MIIP003 Ontwikkelingsstudie voor zero-emission CTV’s

Samenvatting

Draagvleugels (foils) zijn cruciaal om snelle, lichte schepen te kunnen verduurzamen, doordat hiermee tot wel 80% energie te besparen is. Dit maakt zero-emission varen op zee haalbaar. Echter, om draagvleugelsystemen kosten-effectief te ontwikkelen voor de hele sector, is een gericht ontwikkeltraject nodig met een duidelijke visie. Flying Fish is met meerdere reders en gebruikers in gesprek om een ontwikkelings-roadmap voor vleugels uit te werken, toegepast op Crew Transfer Vessels (CTV’s). Het MIIP onderzoek is hiervoor essentieel. Dit MIIP draait om het volgende: Hoe komt een praktische hydrofoil ontwerpmethode eruit te zien voor CTV’s en andere zeegaande snelle schepen? Met welke technische, economische en planmatige budgetten moet rekening gehouden worden? Welke technologie moet nog worden ontwikkeld en welke is al in de markt beschikbaar? Flying Fish zal zich richten op het ontwikkelen van een systeem-indeling van draagvleugelschepen, het opstellen van gebruikerseisen en het simuleren van de prestaties van foils. MARIN fungeert hierbij als klankbord. Wij werken met inputs van CTV gebruikers (Eneco, RWE, Shell) en reders. Daarnaast overleggen we inhoudelijk over de ontwerpmethode met projectpartner C-Job om deze goed aan te laten sluiten op de marktvraag en praktische manier van scheepsbouw. We houden daarom ook contact met onze scheepsbouw-partner, De Haas Maassluis.

Probleemanalyse

In 2018 heeft één van de oprichters van Flying Fish een Maritime Designer Award gewonnen voor het voorstellen en toepassen van een draagvleugel-ontwerpmethode voor kleine boten. Inmiddels is vanuit duurzaamheidsoogpunt de relevantie voor draagvleugels ook erg groot bij zeegaande CTV’s en andere schepen, met name door het toenemende aantal windparken op zee. Helaas is er nog geen draagvleugelsysteem op de markt om de duurzaamheidspotentie te realiseren. Om zo snel mogelijk uitstoot te verminderen, moet er snel een commercieel aantrekkelijk draagvleugelsysteem ontwikkeld kunnen worden voor de gebruikers. Dit systeem bestaat nog niet. Het grootste probleem bij de ontwikkeling van zo’n systeem is dat de kennis van kennisinstituten aan de ene kant en de praktijk van scheepsbouw aan de andere kant nog niet op elkaar aansluiten. Hierdoor is het nu moeilijk om een technische en economische kosten-bateninschatting te maken voor een praktische draagvleugelboot op zee. Daarom is een ontwerp-aanpak nodig die de kennis van de Nederlandse instituten combineert met de wensen van de gebruikers en scheepsbouwers. Op die manier kunnen draagvleugelschepen met minder risico worden ontwikkeld en kan de Nederlandse sector hier haar kennis verzilveren.

Belang van het project

Het geïnstalleerde vermogen van windmolens op zee neemt komend decennium spectaculair toe. Om hier snel en op duurzame wijze onderhoud te kunnen plegen moeten er op korte termijn zero-emission CTV’s worden ontwikkeld. De energiebesparing van draagvleugels maakt het mogelijk om op waterstof of andere duurzame brandstof missies op zee uit te voeren. Foiling wordt dus essentieel voor de verduurzaming van de sector. Nederland heeft alle kennis en kunde in handen om hier wereldmarktleider in te worden, dankzij kennis van MARIN en TU Delft en dankzij de innovatieve maritieme sector die hier graag aan bijdraagt. Het enige wat nog ontbreekt, is een praktische ontwerp-aanpak om de projectrisico’s beter af te dekken. Dit MIIP project richt zich op het zetten van die missende stap.

Doelstellingen

Doel 1) is om de drie belangrijkste ontwerppijlers voor foiling CTV’s vast te stellen op basis van gesprekken met ontwerpers, reders en gebruikers.

Doel 2) is de ontwerpruimte van het schip te identificeren op basis van de missie-eisen van de CTV gebruikers en de fysieke eisen aan het schip. Dit doen we door een referentie-schip te nemen en hier verschillende ontwerpmethodes en simulaties op te testen. De output is een “reference ship design” vanaf waar geïtereerd kan worden. Hier wordt ook een render van gemaakt door C-Job om het ontwerp te visualiseren en te laten beoordelen door de marktpartijen.

Doel 3) is het opstellen van een budgetmodel: hierin staan de technische haalbaarheid per subsysteem, de tijdinschatting voor de ontwikkeling en een kosteninschatting voor het ontwerp, de bouw en de operatie van de referentie-CTV. De output is dus een kostenmodel dat snel kan worden toegepast bij nieuwe projecten.

Doel 4) is het verder uitwerken van “technology-gaps” die de tijdsduur of economische kosten van ontwikkeling beïnvloeden. De output is per “gap” een analyse van de mogelijkheden om deze “gap” te dichten met nieuwe techniek of via alternatieve ontwerpen. Het project is geslaagd als deze doelen zijn behaald en de ontwerpers, scheepsbouwers, reders, investeerders en gebruikers hierdoor aangeven beter in staat te zijn om op een innovatief draagvleugelproject een gefundeerde “GO” te geven.

Planning