|
|
|
|
Waterstof voor de watersport
De regen valt met bakken uit de hemel boven Friedrichshaven. Brandstof voor de duizenden zeiljachten die in de havens langs de Bodensee wachten op beter weer? Als het aan ingenieur Joachim Berndt ligt wel. Hij gelooft in waterstof voor de watersport.
Op 24 september werd tijdens ‘Interboot’ in Friedrichshaven Segelyacht No. 1, het eerste zeiljacht ter wereld waarvan de motor indirect wordt aangedreven met waterstof, door Germanischer Lloyd gecertificeerd. Drijvende kracht achter het project is ingenieur Joachim Berndt. Berndt is zeventig jaar, maar nog volop actief in zijn tien man tellende onderneming IPF – Ideas for Power in Future in Reilingen. Als werktuigbouwkundige die gespecialiseerd is in energietechniek zag hij al vroeg de potentie voor het gebruik van brandstofcellen op zeilschepen. Berndt is van kinds af aan verslingerd aan het zeilen. Nieuwe, schone techniek spreekt hem bijzonder aan, dus de stap naar het gebruik van waterstof voor de watersport lag voor hand. Joachim Berndt: “We produceren wereldwijd nu al vijfhonderd miljard kubieke meter waterstof. Naast de wind op je zeilschip zou dit een prachtige manier zijn om je boot voort te bewegen: schoon, stil en zonder afvalstoffen achter te laten.”
Vanaf 1998 speelde Berndt met de gedachten een schip te bouwen waarbij de traditionele dieselmotor vervangen zou zijn door een elektromotor waarbij waterstof de brandstofcellen voedt die op hun beurt de accu’s van energie voorzien. In 2001 kwamen de eerste schetsen van de tekentafel op basis van een Bénéteau First 407. Dieselbouwer MTU uit Friedrichshaven participeerde in het Cool Cell-project. Zij pasten de brandstofcellen van fabrikant Ballard aan en maakten deze geschikt voor inbouw in het schip. Kräuter Elektrotechniek uit Oostenrijk verzorgde de elektrotechniek. Later sloot ook scheepswerf Speedwave uit Kressbronn bij de Bodensee zich aan voor alle scheepstechnische verbouwingen en verrichtte de Universiteit van Magdeburg het nodige denkwerk.
De Bénéteau lijkt aan de binnenkant op een normale boot. Aan dek zit de opening voor een waterstofvulpistool, aan de spiegel zijn twee grote ontluchtingskasten aangebracht en boven de bakskisten is op het teakdek ruimte gemaakt voor extra luchtaanvoer. Aan stuurboordzijde is in de kuip een beeldscherm te vinden, waarop onder andere het vulniveau van de waterstoftanks te zien is. Ook het interieur van de First onderging nauwelijks aanpassingen. Dat beeld verandert zodra de gasdichte deuren van de machinekamers aan stuurboord en bakboord opengaan. Aan stuurboordzijde glimmen drie matzwarte tanks waarin de waterstof met een druk van circa 300 bar ligt opgeslagen. De zware dieselmotor is vervangen door een fragiel ogende elektromotor van Kräutler die de sail drive aandrijft. Aan bakboord zijn de vier brandstofcellen van elk 1200 Watt gemonteerd met een indrukwekkende hoeveelheid meet- en regelapparatuur. Opvallend is de zeer nette uitvoering van bedrading en leidingen.
“Er is bijzonder veel aandacht aan de veiligheid besteed”, zegt dr. ing. Gerd-Michael Würsig van Germanischer Lloyd. “Alle systemen zijn zwaar op de proef gesteld en kunnen een extreem hoge druk aan tot 1440 bar. Met heliumgas is het systeem getest, zodat de kleinste lekkages gedetecteerd zouden worden. Ook zijn in de ruimtes verschillende sensoren aangebracht die bij de geringste lekkage alarm slaan en het systeem automatisch uitschakelen. Mocht het alarm afgaan of brand in de machinekamer optreden dan wordt deze direct met CO2-gas volgepompt. Halon zou nog effectiever zijn, maar staat haaks op het streven om zo milieuvriendelijk mogelijk te werken.” Om aan de strenge eisen van Germanischer Lloyd te voldoen is tijdens de bouw zwaar overgedimensioneerd. Als referentie golden niet de normen uit de jachtbouw, maar de veel strengere standaarden voor de petrochemische industrie. Berndt zegt nu dat twee brandstofcellen en één tank ruim voldoende zouden zijn voor varen op de Bodensee. “Het 20kW-aggregaat kan de ruim 27 pk sterke elektromotor gemakkelijk van energie voorzien. Met dit vermogen vaar ik gemakkelijk over mijn eigen hekgolf. Bij 7 knopen gebruik in nauwelijks 40 Ampère.” Berndt haalde een topsnelheid van 9 knopen op zijn elektromotor. De Bénéteau kan zonder bijladen met walstroom of opladen met de brandstofcellen circa 120 mijl op de motor varen.
De vier brandstofcellen leveren een vermogen van 4,8 Kw/hr aan de accu’s die achter in het schip staan opgesteld. “De opstelling van de accu’s en tanks is niet ideaal”, zegt Berndt. “De installatie heeft nauwelijks invloed op de zeileigenschappen van het schip, maar bij een volgend schip zou ik minder accu’s installeren en deze veel dichter bij de bilge plaatsen, zodat het zwaartepunt lager komt te liggen. Ook zou een diepere plaats voor de tanks beter zijn.”
Friedrichshaven was eens centrum van een bloeiende zeppelinindustrie. Duizenden mensen verdienden hun brood in de luchtvaartindustrie die de wereld zou gaan veroveren. Dat het anders liep weten wij nu. Hoe ziet de toekomst van de Cool Cell techniek er uit? Is er een markt voor? Joachim Berndt weet zeker van wel. “Een zeilschip heb je om te zeilen. Niet om een luidruchtige en stinkende dieselmotor aan te zetten waarna je aggregaat je van energie voorziet. In de top van de markt zie je steeds grotere schepen tot negentig voet die door een kleine bemanning gevaren worden. Het aandrijven van de lieren gebeurt dan niet langer met de hand maar elektrisch. Hetzelfde geldt voor de ankerlier die in korte tijd enorm veel energie gebruikt. In dit marktsegment kijkt men niet op een euro meer of minder. Het feit dat je op een schone en volkomen geruisloze manier je schip van voldoende energie kunt voorzien om alle elektrische apparatuur aan boord te laten functioneren, spreekt zo’n exclusieve groep absoluut aan.”
Berndt gaat dan ook verder en heeft plannen voor een volgend schip met allerlei aanpassingen op stapel staan. Zo is de elektrische installatie met drie verschillende systemen (12, 24 en 230 Volt) te ingewikkeld, maar noodzakelijk bij deze eerste fase. Ook de overcapaciteit kan gemakkelijk een factor terug. Hij wil in 2006 de serieproductie voor brandstofcelsystemen in zeiljachten operationeel hebben. Volgens Berndt zou een dergelijk systeem voor een twaalfmeter jacht een extra investering van ongeveer veertigduizend euro vergen. Veel geld, maar op de aanschaf van een nieuw schip niet onoverkomelijk. Ook de benodigde infrastructuur ziet Berndt van de grond komen. “Wellicht dat we vloeibare methanol of ethanol gaan tanken dat we kunnen omzetten in onder andere waterstof. Daar kleven echter wel milieunadelen aan, dus daar moet ik nog eens goed over nadenken.”
Leon van Velzen
[Publicatie: Waterkampioen, april 2005]
MTU stapt uit project
Partner MTU uit Friedrichshaven doet niet langer mee met het Cool Cell project van Joachim Berndt. MTU, dochter van DaimlerChrysler, staat bekend om de bouw van grote tot zeer grote dieselmotoren. Deze motoren vinden hun weg in zeeschepen en bij zware industriële toepassingen. MTU investeert de nodige fondsen in waterstoftechniek. Hoeveel is niet bekend. De dieselbouwer vindt de markt voor kleinere schepen echter te ver van de kernactiviteiten liggen om er langdurig R&D-inspanningen op los te laten. Het bedrijf tekende dan ook een contract met IPF, dat liep tot de finale acceptatie van alle systemen door Germanischer Lloyd. Nu dat punt daadwerkelijk is bereikt, stopt MTU dan ook. De onderneming gaat overigens wel verder met onderzoek naar waterstofenergie en brandstofcellen.
Kleinere brandstofcellen bewijzen betrouwbaarheid
Op de Duitse watersportbeurs ‘Interboot’ eind september in Friedrichshaven trok naast de certificering van Segel Yacht No. 1 van IPF nog een stand de aandacht. SFC Smart Fuel Cell toonde speciaal voor de zeilindustrie een brandstofcel ter grootte van een kantoorkoffertje. De cel weegt rond de acht kilo en heeft een capaciteit van 100 Ah per dag. Het systeem is tijdens een transatlantische oversteek volgens SFC-medewerker Björn Ledergerber getest aan boord van het vijftien meter jacht ‘Morning Glory’ tijdens de Daimler Chrysler North Atlantic Challenge 2003 van New York naar Hamburg. Brandstof voor de cel is vloeibare methanol dat wordt omgezet in onder andere waterstof. Ledergerber: “De brandstofcel stond gekoppeld aan de accu’s van het schip. Wanneer de spanning beneden een bepaald niveau daalde, zorgde de cel voor voldoende capaciteit. Zonder storingen legde de boot een afstand van 3600 mijl in twintig dagen af.”
|
Vragen of opmerkingen naar: redactie§magazijn.nl
© 1998 - 2010 | Uitgeverij Het Nederlands Magazijn bv
|
