WELKOM BINNENVAARTBORREL

WE TAKE CARE OF IT.

WELKOM BINNENVAARTBORREL

Programma 16:00 – 17:05

Presentatie Khalid Tachi Presentatie Raymond Gense

17:05 – 17:20

Pauze

17:20 – 18:00

Presentatie Jacob Klimstra Afsluiting

18.00 – 21:00

Borrel en buffet

Khalid Tachi Expertise en InnovatieCentrum Binnenvaart (EICB)

EU STAGE V de effecten op de BINNENVAART Khalid Tachi Expertise en InnovatieCentrum Binnenvaart (EICB)

EU STAGE V de effecten op de BINNENVAART

 Expertise en InnovatieCentrum Binnenvaart  Regelgeving • Huidige regelgeving CCR • Regelgeving Stage V (nabije toekomst)  Status Nederlandse binnenvaartvloot

6

Expertise en InnovatieCentrum Binnenvaart (EICB)

7

Vanaf 2002: CCR1 PN [kW]

CO HC [g/kWh] [g/kWh]

NOx [g/kWh]

PM [g/kWh]

37 <= PN < 75

6,5

1,3

9,2

0,85

75 <= PN < 130

5,0

1,3

9,2

0,75

1,3

9,2 (n >= 2800) 45*n(-0.2) (500 =< n < 2800)

0,54

PN >= 130

5,0 NOx (n)

14

NOx

13 12

n [rpm]

NOx

500

13,0

1000

11,3

1900

9,9

2800

9,2

11 10

9 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

rpm

8

Vanaf 2007: CCR2 PN [kW]

CO HC [g/kWh] [g/kWh]

NOx [g/kWh]

PM [g/kWh]

37 <= PN < 75

5,5 5,0

1,5 1,3

8 7

0,8 0,4

75 <= PN < 130

5,0

1,0

6

0,3

130 <= PN < 560

3,5

1,0

6

0,2

18 <= PN < 37

6 (n >= 3150) PN >= 560

3,5

1,0

45*n(-0.2) - 3 (343 =< n < 3150)

0,2

11 (n < 343)

9

EU Stage IIIA Categorie

Slagvolume (D) dm3 per cilinder

Date

CO [g/kWh]

HC+NOx [g/kWh]

PM [g/kWh]

V1:1

D ≤ 0.9; PN > 37 kW

2007

5.0

7.5

0.40

V1:2

0.9 < D ≤ 1.2

5.0

7.2

0.30

V1:3

1.2 < D ≤ 2.5

5.0

7.2

0.20

V1:4

2.5 < D ≤ 5

5.0

7.2

0.20

V2:1

5 < D ≤ 15

5.0

7.8

0.27

V2:2

15 < D ≤ 20; PN ≤ 3300 kW

5.0

8.7

0.50

V2:3

15 < D ≤ 20; PN > 3300 kW

5.0

9.8

0.50

V2:4

20 < D ≤ 25

5.0

9.8

0.50

V2:5

25 < D ≤ 30

5.0

11.0

0.50

2009

Bron: dieselnet.com/standards/eu/nonroad.php#vessel

10

Stage V Voorstel EC

NIEUW

Motoren voor de voortstuwing—Categorie IWP Categorie

PN [kW]

Date

NOx CO HC PM PN [g/kWh] [g/kWh] [g/kWh] [g/kWh] [1/kWh]

IWP-v/c-1

37 ≤ PN < 75

2019

5.00

4.70

0.30

-

IWP-v/c-2

75 ≤ PN < 130

2019

5.00

5.40

0.14

-

IWP-v/c-3

130 ≤ PN < 300

2019

3.50

1.00

2.10

0.11

-

IWP-v/c-4

300 ≤ PN < 1000

2020

3.50

0.19

1.20

0.02

1×1012

IWP-v/c-5

PN ≥ 1000

2021

3.50

0.19

0.40

0.01

1×1012

11

Stage V Voorstel eisen voor Binnenvaart NIEUW

Gasmotoren voor de aandrijving—Categorie IWP Categorie

PN [kW]

Date

CO [g/kWh]

HC [g/kWh]

*

*

*

*

0.19 + (1.5 × A × GER)

* Zie vorige tabel Voor gasmotoren: A = 6 (uit Methaanslip) HCmax = 6,19

GER 1,00 0,70 0,50 0,30 0,00

NOx PM PN [g/kWh] [g/kWh] [1/kWh] *

*

*

HC [g/kWh] 6,19 6,19 4,69 2,89 0,19

12

Stage V Voorstel Branche Organisaties Power (P)

NOx

HC

PM

kW

g/kWh

g/kWh

g/kWh

P ≥ 3700

1.8

0.19

0.12a

2014 c

1.8

0.19

0.06

2016 b, c

2000 ≤ P < 3700

1.8

0.19

0.04

2014 c, d

1400 ≤ P < 2000

1.8

0.19

0.04

2016 c

600 ≤ P < 1400

1.8

0.19

0.04

2017 d

a

0.25 g/kWh for engines with 15-30 dm3/cylinder displacement.

b

Optional compliance start dates can be used within these model years.

c

Option for Cat. 2: Tier 3 PM/NOx+HC at 0.14/7.8 g/kWh in 2012, and Tier 4 in 2015.

d

The Tier 3 PM standards continue to apply for these engines in model years 2014 and 2015 only.

13

Milieu Effect Verschillen tussen CCR1, CCR2 en Stage V

CCR1 CCR2 NRMM-Stage IIIA (IWV) NRMM-Stage V (IWP) Op basis van voorstel EC NRMM-Stage V (IWP) Op basis van de laatste versie Raad v/d EU, van 30 juni 2015.

EU type- Placing on approval the market of [g/kWh] [g/kWh] [g/kWh] [n/kWh] of engines engines 9,745 NVT 0,540 NVT 6,745 NVT 0,200 NVT NVT 7,8 0,270 NVT

CO

HC

[g/kWh] 5,0 3,5 5,0

[g/kWh] 1,30 1,00 NVT

3,5

0,19

0,40

3,5

0,19

1,800

Effect op NOx • 82% reductie tov CCR1 (EPA) • 99% reductie tov CCR1 (EC)  17% meer reductie in meest gunstige geval

NOx

HC+NOx

PM

PN

NVT

0,010

1x10¹² 1-1-2019

1-1-2020

NVT

0,015

1x10¹² 1-1-2019

1-1-2020

Effect op PM • 93% reductie tov CCR1 (EPA) • 98% reductie tov CCR1 (EC)  5% meer reductie in meest gunstige geval

Nederlandse binnenvaartvloot Leeftijd 25,0%

CCR1 20,0%

20,0%

18,8% 16,8%

CCR2

15,0%

10,0%

8,2% 5,9%

5,9%

5,0%

3,9% 2,7%

3,4%

3,4%

3,8%

4,0%

3,2%

0,0%

15

Nederlandse binnenvaartvloot verhoudingen

16

Scenario's • • • • • • •

Rol banken? Brandstofprijsontwikkeling? Gedrag binnenvaartondernemers? Rol verladers? Beleid voor de bestaande vloot? Havenbedrijven? Stimulering? 17

Vergroenen van de binnenvaart Logistiek Gebruiksprofiel Romp Motorruimte

Verlagen van de emissies is niet beperkt tot alleen motoren.

18

Dank voor uw aandacht !

19

IMO Tier III 2016 in NECA zone

20

IMO Tier III 2016 in NECA zone

21

Raymond Gense Specialist overheidsrelaties en nieuwe technologie

Wegen naar duurzame binnenvaart volgens Pon

Raymond Gense Director Future Technology & Public Affairs

Mega trends voor de 21ste eeuw :

Politiek

Connectiviteit

Technologie

Mega-steden

Energie schaarste

Klimaat verandering

…………………………………………………………………………………………………………………………………….….

25

Voor de mobiliteit betekent dit : • • • • •

Schonere motoren Zuinigere aandrijvingen Aandacht voor CO2 uitstoot Modaliteiten slim gebruiken Slimme keuzes in modaliteiten

26

De wetgever “regelt” al wel het een en ander

Maar er is wel er veel te “kiezen” qua technieken!

Emissieniveau

Duurzame oplossingen in drie pijlers

Technologie

Groei Nu

Duurzame brandstoffen

Reductiedoel Gedrag

Tijd

Emissieniveau

Gedrag

Technologie

Groei Nu


Reductiedoel Gedrag

Tijd

29

Het juiste gedrag kan al veel besparen (maar vooral CO2 en geld)

Emissieniveau

Aandrijftechnologie

Technologie

Groei Nu


Reductiedoel Gedrag

Tijd

Aandrijftechnologie ontwikkelingen Elektrisch Non fossiel

Verbranding

• Gasolie

• Zwavelarme diesel

• HVO

• Non fossiele brandstoffen in zeer schone verbrandingsmotoren

• Elektrische aandrijving (Batterij, Hybride, H2, ?) Drijvende krachten

Lokale luchtkwaliteit

Brandstofschaarste

?

Klimaatverandering

32

Technische mogelijkheden : • Dieselmotoren: • Zwavelarme brandstof als basis • Hoog rendement filteren voor lage NOx en Fijnstof

• Dual fuel motoren: schonere verbranding LNG icm laag rendement filteren • Zwavelvrij LNG • SCR DeNOx voor Stage V (roetfilter niet nodig)

• Mogelijke aanpassingen omwille van Methaan Slip • 10 tot 15% positieve CO2 impact (als methaanslip laag)

• Otto 100% gasmotoren : schone verbranding, geen nabehandeling • Zwavelvrij LNG • Methaanslip geen issue • Tot 15% lagere CO2 emissie via brandstof • Responstijd mogelijk kritisch

33

Motor technologieën en effecten op luchtkwaliteit

SCR

3512C

Roetfilter

D

Dual Fuel+SCR Otto Gas

Dual Fuel

Emissieniveau


Technologie

Groei Nu


Reductiedoel Gedrag

Tijd

35

Duurzame brandstoffen : meer nadruk op lage CO2 uitstoot • Biodiesel (FAME) in Dieselmotoren: • Iets betere verbranding (minder fijnstof) • Lagere CO2 “in de keten”

• Gemodificeerde synthetische Diesel in Dieselmotoren: • Duidelijk betere verbranding (minder fijnstof) • Uit aardgas (GTL) of Bioproducten (HVO)

• BioLNG in Dual Fuel of Otto Gasmotoren: • LNG uit afval, mest of overschot zon en wind. • Veel CO2 winst

• Water-injectie/emulsie • Koelen verbranding voor lagere NOx en Fijnstof

36

Duurzame brandstoffen en effecten op luchtkwaliteit en CO2

3512C H2O B-LNG CG132

CO2

Fame HVO GTL

37

Duurzame brandstoffen : Hybridisatie/elektrificatie • Hybridisering: efficiëntere aandrijflijn • Deellast optimalisatie : Vaarprofiel specifiek effectief • In bepaalde gevallen betere benutting filters • In bepaalde gevallen kortstondig “nul emissies”

• Elektrificatie: Geen (lokale) uitlaat • Geen lokale emissies

• Alleen voor zeer specifieke toepassingen (veerboten, …) • Alleen bij duurzame stroom CO2 winst

38

Duurzame brandstoffen en effecten op luchtkwaliteit en CO2

en CO2

3512C Hybride

3512C Hybride CG132 V Full E

CO2

39

Nederlandse “Brandstofvisie met LEF” gebruikt alle componenten om de binnenvaart duurzamer te maken

40

Zijn er nog andere alternatieven? • Magneten

• Toevoegen van additieven aan de brandstof

• Toevoegen van waterstof aan de verbranding

41

Overwegingen bij het kiezen van een duurzame aandrijving • Stage 5 emissies-eis vereist minimaal : • NOx filter • Otto • Vol elektrische aandrijving • Duurzame brandstoffen helpen vooral de CO2 uitstoot significant te verlagen • De beperkte reductie van fijnstof als gevolg van toepassing van duurzame brandstoffen kan helpen lokale emissies van bestaande schepen te verbeteren • “Kosten? • Enkel “gedragsmaatregelen” besparen direct geld • Alle andere stappen richting duurzaamheid brengen voor de gebruiker een hoger Capex of Opex met zich mee.

Bedankt voor de aandacht!

[email protected]

PAUZE

Jacob Klimstra Jacob Klimstra Consultancy

EMISSIES ≈ UITLAATGASSEN CATERPILLAR PON/DOLDERMAN Zwijndrecht, 15 – 1 - 2016 Jacob Klimstra www.klimstra.nl [email protected] January 15, 2016

Jacob Klimstra - Caterpillar PON/Dolderman

45

10 jaar geleden voor het Panamakanaal

January 15, 2016


46

En de binnenvaart?

January 15, 2016


47

Concurreren op het milieu sluiting

January 15, 2016

verboden


48

De stofjes Roet/deeltjes

Koolwaterstoffen

NOx January 15, 2016


49

Deeltjes, particulate matter, PM 10 en PM 2.5 Fijn stof is niet fijn

Bron: google January 15, 2016


50

Waar je woont op deze wereld – tussen bloemen of beton.... (PM 2.5)

January 15, 2016


51

55% PM 10 is natuurlijk (zand en zeezout)

January 15, 2016


52

Het wordt steeds beter: (industrie en verkeer)

January 15, 2016


53

Waar komt het fijnstof vandaan?

Bron: Wikepedia January 15, 2016


54

Ontwikkeling totaal PM 2.5 in NL (kiloton, bron IIASA) Wegtransport: steeds schoner !

January 15, 2016


55

Ontwikkeling PM 2.5 in Nederland

January 15, 2016


56

Hoe erg is het met dat stof? Houtkachel/open haard 300 mg/kWh  5 kW  1.5 g per uur Binnenvaart bij de nieuwe Stage V: 10 mg/kWh  1000 kW  10 g/uur = 6 houtkachels 25 schepen per uur 5 % v/d tijd een schip  0.5 g/uur Maar: CCR1: 540 mg/kWh = 324 houtkachels CCR2: 200 mg/kWh = 120 houtkachels January 15, 2016


57

De normen/standards Norm

CO

HC

Euro 6 stationair

g/kWh 1.5

g/kWh 0.13

Euro 6 transient

4

0.16

Stage V Non-road > 560 kW

3.5

Stage V Gensets > 560 kW

NOx

PM10

PN

g/kWh 0.40

g/kWh 0.01

0.8 T

0.46

0.01

0.19

0.67

0.035

3.5

0.19

0.67

0.035

Stage V IWV 0.3 – 1 MW

3.5

0.19

1.20

0.01

1T

Stage V IWV > 1 MW

3.5

0.19

0.40

0.01

1T

3.5

0.19

0.67

0.03

Tier 4 (USA) > 0.9 January 15, 2016 MW

CH4

0.50


58

Een nageschakeld filter: 80 - 90% reductie bij diesel

50 tot 90 Euro/kW ?? 250 mg/kWh (CCR1 = 540 mg/kWh CCR2 = 200 mg/kWh)

25 mg/kWh

10 mg/kWh: niet simpel !

January 15, 2016


59

Wat kost een deeltjesfilter …. echt? specifieke aanschafkosten roetfilter 160 140 120

ε/kW

100 80 60 40 20 0 10

100

1000

motorvermogen (kW) January 15, 2016


60

Deeltjesemissie gasmotor met bougies Olieverbruik: Asgehalte:

0.2 g/kWh - 1.0 g/kWh ..... 10 mg/g

Asuitworp: 2 mg tot 10 mg/kWh met smeerolie-as als de bron + nog wat van de verbranding Grenswaarde :

10 mg/kWh

As wil niet oxideren: reinigen

January 15, 2016


61

De dual-fuel motor Deeltjesfilter waarschijnlijk nodig bij > 2% dieselbrandstof

January 15, 2016


62


CO

HC

Euro 6 stationair

g/kWh 1.5

g/kWh 0.13

Euro 6 transient

4

0.16


3.5


NOx

PM10

PN

g/kWh 0.40

g/kWh 0.01

0.8 T

0.46

0.01

0.19

0.67

0.035

3.5

0.19

0.67

0.035


3.5

0.19

1.20

0.01

1T

Stage V IWV > 1 MW

3.5

0.19

0.40

0.01

1T

3.5

0.19

0.67

0.03


CH4

0.50


63

THC emissie bougiemotoren op gas NL 2000 mg THC /m3 bij 3% O2 545 g/GJ brandstof = 2.7% 5 g/kWh bij 40% motorrendement

De overheid wil eigenlijk naar 3 g/kWh

January 15, 2016


64

Waar komt het THC vandaan bij een bougiemotor?

Smeerolie mag niet heter dan 170 °C

January 15, 2016


65

En de THC bij de dual-fuel motor? De arm-mengsel gebieden in de uithoekjes crevice between cylinder wall and cylinder head

crevice of intake valve

piston

top land crevice

Cylinder wall

January 15, 2016


66

THC bij de motor op gas THC uitworp (g/kWh)

7 6 5 4

Streven overheid

3 2 1

THC (gas) = 0.19 + (1.5 x A x GER)

0 0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

GER - gemiddelde fractie gas als brandstof January 15, 2016


67

Even omrekenen g/kWh naar g/GJ naar % THC = 6.19 g/kWh motoroutput bij een factor A = 6 Rendement 40%

THC = 6.19 x 0.40 per kWh brandstof = 2.48 g/kWh brandstof 1 kWh = 3.6 MJ  687 g/GJ

≈ 3.4 % van de brandstof !!!!

Is dat houdbaar op de lange duur? Broeikaseffect methaan 23 x ?? 30 x?? ten opzichte van CO2??

Broeikasgasuitstoot bijna verdubbeld January 15, 2016


68


CO

HC

Euro 6 stationair

g/kWh 1.5

g/kWh 0.13

Euro 6 transient

4

0.16


3.5


NOx

PM10

PN

g/kWh 0.40

g/kWh 0.01

0.8 T

0.46

0.01

0.19

0.67

0.035

3.5

0.19

0.67

0.035


3.5

0.19

1.20

0.01

1T

Stage V IWV > 1 MW

3.5

0.19

0.40

0.01

1T

3.5

0.19

0.67

0.03


CH4

0.50


69

Wat is NOx Lucht: 21% zuurstof (O2), 89% stikstof (N2) + nog wat klein grut

O2

N2

+

Hoge temperatuur

NO

NO

+

NOx is giftig, maakt smog, geeft zure regen In een gasmotor is de verbranding veel kouder dan in een dieselmotor January 15, 2016


70

De basisdiesel: 12 g/kWh aan NOx (CCR1 = 9.745 g/kWh) Met Exhaust Gas Recirculation 50% reductie ... : 6 g/kWh Met Selectieve Catalytische Reductie > 90% reductie ... 1.2 g/kWh, moet 0.4 g/kWh Max 10 ppm ammonia uitworp Basis gasmotor: NOx ≈ 2 g/kWh January 15, 2016

Plaatjes van RR-MTU Jacob Klimstra - Caterpillar PON/Dolderman

71

NOx reductie kosten 1 MW motor: investering in SCR € 50 000 ? Ureumverbruik: ≈ 14 Euro/draaiuur (≈ 30 ct/liter)

January 15, 2016


72

Vergelijking trucks en schepen brandstof: per schip factor 3 tot 5 zuiniger

January 15, 2016


73

Varen op zonne-energie?? De allerbeste panelen: 200 watt/vierkante meter bij een super zonnige dag Voor het containerschip met een 3 MW motor: 15 000 m2 Oppervlakte schip: 2350 m2  een factor 6.4 te weinig Maar, zonneschijn is er maar zelden.

January 15, 2016


74

Want de zon ………. 50Hertz Transmission region Germany, year 2012 Solar PV output (MW)

5000 4000 3000 Jan-02

2000

May-25 Jun-21

1000

Averaged Installed capacity≈ 6.2 GW Maximum output: 4.5 GW Energy produced: 5.13 TWh Capacity factor: 9.5%

0 0

4

January 15, 2016

8 12 16 time of the day

20

24


75

Tesla Power Pack - Varen op batterijen? 3 MW motor, 12 uur varen  36 MWh 300 ε/kWh, dus 36 MWh = 10.8 miljoen Euro Massa: 36000 kWh x 4 kg = 144 ton Laadvermogen 5500 ton  2.6% Volume: 36000 kWh x 1.5 l/kWh = 54 m3 Past in een container! Vanwege massa: 5 containers Laadvermogen 500 TEU  1%

Af bij 35% brandstofrendement: 10 m3 brandstof 9 ton brandstof January 15, 2016


76

Kosten varen op batterijen Opnieuw 3 MW gedurende 12 uur Kosten inkoop stroom 36 MWh à 7 εct/kWh ≈ ε 2500 Afschrijving: 5000 cycli 10.8 Mε /5000 ≈ ε 2000 Variabele kosten ε 4500 Rente 3% ? € 300 000 per jaar? Alternatief: Onderhoud:

9 ton brandstof à ε 500/ton = ε 4500 0.5 εct/kWh = ε 200 Elektromotor 3 MW  300 000 Euro Batterijen  10800000 Euro Zuigermotor 3 MW  1000000 Euro Rookgasreiniging  300000 Euro

January 15, 2016

Het probleem: de investering in de Jacob Klimstra - Caterpillar batterijen. Maar bij 100 €/kWh ??? 77 PON/Dolderman

De ecoliner tanker

January 15, 2016


78

Zal de politiek of een ambtenaar ooit stoppen?

January 15, 2016


79

BORREL

We take care of it.

WELKOM BINNENVAARTBORREL

Recommend Documents