,50 28563,15 27444,65 24394,19 18801,68 23479,05 23326,53 24445,03

Verschil in euro 4686,87 -143,03 873,79 -3549,38 -41,35 -2685,08 -3040,97 -4159,47

Tijdverlies in uur NOK goedkoper -0,5 NOK goedkoper -13,3 -0,2 -10,1 -11,4 -15,6

Er moet een half tot vijftien en een half uur vertraging opgelopen worden door de weersomstandigheden, afhankelijk van de reis. De praktijk heeft geleerd dat deze vertraging gehaald kan worden bij een oversteek op de Noordzee, dus op de routes Riga – Hull, Hull – Hargshman en Hull - Riga. Voor de reis Riga – Hull heeft de Reestborg, door de weersomstandigheden op de Noordzee, overwogen om het Kieler Kanaal te nemen. De weersomstandigheden op de Noordzee waren slecht, maar nog niet zo slecht dat de Reestborg de Noordzee niet kon oversteken. Dit samen met de reden dat er al bunkers waren besteld voor Skagen heeft er toe geleid dat er voor het om Skagen heen varen is gekozen en niet voor het Kieler Kanaal. Eenmaal aangekomen bij Skagen hadden de weersomstandigheden zich zo verslechterd dat het voor de Reestborg niet meer mogelijk was om de Noordzee te kunnen oversteken, in verband met de veiligheid van het schip, de lading en de bemanning. Denk hierbij aan toenemende golfhoogtes tot negen meter en windsnelheden van vijftig tot zestig knopen. Er is toen gekozen om te gaan driften en zo het slechte weer voorover te laten gaan. Om als nog de lay-days te halen is de Reestborg met meer vaart de Noordzee overgestoken. Waren er geen bunkers besteld voor Skagen dan had de Reestborg door het Kieler Kanaal gegaan, had ze op het slechte weer vooruitgelopen en had ze met een economische snelheid de Noordzee kunnen oversteken. De Reestborg heeft 892nm afgelegd als zij op het punt komen waar ze besluiten te gaan driften. 892nm / 11,5kn = 77,565 uur / 24 = 3,232 dagen 21

3,232 dagen * 12,6mT/dag = 40,7mT brandstof verbruikt Daarna heeft de Reestborg nog 375nm afgelegd tot Hull met een snelheid van 13,7 knopen, het brandstofverbruik over deze 375 nm is opgezocht in de dagelijkse bunkersheet en bedraagt 20,6mT 375nm / 13,7 kn = 27,372 uur. Dit betekend dat de Reestborg (24*60) / 27,372 = 18,06mT/dag verstookt heeft. Het totale brandstofverbruik van deze reis is 40,7+20,6 = 61,3mT HFO HFO

61,3mT * 294,38 euro/mT = 18045,49 euro

Gasolie

61,3mT * 508,41euro/mT = 31165,53euro

De kosten van deze reis door het Kieler Kanaal zouden zijn geweest: HFO

19295,65 euro

Gasolie

27098,25 euro

Er is dan wel behoorlijk wat vertraging opgelopen door de Reestborg, toch was het goedkoper om via Skagen te varen dan via het Kieler Kanaal. Als er gekeken wordt naar de gasolie brandstofprijzen dan wordt het interessant. Varend op gasolie had de Reestborg 31165,53 – 27098,25 = 4067,28 euro gescheeld als zij gekozen had voor het Kieler Kanaal.

Rekenmodel In de berekeningen is uitgegaan van meest ideale situatie. Er is geen rekening gehouden met de fluctuerende brandstofprijzen of de wachttijden bij het Kieler Kanaal. Het steeds veranderen van deze gegevens zal zorgen voor andere uitkomsten. De wachttijden van het Kielerkanaal is een onvoorspelbare variabele, deze is wel meegenomen in het rekenmodel, maar kan dus niet van te voren bepaald worden. In deze variabele moet ook de wachttijd in de sluis meegenomen worden. Voor de twee sluizen zal dit ongeveer anderhalf uur zijn. Er mag vanuit gegaan worden dat er wachttijd bij het Kieler Kanaal bijkomt. Onder deze wachttijd zal het schip geen vaart lopen, maar zal de motor wel draaien. Bij een stationair draaiende motor op de Reestborg wordt honderd liter brandstof per uur verstookt. Dit is 0,1 ton per uur. Dit rekenmodel is alleen gebaseerd op het varen op gasolie, omdat dit in 2015 voor de Reestborg van toepassing is. De gasolie prijzen kunnen per week, maar ook per gebied verschillen. Dit kan ingevuld worden in het model. Zo kan er bepaald worden, aan de hand van de brandstofprijzen, het verlies in uren om Skagen door weersomstandigheden en welke reis er gevaren wordt of het gunstiger is om via het Kieler Kanaal of via Skagen te varen. Het tijdverlies dat de Reestborg kan maken, varend op gasolie, ligt veel lager dan het tijdverlies varend op HFO. Dit komt omdat het verschil in brandstofkosten tussen Skagen en het Kieler Kanaal met gasolie kleiner is dan met HFO.

22

23

Figuur 1 Rekenmodel Skagen - Kieler Kanaal

In figuur 1 is het rekenmodel te zien. De blauwe gekleurde vakken zijn de variabelen, deze kunnen dus aangepast worden naar de omstandigheden. Hieronder valt de fluctuerende brandstofprijs, snelheid, brandstofverbruik, Kieler Kanaal kosten en het tijdverlies in uren voor zowel Skagen als het Kieler Kanaal. In figuur 1 zijn alle reizen die de Reestborg maakt te zien. Om het model overzichtelijker te maken kan er ook één reis aangevinkt worden. In de rechter kolom worden dan de kosten weergegeven, waardoor er een keuze gemaakt kan worden tussen het varen om Skagen of door het Kieler Kanaal.

Het model is apart bijgevoegd in een Excel bestand.

24

SPOS De keuze Kieler Kanaal of Skagen zal uiteindelijk door SPOS gemaakt moeten worden. De weersomstandigheden bepalen hoeveel vertraging er opgelopen zal worden. SPOS geeft een optimale route en bij deze route worden een aantal gegevens weergegeven: -

Snelheid in kalm water (dit gegeven wordt door de bemanning ingevuld) Snelheid over de grond Afstand Brandstofverbruik over de hele reis (is gekoppeld aan de snelheid in kalm water en is dus ook door de bemanning ingevuld in mT/dag) CO₂ uitstoot Duur van de reis ETA, estimated time of arrival

Deze gegevens zijn bepalend voor de keuze die gemaakt moet worden. Hier kan namelijk uitgehaald worden hoeveel vertraging de Reestborg op gaat lopen. Dit is te zien aan de snelheid over de grond, de duur van de reis en de ETA.

Figuur 2 gegevens optimale route uit SPOS

Voor de route Riga- Hull (3-1-2015) is te zien in figuur 2 dat er een snelheid ingevoerd is van 11,5kn (Sicw, speed in calm water). SPOS geeft aan dat de Reestborg met de heersende weersomstandigheden gemiddeld 10,4 knopen over de grond zal lopen als het schip via Skagen vaart en 10,9 knopen als we de route door het Kieler Kanaal invoeren. Riga – Hull (geladen conditie) Afstand via Skagen is 1224nm Tijd = 1224nm / 11,5kn = 106,435 uur = 4 dagen 10 uur 25 minuten Brandstofverbruik = 106,435 uur / 24 uur = 4,435 dagen * 12,6mT/dag = 55,9mT Kosten gasolie = 55,9mT * 508,41 euro/mT = 28420,12 euro Volgens SPOS Tijd = 1224nm / 10,4kn = 117,692 uur = 4 dagen 21 uur 41 minuten Brandstofverbruik = 117,692 uur / 24 uur = 4,904 dagen * 12,6mT/dag = 61,8mT Kosten gasolie = 61,8mT * 508,41 euro/mT = 31413,87 euro Met een snelheid van 10,4 knopen zal de Reestborg elf uur langer doen over deze reis via Skagen. Hierdoor wordt er 5,9mT meer brandstof verbruikt wat neer komt 2993,75 euro.

25

Riga – Hull (geladen conditie) Afstand via Kieler Kanaal is 952nm 952nm – 53,3 nm = 898,5 nm volle kracht en 53,3nm halve kracht Tijd =




Totaal brandstofverbruik = 43,3mT Kosten gasolie = 43,3mT * 508,41 euro/mT = 22014,15 euro Totale kosten = 22014,15 + 6549 = 28563,15 euro Volgens SPOS 952nm – 53,3 nm = 898,5 nm volle kracht en 53,3nm halve kracht Tijd =




Totaal brandstofverbruik = 45,6mT Kosten gasolie = 45,6mT * 508,41 euro/mT = 23183,49 euro Totale kosten = 23183,49 + 6549 = 29732,49 euro Als de reis via het Kieler Kanaal zal gaan dan wordt er met de heersende omstandigheden vier uur langer over gedaan. Hierdoor wordt er 2,3mT meer brandstof verbruikt wat neer komt 1169,34 euro. Door de weersomstandigheden zal er dus via beide routes meer brandstof verbruikt worden. Als we deze routes met elkaar vergelijken dan is de conclusie dat er aan de hand van de weersomstandigheden minder brandstof verbruikt wordt als de Reestborg door het Kieler Kanaal gaat.

26

Praktijk In de praktijk wordt de keuze Kieler Kanaal nog niet gemaakt op brandstofkosten, maar op tijdswinst. De Reestborg wil zo gunstig mogelijk gebruik maken van haar lay-days en zal om die reden een keuze maken tussen Skagen en het Kieler Kanaal. Door de berekeningen wordt aangetoond dat de keuze nu niet alleen gebaseerd hoeft te worden op het halen van de lay-days en dus tijdswinst, maar kan nu dus ook worden gebaseerd op de brandstofkosten en daarmee op brandstofbesparing.

Conclusie Door de Reestborg wordt er nu alleen gebruik gemaakt van het Kieler Kanaal als het om tijdswinst gaat. Met de berekeningen die in dit rapport gemaakt zijn en met het rekenmodel wordt aangetoond dat tijdswinst niet altijd de beslissende factor hoeft te zijn. In januari 2015 is de Reestborg overgegaan op gasolie. Door de hoge bunkerprijzen van gasolie wordt het verschil in kosten tussen het Kieler Kanaal en Skagen kleiner. Hiermee wordt ook het verlies in uren wat de Reestborg mag maken om gelijk te spelen met het Kieler Kanaal kleiner. Een vertraging om Skagen door de weersomstandigheden kan er toe leiden dat het Kieler Kanaal gunstiger is, kijkend naar het brandstofverbruik en daarbij de brandstofkosten. Het Kieler Kanaal speelt dus een grote rol in de route keuze, omdat dit tot brandstofbesparing kan leiden.

27

3. De optimale route Met de reisvoorbereiding wordt er een route gemaakt die ingevoerd wordt in de ECDIS. Het gaat hier om de kortst mogelijke route van haven A naar haven B. Om de route te optimaliseren naar de heersende weersomstandigheden, wordt deze ook ingevoerd in het weerroutering programma SPOS. De criteria waar de optimale route aan moet voldoen is voor de Reestborg veiligheid van het schip, bemanning en lading, maar ook het zo economisch mogelijk naar de volgende bestemming varen. SPOS berekend alternatieve routes gebaseerd op deze belangrijke criteria. Daarnaast is het ook nog de mogelijk om het brandstofverbruik mee te nemen in zijn berekening. Hierdoor wordt het programma aantrekkelijk, omdat weerroutering zo een optie biedt om mogelijk brandstof te besparen. In dit hoofdstuk wordt beschreven wat de bemanning kan bijdragen aan de optimale route in SPOS door de standaard instellingen van SPOS te veranderen naar de eigenschappen van de Reestborg. Deze instellingen zijn van groot belang voor het bepalen van de optimale route.

Instellingen Door het invoeren van de waypointen, dus de route, kan SPOS een optimale route bieden rekening houdend met de heersende weersomstandigheden. Dit is zeer algemeen terwijl schepen verschillend reageren op dezelfde weersomstandigheden. Om het programma SPOS de optimale route te laten berekenen voor de Reestborg zullen de standaard instellingen veranderd moeten worden naar de eigenschappen van de Reestborg. De optimale route is afhankelijk van de volgende instelbare punten: -

De afstand tussen de waypointen De snelheid in relatie tot het brandstofverbruik van de Reestborg De vaartafvalgrafiek De weerlimieten

Waypointen Waypointen kunnen op twee manieren ingevoerd worden in SPOS. Dit kan door de exacte coördinaten in te vullen of door met de muis ‘random’ waypointen te plaatsen. De afstand tussen de waypointen is zeer bepalend voor de optimale route. Hoe groter de afstand, hoe meer “ruimte” SPOS krijgt om een optimale route te berekenen. De Baltic In de figuren 3 en 4 is te zien dat SPOS de optimale route van waypoint tot waypoint berekend. Dit zijn waypointen in de Baltic van de route Hargshamn – Rotterdam. In figuur 3 Is de optimale route tussen drie waypointen berekend terwijl in figuur 4 de optimale route tussen twee waypointen is berekend. Er is te zien dat op dezelfde dag, met dezelfde weersomstandigheden de optimale route anders uitkomt bij verschillend gebruik van waypointen.

Figuur 3 drie waypointen

Er zijn stukken in de Baltic waarbij de afstand tussen de waypointen zo klein is en niet verlegd kunnen worden in verband met verkeersscheidingsstelsels en nauw vaarwater dat de optimale route die SPOS biedt overeenkomt met de loxodroom. De gebieden waar het hier om gaat is de Great Belt, The Sound en de aanloop 28

Figuur 4 twee waypointen

hiervan. Deze gebieden worden verduidelijkt met een plaatje die te zien is in bijlage 2. De Noordzee Bij een oversteek op de Noordzee heeft SPOS meer ruimte tot het bieden van een optimale route. De optimale route wordt niet beperkt door waypointen die niet verschoven kunnen worden vanwege verkeersscheidingsstelsels en door de ‘kleine’ afstand tot kust. Snelheid, brandstofverbruik en de vaartafval grafiek SPOS kan berekenen hoeveel brandstof de Reestborg bij de optimale route verbruikt. Voordat dit berekend kan worden zal er een profiel (zie figuur 5) aangemaakt moeten worden waar ingevuld wordt hoeveel brandstof de Reestborg verbruikt bij een bepaalde snelheid. Hoe meer snelheden in relatie tot het brandstofverbruik per dag ingevuld worden, hoe beter de brandstofverbruik waarde is die SPOS weergeeft. Er wordt naast dit profiel ook een vaart afval grafiek ingevuld. Hierdoor weet SPOS wat de snelheid van de Reestborg wordt bij verschillende golfhoogtes en windsterktes uit verschillende richtingen . Zo kan SPOS aangeven bij de heersende weersomstandigheden wat voor vaart het schip zal lopen

Figuur 5 SPOS profiel

29

Brandstofverbruik Reestborg Om het profiel van het schip in te vullen is er bijgehouden, bij verschillende snelheden en over een bepaald tijdsbestek, hoeveel brandstof er door de brandstofmeter gelopen is bij de boosterunit. Het verbruik op de meter wordt aangeduid in kubieke meter. Om dit om te rekenen naar tonnen moet deze waarde vermenigvuldigd worden met de dichtheid van de brandstof. De dichtheid wordt gegeven bij een temperatuur van 15°C, terwijl de brandstof die door de brandstofmeter heen gaat een temperatuur van +/- 42°C heeft. Om de dichtheid van de brandstof bij 42°C te bereken is er gebruik gemaakt van de volgende formule:

-

ρt = de dichtheid bij t°C ρ15 = de dichtheid bij 15°C t = de temerpatuur van de brandstof

De dichtheid van de brandstof bij 15°C is gehaald uit de bunker papieren en is 990,6 kg/m³. Berekening: -

Load motor: 33% Pitch: 47% Speed over ground: 8,5 knoop 08h25m brandstofmeter waarde: 4827,22m³ 08h55m brandstofmeter waarde: 4827,36m³

Over een tijdsbestek van dertig minuten is er 4827,36 - 4827,22 = 0,14m³ brandstof verbruikt. Dit omgerekend naar een dag is 0,14 * 2 = 0,28m³/uur * 24 uur = 6,72m³/dag Hierbij hoort een dichtheid van ρt = 990,6 - 0,64 * (42 – 15) = 973,32kg/m³ = 0,97332mT/m³ Brandstofverbruik bij een load van 33% en een snelheid van 8,5 knoop is 6,72m³/dag * 0,97332mT/m³ = 6,54 mT/dag In de tabellen hieronder zijn de veel voorkomende snelheden van de Reestborg weergegeven en het daarbij horende brandstofverbruik.

Geladen conditie Load motor Speed over ground brandstofmeter waarde 1 brandstofmeter waarde 2 verschil brandstofverbruik per dag

97.5% 58.0% 43.6% 14.2 kn 11.5 kn 9.0 kn 4859.98m³ 4844.61m³ 4833.24m³ 4860.43m³ 4845.53m³ 4833.44m³ 0.45m³ in 30 min 0.92m³ in 100 min 0,20m³ in 30 min 21.0mT/dag 12.9mT/dag 9.4mT/dag

30

Ballast conditie Load motor Speed over ground brandstofmeter waarde 1 brandstofmeter waarde 2 verschil brandstofverbruik per dag

80.0% 13.8 kn 4819,22m³ 4819.73m³ 0.51m³ in 45 min 15.9mT/dag

51.0% 12.0 kn 4905.89m³ 4906.08m³ 0.19m³ in 25 min 10.7mT/dag

33.0% 8.5 kn 4827.22m³ 4827.36m³ 0.14m³ in 30 min 6.5mT/dag

Vaartafval grafiek In de rode kolom van figuur 5 is de vaartafval grafiek weergegeven. Dit is een belangrijk gegeven voor SPOS omdat aan de vaartafval grafiek de snelheid van het schip hangt. Toch mag het brandstofverbruik bij een bepaald motorvermogen niet veranderen als SPOS aangeeft dat door de weersomstandigheden de snelheid van het schip meer of minder wordt. Dit zijn namelijk invloeden van buitenaf, het motorvermogen wordt niet opgevoerd of gereduceerd door het schip. Om de vaartafval grafiek in te vullen moet gekeken worden naar hoe het schip reageert op de verschillende golfhoogtes en windsnelheden uit verschillende richtingen. Dit kan door observatie, maar dit is lang proces. Een andere optie is het investeren in modelproeven om de vaartafval grafiek zo waarheidsgetrouw mogelijk in te vullen. Weer limieten Om de veiligheid van het schip, zijn bemanning en de lading te vergroten kan er in SPOS aangegeven worden voor welke weersomstandigheden de Reestborg gewaarschuwd wil worden en welke weersomstandigheden de Reestborg wil vermijden. Ook dit is bepalend voor de optimale route. Bij de volgende punten kunnen de limieten aangegeven worden: Limieten Reestborg -

Minimale afstand tot hurricanes in zeemijlen Afstand tot tropical storms in zeemijlen Afstand tot tropical depressions in zeemijlen Maximale wind snelheid in knopen Maximale golfhoogte in meter Kop golven in meter met een periode van x seconden tot x seconden Zij golven in meter met een periode van x seconden tot x seconden Golven in de rug met een periode van x seconden tot x seconden Minimaal zicht: matig tot goed, matig, matig tot slecht, slecht Maximaal gevaar wat ijs betreft: licht, matig, ruw, erg ruw

Rood = vermijden

Groen = waarschuwing

300nm 300nm 300nm 35kn 6,0m 6,0m, 6 tot 14sec 6,0m, 6 tot 16sec 4,0m, 12 tot 20sec matig matig

Zwart = geen waarschuwing en niet vermijden

31

Conclusie Om SPOS de optimale route te laten genereren voor de Reestborg, moeten de instellingen in SPOS aangepast worden naar de eigenschappen van de Reestborg. Voor het perfectioneren van deze instellingen zijn gegevens nodig van het schip. Deze gegevens zijn bekend, moeten geobserveerd worden door de bemanning van de Reestborg of kunnen door middel van modelproeven bekend gemaakt worden. Verandering van deze gegevens zorgt voor een andere optimale route en dus andere resultaten. Kijkend naar brandstofbesparing is het dus van groot belang dat deze gegevens naar hoge nauwkeurigheid worden ingevuld voor een nauwkeurig resultaat.

32

4. Uitvoerbaarheid van de optimale route In dit hoofdstuk is gekeken of de optimale route die SPOS biedt ook uitvoerbaar is en of de brandstofbesparing die er mee gehaald kan worden ook daadwerkelijk relevant is. Er is gekeken naar weerroutering in de Baltic en op de Noordzee. In welk gebied is weerroutering het meest van toepassing en kan er in dat gebied met weerroutering brandstof bespaart worden.

De Baltic Zoals al eerder naar voren is gekomen in dit rapport zijn er stukken in de Baltic waar weerroutering helemaal niet van toepassing is. Het gaat hier om de Great Belt, The Sound, Skagen en de aanloop van deze drie gebieden. Hier is het schip gebonden aan verkeersscheidingsstelsels en nauwvaarwater waardoor er geen mogelijkheid is om af te wijken van de route voor weerroutering. Het gebied waar SPOS wel een alternatieve route biedt is van Riga naar Bornholm en van Hargshamn naar Bornholm. Toch wordt de optimale route hier ook beperkt vanwege verkeersscheidingsstelsels en het dicht onder de kust varen.

Figuur 6 Hargshamn - Bornholm

Zoals te zien in figuur 6 wordt er een optimale route (blauwe lijn) gegeven die anders is dan de ingevoerde route (gele lijn). Kijkend naar de “schepen” (in figuur 6 aangegeven met een rondje) valt op dat ze gelijk opgaan op de routes. Dit betekend dat er met de optimale route geen tijdswinst wordt behaald en geen brandstofbesparing. 33

Dit is ook te zien in de comparison track table. Het brandstofverbruik (dF, delta Fuel = 0.0) en de duur (dT, delta Time = +0) van de routes is gelijk. Ditzelfde geldt voor de route van Riga naar Bornholm, te zien in figuur 6.

Figuur 7 Riga - Bornholm

De reden dat SPOS toch met een optimale route komt ligt aan de snelheid, SOG. Zoals te zien in figuur 7 zal er op de ingevoerde route een snelheid gehaald worden van 10,8 knopen. Met de optimale route wordt een snelheid behaald van 10,9 knopen. De afstand tussen de waypointen is dan wel een halve zeemijl langer, maar met 10,9 knopen doet het schip er even lang over als de loxodroom. Er kan gezegd worden dat SPOS een optimale route berekend voor de weg met de minste weerstand, ook al is het verschil in snelheid minimaal.

De Noordzee Op de Noordzee is meer “ruimte” voor routering, omdat er op open zee gevaren wordt. Er zijn geen verkeersscheidingsstelsels waar rekening mee gehouden moet worden en er is een grote afstand tot de kust. Of er met routering tijdswinst behaald kan worden en daarmee dus ook brandstofbesparing is afhankelijk van de weersomstandigheden. In rustige weersomstandigheden is de routering die gehaald kan worden minimaal en daarmee dus ook de tijdswinst en brandstofbesparing. Als er gekeken wordt naar extreme weersomstandigheden dan valt er wel wat te behalen. In figuur 8 is te zien dat bij golven van vier meter en een windsnelheid van vijfentwintig knopen er tot twee uur tijdswinst behaald kan worden. Daarbij komt ook dat er tot 0,8mT aan brandstof bespaart wordt. Hier moet wel rekening gehouden worden met dat het schip al vertraging oploopt. In figuur 8 is te zien dat de snelheid van het schip (SOG) flink is afgenomen tot 5,7kn over de grond. In verband met lay-days wordt er gekozen om toch de Noordzee over te steken. Als het schip vertraging mag oplopen, omdat haar ETA staat op een paar dagen voordat de lay-days beginnen, dan is het economischer om bijvoorbeeld bij Skagen ten anker te gaan en een dag te wachten tot het slechte weer voorbij is. 34

Afstand Skagen – Hull is 356,7nm Tijd = 356,7nm / 11,5kn = 31,017 uur = 1 dag 7 uur Brandstofverbruik = 31,017 uur / 24 uur = 1,292 dagen * 12,6mT/dag = 16,3mT Kosten gasolie = 16,3mT * 508,41 euro/mT = 8276,51 euro Door de weersomstandigheden zal de snelheid van het schip gereduceerd worden, maar blijft de load van de motor hetzelfde. Dit betekend dat ook het brandstofverbruik per dag hetzelfde blijft. Tijd = 356,7nm / 5,7kn = 62,579 uur = 2 dagen 14 uur 35 minuten Brandstofverbruik = 62,579 uur / 24 uur = 2,607 dagen * 12,6mT/dag = 32,8mT Kosten gasolie = 32,8mT * 508,41 euro/mT = 16700,35 euro De Reestborg zal door het slechte weer dus twee keer zoveel brandstof verbruiken. SPOS geeft aan dat met route optimalisatie 0,8mT aan brandstof bespaart kan worden. Als de Reestborg een dag mag verliezen dan is ze dus goedkoper uit om ten anker te gaan en het slechte weer af te wachten. Moet ze toch naar de overkant voor het halen van de lay-days dan kan ze ondanks de hoge brandstofkosten die dan gemaakt worden toch 0,8mT/dag * 508,41 euro/mT = 406,73 euro per dag besparen.

Figuur 8 Skagen - Hull

35

Conclusie SPOS geeft zowel in de Baltic als op de Noordzee een optimale route. In de Baltic is de optimale route verwaarloosbaar als er gekeken wordt naar tijdswinst en daarmee brandstofbesparing. Toch kan er niet gezegd worden dat routering in de Baltic niet mogelijk is. Dit omdat de Reestborg niet alle verschillende soorten weersomstandigheden heeft meegemaakt. Op de Noordzee speelt weerroutering een grotere rol. Onder extreme weersomstandigheden is weerroutering mogelijk en daarbij dus ook brandstofbesparing. Deze besparing valt weg ten opzichte van een dag ten anker gaan en wachten tot het slechte weer voorbij is. Er kan ook gekozen worden om vroegtijdig vaart te minderen of te gaan driften. Dit is alleen niet altijd mogelijk in verband met het halen van de lay-days. De optimale route die dan door SPOS geboden wordt zorgt voor brandstofbesparing, ook al is deze minimaal, maar ook voor een veiligere route voor de bemanning, het schip en de lading.

36

5. Eind conclusie De keuze tussen het Kieler Kanaal en Skagen moet worden gemaakt door SPOS. Door de heersende weersomstandigheden wordt gekeken naar het aantal uur vertraging wat wordt opgelopen bij het om Skagen heen varen. SPOS neemt in zijn berekening tot optimale route niet de kosten van de passage door het Kieler Kanaal mee. Daarom is voor de reizen van de Reestborg een rekenmodel gemaakt waarbij variabelen zoals brandstofprijzen, snelheid, brandstofverbruik, en uren verlies om Skagen ingevuld kunnen worden. Het model berekend dan de kosten die Wagenborg kwijt is aan een passage door het Kieler Kanaal en een passage door de Great Belt of The Sound (om Skagen heen). Dit rekenmodel heeft bewezen dat de Reestborg, varend op gasolie, niet altijd goedkoper uit is door om Skagen heen te varen. De tijdswinst van het Kieler Kanaal is nu niet alleen meer de beslissende factor, ook brandstofbesparing speelt nu een rol. SPOS berekend de optimale route aan de hand van de weersomstandigheden, maar ook aan de hand van instellingen van het programma. Deze instellingen moeten geperfectioneerd worden naar de gegevens van de Reestborg voor een nauwkeurige berekening van de optimale route. Niet alle gegevens zijn aan boord aanwezig en zullen geobserveerd moeten worden door de bemanning of verzamelt worden door middel van het uitvoeren van modelproeven. Verandering van de gegevens in SPOS zorgt voor een andere optimale route. Om SPOS te gebruiken voor weerroutering met brandstofbesparing is het nodig dat gegevens van het schip naar waarheid worden ingevuld en niet naar schatting. Weerroutering op de Baltic is mogelijk, maar verwaarloosbaar als er gekeken wordt naar tijdswinst en brandstofbesparing. Niet alle weersomstandigheden zijn meegemaakt tijdens het onderzoek en daarom kan er niet geconcludeerd worden dat brandstofbesparing door weerroutering niet mogelijk is in de Baltic. Op de Noordzee kan wel brandstofbesparing gehaald worden ook al is dit minimaal en alleen in extreme weersomstandigheden. Het is goedkoper om het slechte weer af te wachten door bijvoorbeeld een dag ten anker te gaan, te driften of vroegtijdig vaart te minderen. Dit is niet altijd mogelijk in verband met het halen van de lay-days. De brandstofbesparing door weerroutering die gehaald wordt op de Noordzee is met extreme weersomstandigheden minimaal en met rustige weersomstandigheden verwaarloosbaar. De hoofdvraag, “wat is de invloed van weerroutering op brandstofbesparing op de Reestborg?” kan hiermee beantwoord worden. Door middel van weerroutering kan een keuze tussen het Kieler Kanaal en Skagen gemaakt worden. Hiermee kan brandstof bespaart worden en kunnen de brandstofkosten tot wel duizenden euro’s verminderd worden, afhankelijk van de reis die gemaakt wordt. Brandstofbesparing door weerroutering in de Baltic is zo minimaal dat het te verwaarlozen is. Toch wordt weerroutering niet uitgesloten, omdat extreme weersomstandigheden zich niet hebben voorgedaan en er daardoor niet gezegd kan worden dat brandstofbesparing door weerroutering niet mogelijk is. Op de Noordzee is brandstofbesparing door weerroutering mogelijk in extreme weersomstandigheden. De brandstofbesparing die gehaald kan worden is minimaal.

37

6. Aanbeveling Om brandstofbesparing te behalen door gebruik te maken van het programma SPOS, verdient het aanbeveling de volgende maatregelen te treffen: 1. Het perfectioneren van de instellingen van SPOS naar de gegevens van de Reestborg kan gedaan worden via het verzamelen van gegevens door middel van het investeren in modelproeven. Hierdoor kan brandstofbesparing door een optimale route worden gemaximaliseerd. 2. Het overwegen gebruik te maken van het aangeboden rekenmodel voor de Reestborg om zo tot de keuze Kieler Kanaal of Skagen te komen.

38

7. Bronvermelding Fischer, T., & Julsing, M. (2007). Onderzoek doen! Groningen/Houten: Noordhoff uitgevers. Elling, R., Andeweg, B., De Jong, J., Swankhuisen, C. (2010) Rapportage techniek. Delft: Noordhoff uitgevers. Informatie Royal Wagenborg. (2014, oktober 15). Opgehaald van Wagenborg: http://www.wagenborg.com/nl Informatie SPOS. (2014, oktober 15). Opgehaald van MeteoGroup: http://www.meteogroup.nl/home.html Help SPOS document. (2014, november 13). Opgehaald van het programma SPOS van MeteoGroup. Informatie over effeciëntie in de scheepvaart (2013). (2014, oktober 15). Opgehaald van shipping efficiency: http://shippingefficiency.org/ Informatie over het Kielerkanaal (2012). (2014, oktober 25). Opgehaald van Kiel-Canal: http://www.kiel-canal.org/english.html Informatie fuel oil consumptie hoofdmotor Reestborg test report (2012). (2014, oktober 29). Opgehaald uit de Wärtsilä manual aan boord van de Reestborg. Informatie over wisselkoersen dollar – euro. (2014, november 13). Opgehaald van wisselkoersen: www.wisselkoersen.nl/

39

8. Bijlages -

Bijlage 1 Brandstofkosten berekeningen Bijlage 2 Gebied in de Baltic waar weerroutering niet mogelijk is

40

Bijlage 1 Berekeningen van de brandstofkosten Riga – Hull (geladen conditie) Afstand via Skagen is 1224nm Tijd = 1224nm / 11,5kn = 106,435 uur = 4 dagen 10 uur 25 minuten Brandstofverbruik = 106,435 uur / 24 uur = 4,435 dagen * 12,6mT/dag = 55,9mT Kosten HFO: 55,9mT * 294,38 euro/mT = 16455,84 euro Kosten gasolie = 55,9mT * 508,41 euro/mT = 28420,12 euro







HFO 16455,84 euro 19295,65 euro

41


Hargshamn – Rotterdam (geladen conditie) Afstand via Skagen is 1220nm Tijd = 1220nm / 11,5kn = 106,087 uur = 4 dagen 10 uur 5 minuten Brandstofverbruik = 106,087 uur / 24 uur = 4,402 dagen * 12,6mT/dag = 55,7mT Kosten HFO: 55,7mT * 294,38 euro/mT = 16396,97 euro Kosten gasolie = 55,7mT * 508,41 euro/mT = 28318,44 euro

Afstand via Kieler Kanaal is 902,5 nm 902,5nm – 53,3 nm = 849,2 nm volle kracht en 53,3nm halve kracht Tijd =


Totale tijd = 3 dagen 7 uur 46minuten Brandstofverbruik =




HFO 16396,97 euro 18648,02 euro

42


Hull – Riga (ballast conditie) Afstand via Skagen is 1104nm Tijd = 1104nm / 12kn = 92,000 uur = 3 dagen 20 uur Brandstofverbruik = 92,000 uur / 24 uur = 3,833 dagen * 10,7mT /dag = 41,0mT Kosten HFO: 41,0mT * 294,38 euro/mT = 12069,58 euro Kosten gasolie = 41,0mT * 508,41 euro/mT = 20844,81 euro


898,5nm / 12kn = 74,875 uur = 3 dagen 6 uur 8 minuten 53,3nm / 8,5kn = 6,271 uur = 6 uur 15 minuten





HFO 12069,58 euro 16881,74 euro

43


Hamburg – Riga (ballast conditie) Afstand via Skagen is 995nm Tijd = 995nm / 12kn = 82,917 uur = 3 dagen 10 uur 55 minuten Brandstofverbruik = 82,917 uur / 24 uur = 3,455 dagen * 10,7mT /dag = 36,9mT Kosten HFO: 36,9mT * 294,38 euro/mT = 10862,62 euro Kosten gasolie = 36,9mT * 508,41 euro/mT = 18760,33 euro







HFO 10862,62 euro 13643,56 euro

44


Rotterdam - Hargshamn (ballast conditie) Afstand via Skagen is 1100nm Tijd = 1100nm / 12kn = 91,667 uur = 3 dagen 19 uur 40 minuten Brandstofverbruik = 91,667 uur / 24 uur = 3,819 dagen * 10,7mT/dag = 40,9mT Kosten HFO: 40,9mT * 294,38 euro/mT = 12040,14 euro Kosten gasolie = 40,9mT * 508,41 euro/mT = 20793,97 euro

Afstand via Kieler Kanaal is 902,5 nm 902,5nm – 53,3 nm = 849,2 nm volle kracht en 53,3nm halve kracht Tijd =






HFO 12040,14 euro 16930,05 euro

45


Rotterdam - Riga (ballast conditie) Afstand via Skagen is 1074nm Tijd = 1074nm / 12kn = 89,500 uur = 3 dagen 17 uur 30 minuten Brandstofverbruik = 89,500 uur / 24 uur = 3,729 dagen * 10,7mT/dag = 39,9mT Kosten HFO: 39,9mT * 294,38 euro/mT = 11745,76 euro Kosten gasolie = 39,9mT * 508,41 euro/mT = 20285,56 euro

Afstand via Kieler Kanaal is 895 nm 895nm – 53,3 nm = 841,7 nm volle kracht en 53,3nm halve kracht Tijd =



70,142uur/ 24 uur = 2,923 dagen * 10,7mT/dag = 31,3mT 6,271 uur / 24 uur = 0,261 dagen * 6,5mT/dag = 1,7mT



HFO 11745,76 euro 16777,53 euro

46


Hull - Hargshamn (ballast conditie) Afstand via Skagen is 1112nm Tijd = 1112nm / 12kn = 92,667 uur = 3 dagen 20 uur 40 minuten Brandstofverbruik = 92,667 uur / 24 uur = 3,861 dagen * 10,7mT/dag = 41,3mT Kosten HFO: 41,3mT * 294,38 euro/mT = 12157,89 euro Kosten gasolie = 41,3mT * 508,41 euro/mT = 20997,33 euro

Afstand via Kieler Kanaal is 956 nm 956nm – 53,3 nm = 902,7 nm volle kracht en 53,3nm halve kracht Tijd =






HFO 11745,76 euro 16911,18 euro

47


Bijlage 2 Gebied in de Baltic waar weerroutering niet mogelijk is

48

Susan Laret (M4N)

Recommend Documents