Bouwmateriaal schoon vervoeren via de Amsterdamse grachten door waterstof en battery packs i.c.m. een elektrische sleepboot
We hebben speciaal voor PK Waterbouw een multifunctioneel nieuw systeem ontwikkeld dat precies aansloot op hun behoeften
In drukke steden als Amsterdam, waar doorgaans veel bouw- en restauratiewerkzaamheden plaatsvinden, kan het een enorme uitdaging zijn om de benodigde machines en materialen op de juiste plaats te krijgen. Van al het verkeer op Amsterdam’s overbelaste wegennetwerk is meer dan dertig procent bouwgerelateerd, wat luchtverontreiniging, verkeershinder en soms zelfs schade aan de wegen en kade tot gevolg heeft. Het stilleggen van bouwprojecten is echter geen optie, dus moeten er andere alternatieven worden gevonden. PK Waterbouw vond de oplossing in één van de meest kenmerkende eigenschappen van onze hoofdstad: de grachten.
Met uniek, op deze taak toegespitst materieel en ervaren personeel vervoert PK Waterbouw bouwmateriaal en -materieel door de stad via het water. Het transport via water in plaats van de weg zorgt in de eerste plaats al voor grote voordelen op het gebied van overlast. De stad wordt er een stuk rustiger van wanneer er minder vrachtwagens doorheen rijden. Daarnaast slijten de grachtenwegen en kademuren minder snel wanneer het zwaar verkeer gereduceerd wordt.
Ook ondersteunt PK Waterbouw bij onder andere hei- en baggerwerk, steigerbouw en oeverbescherming. Daarvoor worden onder andere 80 pontons gebruikt, die door 20 sleep-/duwboten op de juiste plaats worden gebracht. Deze boten draaien nu nog op HVO-biodiesel, maar daar wil PK Waterbouw verandering in brengen. Want, zo vertelt Bart Verweijen, Business Developer bij PK Waterbouw, vanaf 2024 wil de gemeente Amsterdam dat bovengenoemde werkzaamheden volledig emissievrij verlopen. Een ambitieuze doelstelling die zich richt op zowel de weg als het water. “Zodoende vroegen we een DKTI-subsidie aan bij RVO om een waterstof-aangedreven elektrische oplossing te ontwikkelen.”
In het verleden heeft PK Waterbouw al vaker gewerkt aan de ontwikkeling van elektrische vaartuigen. “Toen liepen we er tegenaan dat we boten uit de roulatie moeten halen tijdens dat proces, wat ons veel geld kost. Datzelfde probleem speelt tijdens onderhoudswerkzaamheden door andere partijen. Daarom is het voor ons belangrijk dat we bij elke nieuwe boot 100% zeker weten dat ze niet alleen goed gebouwd worden, maar ook goed te onderhouden zijn. Bredenoord heeft zich volledig gespecialiseerd in de opwekking en distributie van energie, dus wisten we dat we hiervoor bij hen moesten zijn.”
Unieke energieoplossing op maat
Sinds het begin van het ontwikkeltraject van deze oplossing is Zef Jansen, Accountmanager bij Bredenoord, nauw betrokken. “Dit is voor ons een erg leuke en nieuwe werkwijze,” vertelt Jansen. “Samen met PK Waterbouw ontwikkelden we een oplossing die precies aansluit op de unieke situatie van het werken op de grachten. Na verschillende sparsessies en een daaropvolgend ontwikkeltraject kwamen we tot de oplossing: Een modulair mobiel batterijpakket, dat op DC-niveau gekoppeld kan worden aan de waterstofgedreven range extender of nog meer batterijpakketten. Dit om het voorstuwingssysteem van de duwboot van stroom te voorzien. Per duwboot zullen er doorgaans twee batterijpakketten gebruikt worden. Daarnaast beschikt dit systeem over een waltoepassing, ook hier zijn de batterijpakketten koppelbaar. Deze oplossing zijn we vervolgens gaan realiseren voor twee duwboten.”
Met twee batterijensystemen aan boord is een sleep-/duwboot een dag lang volledig operationeel. Vervolgens kunnen de batterijen ’s nachts weer langzaam worden opgeladen door ze op de walstroom aan te sluiten. Volstaat de walstroomcapaciteit niet voor een bepaalde verbruiker? Dan kan het batterijsysteem de pieken in de stroomvraag opvangen. Doorgaans wordt daarvoor vaak een aggregaat ingezet, maar de inzet van batterijsystemen maakt dit in veel gevallen overbodig.
In de energieoplossing is tevens een waterstofgedreven range extender opgenomen. Deze range extender werkt op basis van een PEM Brandstofcel die ervoor zorgt dat de batterijen continu met een vast ingesteld vermogen geladen worden om zodoende de actieradius te vergroten. Ook de H2 range extender kan zowel op de duwboot als in de waltoepassing worden ingezet.
In het ontwikkeltraject heeft Bredenoord nauw samengewerkt met Electrauvision en in2E voor het schrijven van de benodigde software.
Leerproces en kennisoverdracht
Na een ontwikkeltraject van ongeveer driekwartjaar konden de componenten worden besteld en werden de systemen daadwerkelijk gebouwd. Dit jaar zijn de eerste pilots van start gegaan, waarbij het systeem ook de door de binnenvaartwet verplicht gestelde keuring ondergaat. Deze kennis werd door PK Waterbouw ingebracht. “Bijzonder aan dit project is dat de volledige aandrijving aan de eisen van de scheepvaartinspectie moet voldoen, waar men gewend is aan enorme containers,” vertelt Verweijen. “Op grote schepen op zee of rivieren kan dat, maar wij varen met kleine stadsschepen. Elke vierkante centimeter moest optimaal worden benut. Dat is Bredenoord erg goed gelukt. Een ander groot voordeel van het nieuwe accupakket is dat het in één keer een hoge startstroom kan leveren. Normaal hadden we daar een aggregaat voor nodig, maar nu kan dit met een batterij, zónder dat hier een grote container bij komt kijken.”
Ook met toekomstig onderhoud is rekening gehouden. “Bij eerdere custom made projecten waren alle onderdelen weggewerkt in de boot, wat helemaal niet handig was. Tijdens onderhoud kon men nergens bij. De nieuwe boten zijn zo ontworpen dat we heel eenvoudig bij alle fundamentele onderdelen kunnen. Het accupakket kunnen we er eenvoudig uit halen, op de kant plaatsen en repareren of onderhouden. Uiteraard sloten we voor hiervoor gelijk een servicecontract af bij Bredenoord,” aldus Verweijen.
Dankzij het vertrouwen van PK Waterbouw zijn essentiële toekomstige ontwikkelaspecten in een versnelling beland. “Voorlopig hebben we dit systeem ontwikkeld voor twee boten,” vertelt Jansen. “Daarnaast hebben we plannen gemaakt met PK Waterbouw om in de nabije toekomst meer duwboten te elektrificeren. Vanuit Bredenoord zetten we dit jaar wederom significant in op energieopslagsystemen voor onze eigen verhuurvloot. Tegelijkertijd realiseren we waar mogelijk ook klanteigen systemen, zoals die van PK Waterbouw. Ondertussen zijn we al meer dan tien jaar bezig met energieopslag en hebben we als organisatie de nodige ervaring opgedaan. Zowel ons Technisch Training Centrum (TTC) als onze Service afdelingen beschikken nu over een degelijke basis aan kennis en ervaring, waardoor we op beide vlakken de juiste nazorg kunnen bieden.”
De E-Tug is echt nét klaar en gecertificeerd. Het is een CEMT-klasse 2 sleepboot.