Bijlage 1 Maritiem Masterplan: Toelichting op de drie energielijnen

De maritieme sector staat voor grote uitdagingen. Investeren in innovatie is een topprioriteit voor de Nederlandse maakindustrie, dus ook voor de maritieme maakindustrie, om een sterke internationale positie te behouden en te versterken. In Nederland zijn op verschillende niveaus al grote stappen gezet als het gaat om het verduurzamen van de maritieme sector. Een nog nauwere samenwerking, ook over sub-sectoren heen, plus het stellen van gezamenlijke doelen moeten leiden tot een verdere versnelling van de gewenste verduurzamingstransitie van de maritieme sector.

Het ontwikkelen en toepassen van nieuwe technologieën is nodig om ervoor te zorgen dat Nederlandse schepen binnen afzienbare tijd hun uitstoot van broeikassen significant reduceren en uiteindelijk klimaatneutraal kunnen gaan varen. De technische uitdagingen om de duurzaamheidsdoelen te halen zijn groot. De vermogens die nodig zijn om schepen duurzaam te laten varen zijn zeer hoog. Er is veel energie nodig voor de voortstuwing van een schip, waarbij een schip dagen en zelfs weken moet kunnen varen. Hoge vermogens gekoppeld aan tijdsduur maken de verduurzamingsopgave in de maritieme sector er een van complexe aard. Systemen hiervoor zijn nog in ontwikkeling en gebruiken brandstoffen die nog niet breed beschikbaar zijn. Tevens speelt dat ieder scheepstype een eigen optimale energielijn vraagt: een sleepboot heeft bijvoorbeeld een ander doel en vaarprofiel dan een vrachtschip.

De diversiteit aan schepen, vaarroutes, en verschillende werkzaamheden die met de schepen worden uitgevoerd maakt dat er geen sprake is van één oplossing voor de gewenste duurzaamheidstransitie. Daarom wordt er binnen de kaders van het Maritiem Masterplan gekeken naar drie energielijnen: waterstof, methanol en LNG met Carbon Capture, zowel voor nieuw te bouwen schepen als voor verbouw en hergebruik van bestaande schepen (retrofit).

De keuze voor deze drie energielijnen is mede gebaseerd op de resultaten die tot zo ver zijn behaald met de subsidieregeling R&D Mobiliteitssectoren (hierna: RDM-regeling) van 17 mei 2021. In de gewenste versnelde verduurzaming draait het niet alleen om brandstof, maar zullen oplossingen als elektrificeren, gebruik maken van batterijen en essentiële ondersteunende energie-optimalisatiemaatregelen in de energielijn ook een rol spelen. Als de Nederlandse maritieme sector de gewenste verduurzamingsstappen kan zetten, liggen er kansen op de internationale markt.

Waar in de projecten die zijn gesubsidieerd met de RDM-regeling de focus op ontwikkelen en onderzoek lag en ligt, wordt deze in het Maritiem Masterplan verlegd naar onderzoek en demonstratie. Het is de bedoeling de komende jaren zo’n 30 schepen te bouwen dan wel te retrofitten waarmee wordt gedemonstreerd dat er een verduurzamingsslag te maken valt, met klimaatneutrale schepen als uiteindelijk doel. De demonstratieschepen in de drie energielijnen worden ondersteund door de samenwerking op een digitaal platform (het JMPD) en een Human Capital programma.

Waterstof lijkt een van de belangrijke bouwstenen in een hernieuwbare energie-infrastructuur, omdat het middels elektrolyse relatief eenvoudig geproduceerd kan worden uit hernieuwbare elektriciteit en water. Het is een essentiële pijler voor een schoon en duurzaam energiesysteem. Dit lijkt een kansrijke emissievrije brandstof voor maritieme toepassingen met een beperkte energiebehoefte en een relatief korte operatieduur. Waterstof als alternatieve brandstof voor schepen is vooral relevant voor kust- en binnenvaart en complexe werkschepen. Waterstof maakt elektrificatie van schepen mogelijk via brandstofcellen en verbrandingsmotoren met een hogere actieradius dan bijvoorbeeld alleen op batterijen.

Waterstof kan worden omgezet naar voortstuwingsenergie op een schip door middel van een verbrandingsmotor die waterstof als brandstof gebruikt, maar het kan ook middels een brandstofcel die waterstof direct omzet in elektrische energie. Deze laatste variant heeft onder andere als voordeel dat er sprake is van een hogere efficiëntie.

Waterstof kan op verschillende manieren worden opgeslagen. De energielijn waterstof is open voor de verschillende beschikbare opslagvormen van waterstof, gecomprimeerd (gasvormig), cryogeen (vloeibaar), gebonden aan een vaste stof (natriumboorhydride) of een vloeistof (LOHC).

Doelstellingen waterstof energielijn:

Methanol is als brandstof vooral geschikt voor schepen met een lange operatieduur en bijhorende actieradius. Het is een efficiënt en duurzaam te produceren vloeibare brandstof. De energiedichtheid per liter is relatief hoog: ongeveer de helft van dieselolie en bijna zesvoudig van waterstof. Bovendien zijn de bunkerprocedures nagenoeg gelijk aan het bunkeren van dieselolie.

Hoewel de eerste motoren al omgebouwd zijn voor operatie op methanol, en methanol brandstofcelsystemen worden ontwikkeld, is deze technologie en de markt voor methanol toepassing nog sterk in ontwikkeling.

Een belangrijke focus van de energielijn methanol is om verbrandingsmotoren en brandstofcelsystemen verder te ontwikkelen voor alle vereiste vermogens en deze op een veilige manier te gaan gebruiken in het energiesysteem, en om de operatie van complexe energiesystemen op methanol te demonstreren in een operationele omgeving.

Een veilig en betrouwbaar ontwerp van de methanol aandrijflijn is essentieel voor sector acceptatie. Verdere ondersteuning voor het ontwikkelen van relevante heldere regelgeving omtrent het methanol energiesysteem zal daarbij een belangrijke rol gaan spelen. Het is tevens belangrijk om de betrouwbaarheid en concurrerende exploitatie van schepen op methanol tijdens de operatie van de demoschepen aan te tonen.

Voor een succesvolle uitrol van een methanol demonstratieproject zal de ontwikkeling van de supply chain zoals het vervoer van methanol over land en de vergunningen voor bunkeren meegenomen moeten worden in het projectplan. Om de sector inzage te geven in de uitstoot van het methanol energiesysteem zal het meten en rapporteren over broeikasgassen, waaronder koolstofdioxide (CO₂), stikstofoxides (NO_x), onverbrande koolwaterstoffen (UHC) en fijnstof (PM), meegenomen moeten worden in het projectplan.

Doelstellingen methanol energielijn:

LNG is een toegepaste energiebron in de maritieme sector. De brandstof wordt beschouwd als een schonere manier van energie opwekken in vergelijking tot de reguliere diesel en stookolie. Het verbranden van LNG gaat echter gepaard met de uitstoot van broeikasgassen, waaronder CO₂, NO_x en uitstoot van onverbrand aardgas (methaan-slip). Om de klimaatimpact van LNG te verminderen, wordt er gewerkt aan het implementeren van Carbon Capture and Storage of Carbon Capture technologieën.

Deze energielijn is gericht op het ontwikkelen van technologieën en strategieën om de uitstoot van LNG-aangedreven schepen significant te verminderen. Het afvangen van koolstofdioxide staat hierbij centraal. Carbon Capture houdt in dat CO₂-emissies worden opgevangen voordat ze in de atmosfeer worden uitgestoten. Daarnaast is het verminderen van de NO_x en methaanslip cruciaal om de voordelen van LNG als duurzame brandstof te realiseren. Methaan is namelijk circa 30 keer krachtiger broeikasgas dan CO₂. Door een combinatie van deze technologieën en strategieën kan de toepassing van LNG nagenoeg vrij van broeikasgasemissies worden.

De consortia die aan het Maritiem Masterplan, LNG Carbon Capture, deelnemen, dragen bij om de Carbon Capture technologie versneld door te ontwikkelen naar een hoger TRL en SRL en vervolgens te implementeren en demonstreren in demonstratieschepen (nieuwbouw of retrofit).

De energielijn focust hierbij op de volgende deelaspecten:

Ondersteunend hieraan ontwikkelen van standaarden, innovatieve business cases, infrastructuur en digitale industrialisatie van het ontwerp- en bouwproces, resulterend in een schaalbaar ontwerp voor nieuwbouw en retrofitschepen.