Overzicht van walstroomstekkers en -aansluitingen – IEC/IEEE 80005
IEC/IEEE 80005 is the main standard for shore power. This standard categorically divides shore power plugs and sockets into low voltage shore connection systems (LVSC < 1 MVA) and high voltage shore connection systems (HVSC > 1 MVA). LVSC systems are governed by IEC/IEEE 80005-3 for operability and IEC 60309-5 for dimensions. HVSC systems are governed by IEC/IEEE 80005-1 for operability and IEC 62613-2 for dimensions.
Technische richtlijnen en scheepsspecifieke vereisten voor LVSC- en HVSC-systemen
Het doel van deze blog is om duidelijke richtlijnen te geven voor walstroomstekkers en -aansluitingen aan de hand van de geldende norm IEC/IEEE 80005. Deze norm verdeelt walstroomstekkers en -aansluitingen in laagspanningswalstroomsystemen (LVSC < 1 MVA) en hoogspanningswalstroomsystemen (HVSC > 1 MVA). LVSC-systemen vallen onder IEC/IEEE 80005-3 voor de werking en IEC 60309-5 voor de afmetingen. HVSC-systemen vallen onder IEC/IEEE 80005-1 voor de werking en IEC 62613-2 voor de afmetingen. Beide vallen onder IEC/IEEE 80005-2 voor communicatie.
Scheepsspecifieke vereisten voor sommige scheepstypen worden in de volgende secties verder uitgewerkt. Richtlijnen voor andere scheepstypen bestaan niet of zijn nog in ontwikkeling. Gebruik de tool om snel alle vereisten voor jouw schip te bepalen.
-
Scheepsspecifieke vereisten zijn voor onderstaande scheepstypen vastgelegd in IEC/IEEE 80005-3 en worden volledig uitgewerkt in het downloadbare e-book. Hierbij moet worden opgemerkt dat andere scheepstypen op dit moment geen normatieve of informatieve aanvullende vereisten hebben.
De afbeelding laat echter duidelijk zien dat LVSC-systemen over het algemeen allemaal een vergelijkbaar type stekkerinterface gebruiken en daardoor geschikt zouden moeten zijn voor alle typen.
Annex B – Normatief – Offshore-supply-, service- en werkschepen
Annex C – Normatief – Containerschepen
Annex D – Informatief – Tankers
Daarnaast gebruiken veel scheepseigenaren en terminals CEE of Powerlock voor laagspanningssystemen, met name bij (zeer) lage vermogensvragen (doorgaans minder dan 100 kW met 63A-aansluitingen). Deze zijn over het algemeen eenvoudig in gebruik en komen in veel industrieën veelvuldig voor. [Klik hier voor meer informatie.]
Please note that some shipowners or ports use different connector types for (very) low power demand, such as CEE form and Powerlock. Learn more here.
-
Scheepsspecifieke vereisten zijn voor onderstaande scheepstypen vastgelegd in IEC/IEEE 80005-1 en worden volledig uitgewerkt in het downloadbare e-book. Zoals te zien is, zijn er bij HVSC-systemen aanzienlijke verschillen, zowel wat betreft de afmetingen als andere scheepsspecifieke vereisten die in de annexen zijn vastgelegd.
Annex B – Normatief – Ro-Ro-vracht- en Ro-Ro-passagiersschepen
Annex C – Normatief – Cruiseschepen
Annex D – Normatief – Containerschepen
Annex E – Informatief – LNG-tankers
Annex F – Informatief – Tankers
Hierbij moet worden opgemerkt dat andere scheepstypen op dit moment geen normatieve of informatieve aanvullende vereisten hebben.
-
Scheepsspecifieke vereisten zijn van toepassing op zowel de werking als de afmetingen, met name voor de volgende parameters:
Nominale spanning en frequentie;
Locatie van het kabelmanagementsysteem, de omvormer en transformator (aan land of aan de scheepszijde);
Het aantal benodigde kabels.
De volgende belangrijke aandachtspunten uit de normen kunnen voor alle scheepstypen in aanmerking worden genomen:
Het systeem moet galvanisch gescheiden zijn van het waldistributiesysteem.
Aan de wal moet een frequentieomvormer worden gebruikt.
Wanneer schepen een vaste route varen en dezelfde havens en hun specifieke ligplaatsen herhaaldelijk aandoen, kunnen andere nominale spanningswaarden volgens IEC worden overwogen.
Meer scheepsspecifieke informatie nodig?
-
De geldende norm voor de werking van walstroomsystemen is de IEC/IEEE 80005-serie. 80005-1 is gericht op hoogspanningssystemen en 80005-3 op laagspanningssystemen. Voor beide delen behandelt hoofdstuk 7 de schip-walaansluiting en de bijbehorende interfaceapparatuur. De annexen behandelen scheepsspecifieke vereisten.
De geldende norm voor de aansluiting van stekkers en stopcontacten is de IEC 60309-serie voor LVSC en de IEC 62613-serie voor HVSC. Deel 5 en deel 2 behandelen de dimensionele compatibiliteit en aansluitmogelijkheden van respectievelijk LVSC- en HVSC-systemen voor verschillende scheepstypen. Alle overige hoofdstukken, zoals algemene vereisten, zijn omwille van de duidelijkheid uit deze blog weggelaten.
Het regelgevingskader voor walstroomprojecten, ontwikkeling en exploitatie moet vanuit een breder perspectief worden beoordeeld. Dit omvat de infrastructuur aan de wal, het kabelmanagementsysteem en de interfaces, evenals de apparatuur aan de scheepszijde. Op deze onderdelen is een breed scala aan regelgeving van toepassing, waaronder nationale wetgeving, klassevoorschriften, vereisten van de havenstaat, havenvoorschriften en lokale verordeningen. Onderstaande figuur geeft een schematisch overzicht van het brede scala aan regelgeving voor een walstroomproject met volledige scope. Het volledige regelgevingskader valt buiten de scope van dit document, maar wordt desondanks als referentie opgenomen. Neem contact op met de helpdesk voor begeleiding.
-
De belangrijkste onderscheidende factor voor stekkers en stopcontacten is de verdeling tussen laagspannings- en hoogspanningssystemen. Zodra laag- of hoogspanning is bepaald, komt de verdere keuze van een stekker neer op de scheepsspecifieke vereisten en voorkeuren, met name de maximale stroomsterkte, elektrische veiligheidseisen (bijvoorbeeld kortsluitstromen), of simpelweg de vraag of de kabel onder een hoek uit het stopcontact moet komen of niet.
Naast voorbeelden van stopcontacten en stekkers uit de praktijk, wordt in de volgende figuren een lijst gegeven van mogelijke leveranciers voor zowel LVSC als HVSC.
Download het e-book voor figuren in hoge resolutie en meer informatie over leveranciers.
Meer nodig?
Misschien vindt u dit ook interessant
Project BOEI
Project BOEI is a techno-economic feasibility study on behalf of the Province of South-Holland on the electrification of tankers at the Scheveningen anchorage. The goal is to identify the most feasible technical solutions and risks, in addition to cost and emissions reduction estimation. Primary drivers are reduction of NOx and CO2 emissions. Total costs for all scopes combined is €14M (~€12M for infra and ~€2M for ship). E-anchor and subsea cabling are approximately 50% of all cost. Break-even price parity for shipowner and provider of power is at around €0.20-€0.25 per kWh.
Techno-economische haalbaarheidsstudie voor de elektrificatie van tankers op de ankerplaats van Scheveningen
Project BOEI (Buoy for Offshore Emission Irradication) is een techno-economische haalbaarheidsstudie in opdracht van de provincie Zuid-Holland naar de elektrificatie van tankers op de ankerplaats van Scheveningen. Het doel is om de meest haalbare technische oplossingen en risico’s voor het offshore opladen van schepen op de ankerplaats in kaart te brengen, naast het schatten van de kosten en emissiereducties. De belangrijkste drijfveren zijn het verminderen van NOx- en CO2-emissies. Deze blog biedt een overzicht van het project, inclusief het eindrapport en een interactieve tool die kan worden gebruikt om vergelijkbare projecten aan te passen, d.w.z. het offshore opladen van schepen.
De elektrificatie van een tanker op de ankerplaats van Scheveningen is technisch en economisch haalbaar. De totale kosten voor alle scopes .gecombineerd bedragen €14 miljoen (~€12 miljoen voor de infrastructuur en ~€2 miljoen voor het schip). De E-anchor en onderzeese bekabeling vertegenwoordigen ongeveer 50% van alle kosten.
De potentiële NOx-reductie is veel hoger dan aanvankelijk werd verwacht. Voor alle schepen samen wordt deze geschat op ruim 800.000 kg per jaar, wat overeenkomt met ~7,5 mol NOx-depositie per hectare per jaar.
De break-evenprijs voor de scheepseigenaar en de leverancier van het vermogen ligt rond €0,20-€0,25 per kWh. Een haalbare businesscase kan worden verkregen met alleen Renewable Energy Units, of met een subsidie van ~€3 miljoen
Projectinformatie
Project BOEI (Buoy for Offshore Emission Irradication) is een techno-economische haalbaarheidsstudie naar de elektrificatie van tankers op de ankerplaats van Scheveningen. Het doel is om de meest haalbare technische oplossingen en risico’s in kaart te brengen, naast het schatten van de kosten en emissiereducties.
De studie is zowel om technische als economische redenen opgedeeld in drie afzonderlijke ‘scope-splits’, die daarnaast een basis bieden voor modellering en de verdeling van interfaces. Dit zijn scope 1, 2 en 3, die respectievelijk Infra, E-Anchor en Ship vertegenwoordigen. Voor elke scope worden verschillende parameters geïdentificeerd die verschillende modelleringsopties voor het project mogelijk maken. De parameters zijn E-house, Assembly, Cabling, Type, CMS en Mooring Location. Om praktische redenen wordt in deze studie een kleine selectie van scenario’s onderzocht. De beschouwde scenario’s worden in de tool onderzocht en geïmplementeerd om verschillende mogelijke uitkomsten met elkaar te vergelijken.
-
Infra wordt gedefinieerd als alles tot aan de e-anchor, inclusief de E-house met hoogspanningsvoeding, transformatoren en omvormer, hoogspanningsschakelinstallaties die het vermogen verdelen naar de e-anchor(s), plus de bekabeling van al deze componenten, oftewel de in-field-infrastructuur. De volgende vereisten zijn van toepassing:
Op Q13-A is 6 [MVA] aan reservecapaciteit beschikbaar, met hoofdschakelinstallaties die op 25 [kV] werken. Er zijn per 2025 2 reserve-uitgaande vermogensschakelaars beschikbaar.
De ruimte op Q13-A is ‘beperkt’. Het heeft de voorkeur om zoveel mogelijk apparatuur niet op het platform te installeren. Dit is tegenstrijdig met de vereisten voor de e-anchor, die de installatie van vermogensapparatuur niet toestaan.
Er zijn ten minste 2 reserve J-tubes beschikbaar voor onderzeese bekabeling naar de e-anchors.
Alle onderzeese bekabeling moet over een minimale diepte van 2 meter worden ingegraven.
-
E-anchor wordt gedefinieerd als de elektrische interface die vermogen aan een schip levert en waaraan het schip kan afmeren. De e-anchor kan, afhankelijk van de waterdiepte en voorkeuren ten aanzien van vergunningen, een boei of paal zijn. Voor haalbaarheidsdoeleinden wordt ervan uitgegaan dat er geen functioneel of kostentechnisch verschil is tussen een paal en een boei. Er wordt aangenomen dat het Cable Management System (CMS) binnen deze scope valt. De volgende vereisten zijn van toepassing:
Het Cable Management System (CMS) wordt door de e-anchor geleverd. Het schip hoeft geen CMS aan boord te hebben.
Ankergebieden zijn cirkelvormig, zodat schepen rond de ankerlocatie in het midden van de cirkel kunnen draaien.
Rondom de e-anchor is een minimale straal vereist van de scheepslengte (L) plus 60 [m].
Vanuit operationeel, afmeer- en veiligheidsperspectief is een minimale manoeuvreercirkel van vier keer de scheepslengte (4L) vereist.
Op de e-anchor mogen geen transformatoren of omvormers worden geïnstalleerd.
Het schip maakt zonder sleepbootassistentie en zonder dat personeel aan boord van de e-anchor hoeft te gaan verbinding met de e-anchor.
Alle engineering, berekeningen en businesscaseanalyses worden gebaseerd op bestaande technologie, zoals geleverd door de consortiumleden. Dit betekent dat:
• maximaal toegestane spanning: 11 [kV]
• maximaal toegestane stroom: 500 [A]
• maximaal toegestaan vermogen: ± 8 [MW]
• maximaal toegestane kabeldoorsnede: 240 [mm²]
-
Ship wordt gedefinieerd als alles wat na het afmeren met het schip mee wegvaart. Dit omvat over het algemeen het walstroomaansluitpaneel, bekabeling aan boord, aanpassingen aan het hoofdschakelbord en vermogensapparatuur indien nodig. De volgende vereisten zijn van toepassing:
De referentie voor het schip is een gemiddelde vermogensvraag van 1,5 [MW] en een piekvermogensvraag van 2 [MW].
Het referentieschip werkt op 60 [Hz].
De maximale windkracht waarbij schepen afgemeerd liggen is Beaufort 7.
Schepen en vermogensvraag
Om praktische redenen wordt voor deze studie één schip als primaire referentie genomen. Op basis van de voorkeuren van consortiumlid Knutsen wordt de Torill Knutsen als referentieschip gebruikt. Het scheepstype waarop de normen en regelgeving van toepassing zijn, is tanker. Het gemiddelde ankervermogen varieert doorgaans tussen 1.200 en 1.500 [kW]. Het hulpvermogen is gebaseerd op de aangenomen geïnstalleerde dieselgenerator die het ankervermogen levert, met een minimale capaciteit van 3.800 [kW]. Het aantal dagen dat het schip per jaar op de ankerplaats ligt, bedraagt 38 (aanname).
Ankerplaats
De coördinaten van de locatie en de afstand tot de kust en de haven van Scheveningen worden weergegeven in de onderstaande figuur, afkomstig uit het Nationaal Georegister (NGR), met dank aan Rijkswaterstaat. Een andere goede bron is de OpenEarth viewer. Naast bathymetrie toont deze viewer windparken, kabels, pijpleidingen en vele andere lagen. De afmetingen worden ook in de volgende figuren weergegeven. De ankerlocatie heeft een maximale capaciteit van 10 schepen.
Uit de analyse blijkt dat in 2023 in totaal 224 verschillende schepen langer dan 1 dag op de ankerplaats hebben gelegen. Tankers en vrachtschepen vertegenwoordigen 92% van al deze schepen: 79% tankers en 14% vrachtschepen. Gemiddeld liggen er gedurende het jaar op elk moment 6 schepen afgemeerd, met een gemiddelde verblijfsduur van 10 dagen. Tankers liggen gemiddeld 7 dagen op de ankerplaats. De langste verblijfsduren op de ankerplaats waren 171 dagen, 151 dagen en 135 dagen. Eén van deze drie schepen zou op zichzelf mogelijk voldoende kunnen zijn om de businesscase rond te krijgen.
Technische scope
Dit hoofdstuk bevat een technische beschrijving van het volledige project, evenals de wettelijke vereisten en normen die van toepassing zijn op de componenten en de werking. Hieronder worden de belangrijkste punten uit het hoofdstuk weergegeven. Raadpleeg het rapport voor alle details.
-
De ontwerplevensduur van het systeem moet minimaal 25 jaar bedragen.
Het onderhoud van de installatie, inclusief vermogensverliezen, moet tot een minimum worden beperkt.
De walstroomaansluiting moet geschikt zijn voor een continue, betrouwbare, veilige en eenvoudige werking. Betrouwbaarheidspercentages moeten door de leverancier worden aangegeven.
Alle toepasselijke internationale en klassevoorschriften, inclusief de nationale netcode voor elektriciteit (voor Nederland: Netcode elektriciteit), moeten worden nageleefd. Deze zijn van toepassing op alle apparatuur, waaronder, maar niet beperkt tot, vermogensschakelaars, aansluitpanelen, stopcontacten en stekkers, filters, evenals voorzieningen om inschakelstromen van transformatoren of het inschakelen van grote belastingen en daaropvolgende spanningsdalingen te beperken, indien deze niet door de walstroomvoorziening worden geleverd.
De apparatuur moet geschikt zijn voor de omgevingscondities. Er moeten effectieve maatregelen worden getroffen om corrosie van de apparatuur door ophoping van vocht en condensatie te voorkomen.
Een equipotentiaalverbinding tussen schip en ‘wal’, met een aardelektrode, is vereist.
-
NEN-ISO/IEC/IEEE
• NEN-ISO/IEC/IEEE 80005-1: Utility connections in port: HVSC systems – General Requirements High Voltage shore side electricity (up to 20 MVA per vessel).
• NEN-ISO/IEC/IEEE 80005-2: Utility connections in port: HVSC systems – Data communication for monitoring and control.
• NEN-ISO/IEC/IEEE 80005-3: Utility connections in port: HVSC systems – General Requirements Low Voltage shore side (typically less than 1 MVA).
• IEC 62613-1: Plugs, socket-outlets and ship couplers for high-voltage shore connection systems (HVSC Systems) – Part 1: General requirements.
• IEC 62613-2: Plugs, socket-outlets and ship couplers for high-voltage shore connection systems (HVSC-Systems) – Part 2: Dimensional compatibility and interchangeability requirements for accessories to be used by various types of ships.
• IEC 60092-101:2018 – Electrical installations in ships. Part 101: Definitions and general requirements.
• IEC 60092-503:2007 – Electrical installations in ships - Part 503: Special features - AC supply systems with voltages in the range of above 1 kV up to and including 15 kV.
• IEC 61363-1: Electrical installations of ships and mobile and fixed offshore units - Procedures for calculating short-circuit currents in three-phase AC.
• Codes, standards and guidelines for safety when working in dangerous zones are shown in 3.6.2.
DNV / Lloyd’s
• DNV-RU-SHIP Pt.6 Ch.7 section 5 - Environmental protection and pollution control - Electrical shore connections – Shore Power
• DNV-RU-SHIP Pt.4 Ch.8 – Electrical Installations
• DNV-RU-SHIP Pt.6 Ch.2 – Propulsion, power generation and auxiliary systems
• LR Rules and Regulations for the Classification of Ships, July 2019 - Part 6 - Control, Electrical, Refrigeration and Fire – Chapter 1 Control Engineering Systems
• LR Rules and Regulations for the Classification of Ships, July 2019 - Part 6 - Control, Electrical, Refrigeration and Fire – Chapter 2 Electrical Engineering
• LR Rules and Regulations for the Classification of Ships, July 2019 - Part 7 - Other Ship Types and Systems - Chapter 13 On-shore Power Supplies
-
Omwille van de duidelijkheid wordt in de onderstaande figuur een vereenvoudigde weergave van de volledige technische scope gegeven. Dit schema toont alle geïdentificeerde componenten die nodig zijn om één schip van vermogen te voorzien. Elk component wordt in het rapport verder toegelicht.
-
De besturingslogica zorgt voor een veilige werking en monitoring van het volledige systeem. Deze wordt beschreven door verschillende geldende normen, met name IEC/IEEE 80005-2. In deze studie is deze opgedeeld in vier onderdelen: (1) beveiliging, monitoring en communicatie, (2) omschakelfilosofie, (3) alarmen en bijbehorende beveiligingen en (4) kortsluit- of selectiviteitsstudie.
(1) Beveiliging, monitoring en communicatie
Vereisten voor beveiliging, monitoring en communicatie worden beschreven in verschillende internationale en klassestandaarden, met name IEC/IEEE 80005-1 en 2. Alle communicatie tussen systemen aan boord en aan de wal moet compatibel zijn met de bestaande systemen van het schip. Communicatie kan plaatsvinden via afzonderlijke glasvezelkabels, via de voedingskabel of draadloos. De lijst met communicatiesignalen die tussen het walstation en het schip moet worden verzonden en uitgewisseld, moet door de leverancier van de apparatuur worden aangeleverd voor de Design Statement, overeenkomstig de normen en klassevoorschriften. Meer hierover is te vinden in het rapport.
(2) Omschakelfilosofie
Er zijn twee alternatieve opties voor omschakeling: het blackout-principe (door ‘het donker heen gaan’) en het synchronisatieprincipe. Deze worden beschreven in IEC/IEEE 80005-1 onder electrical load transfer, sectie 9.2 en 9.3, en samengevat in sectie 3.4.2 van het rapport. Voor deze studie wordt ervan uitgegaan dat de lastoverdracht plaatsvindt volgens het synchronisatieprincipe, omdat dit de meest strenge omschakelprocedure is. De operationele aspecten van het afmeren aan een single point mooring met het schip zelf en het aan boord nemen van de voedingskabel worden beschreven in sectie 3.6.4 van het rapport.
(3) Alarmen en bijbehorende beveiligingen
Hieronder staat een tabel met standaardalarmen en beveiligingsmaatregelen die moeten worden geïnstalleerd voor de monitoring van de installatie. Het herstellen van de noodvoeding van het schip in geval van een storing in de hoogspanningsvoeding wordt beschreven in IEC/IEEE 80005-1, sectie 8.6. Niet al deze alarmen zijn geschikt voor het ontwerp, bijvoorbeeld het alarm voor een te geringe afstand tot het waterniveau.
(4) Kortsluit- of selectiviteitsstudie
Er moet een kortsluit- of selectiviteitsstudie worden uitgevoerd volgens IEC 61363 of een vergelijkbare norm om de functionaliteit van de beveiligingsvoorzieningen van het schip, zoals relais, zekeringen en vermogensschakelaars, en de circuits die zij beveiligen, te evalueren wanneer aanpassingen voor walstroom worden aangebracht.
Volledige selectiviteit betekent dat de beveiligingsvoorzieningen het effect van een kortsluiting of andere ongewenste gebeurtenissen op het elektriciteitssysteem tot een minimum beperken. In ieder geval moeten kritieke scheepssystemen worden beschermd in geval van een kortsluiting, ongeacht de oorzaak daarvan (of deze nu verband houdt met wals
-
Dit hoofdstuk geeft een samenvatting van de belangrijkste regels en voorschriften met betrekking tot walstroom. Het is onderverdeeld in mondiaal (IMO), internationaal (EU), regionaal (Nederland of haven) en energy majors (bijvoorbeeld Ørsted). Vanwege de aard van regels en voorschriften en de onzekerheid die hiermee gepaard gaat, kan de situatie op het moment dat de lezer dit document leest verschillen van de situatie op het moment van schrijven.
Walstroom verplicht
Walstroom wordt volgens FuelEU en de Clean Shipping Act vanaf 2030 verplicht in de EU en de VS. Dit geldt alleen voor schepen van 400 GT en hoger, maar zou vereisen dat alle schepen die momenteel worden gebouwd en gepland zijn voor exploitatie in de EU over walstroommogelijkheden beschikken. Naar verwachting zal 90% van alle havenaanlopen in de EU moeten worden geëlektrificeerd. Korte verblijven van minder dan 2 uur zijn in de EU waarschijnlijk vrijgesteld.
De PAS-regelgeving inzake stikstof in Nederland is een belangrijke drijfveer voor deze haalbaarheidsstudie en streeft naar een stikstofreductie van 80% of meer. Naast deze strenge eis zijn subsidies beschikbaar gesteld om de reductie van stikstof te stimuleren. Meer over dit onderwerp wordt beschreven in sectie 5.3.
Naast overheidsorganisaties zetten ook veel klanten van scheepseigenaren aan op net-zero-operaties, met name Ørsted. Deze organisaties streven actief naar elektrificatie van schepen offshore en bouwen e-boeien bij windparken.
Verbetering van de businesscase door stimulansen
De CO₂-belasting in de EU (EU ETS) zal de businesscase voor walstroom verbeteren. Bij een prijs van €100 per mT CO₂ zullen de brandstofkosten effectief verdubbelen. Dit creëert duidelijke stimulansen voor scheepseigenaren om ervoor te zorgen dat hun schepen geschikt zijn voor walstroom.
Nederland staat de verkoop van ‘Renewable Fuel Units’ (Hernieuwbare Brandstof Eenheden of HBE’s) toe. Dit voegt bij het gebruik van groene energie effectief €0,20 aan inkomsten per kWh toe voor walstroom, wat de businesscase aanzienlijk verbetert.
Havens
Een aanzienlijk deel van de grote havens wereldwijd heeft verklaringen over walstroom ondertekend om ‘waar mogelijk tegen 2028 elektriciteit vanaf de wal te implementeren’.
De meeste havens hebben de ambitie om in 2050 CO₂-neutraal te zijn.
Cruise- en containerschepen zijn voor de meeste havens de belangrijkste doelgroepen.
-
Er zijn vier belangrijke aspecten op het gebied van Health, Safety and Environment geïdentificeerd met betrekking tot de elektrificatie van offshore-schepen. Deze worden hieronder opgesomd en in de volgende secties uitgebreid toegelicht. Emissies worden verder besproken in hoofdstuk 4.3 van het rapport.
Het werken met hoogspanningsapparatuur door personeel
ATEX-zones aan boord van het schip
Afmeer-, nautische en operationele aspecten
Omschakelprocedure
Resultaten
Dit hoofdstuk bevat indicaties van de CAPEX en OPEX voor de verschillende scopes, emissieberekeningen (met name NOX), de belangrijkste risico’s en mitigerende maatregelen, evenals een voorgestelde organisatorische vervolgstap, waarvan een planning voor de projectontwikkeling het belangrijkst is. De kosten worden bepaald volgens het principe van ‘turnkey levering’, waarbij elke scope rekening houdt met ontwerp en engineering, inkoop van apparatuur, installatie en inbedrijfstelling. De weergegeven resultaten hebben betrekking op één e-anchor en één schip, d.w.z. fase 1.
Planning
Voor een realistische projectuitvoering wordt aanbevolen om het project op te delen in drie afzonderlijke fasen. Deze uitvoeringsfasen worden voorafgegaan door een ontwerpfase die nodig is voor de FID. Voor deze planning wordt scenario 4 als basisscenario aangenomen. Dit betekent dat het vermogen aanvankelijk vanuit Q13 wordt geleverd – voldoende voor fase 1 en 2 – en wordt omgezet in een E-house dat op een monopile naast het ankergebied is geplaatst. Voor fase 3 zal ten minste tweemaal zoveel vermogen beschikbaar moeten worden gemaakt. Het is onzeker waar dit vermogen vandaan zal komen, Q13 of land.
You might also like
Overzicht van de duurzaamheids- en walstroomambities van havens
Most ports have the ambition to become carbon neutral by 2050. This typically excludes vessel emissions and focusses on Scope 1/2 port operations only. A significant portion of ports around the world have signed shore power declarations to ‘deploy shore-side electricity by 2028 where possible’, including all large North Sea ports, Los Angeles, Montreal and all large Japanese ports. Cruise and container vessels are the primary target for most ports’ regulations and EU will start taxing vessels via EU ETS from next year onwards.
Streefdata voor CO₂-neutraliteit en walstroomprojecten van havens
Samenvatting – De meeste havens hebben de ambitie om in 2050 CO₂-neutraal te zijn. Dit sluit doorgaans emissies van schepen uit en richt zich alleen op Scope 1/2 van de havenactiviteiten. Een aanzienlijk deel van de havens wereldwijd hebben walstroomverklaringen (shore power declarations) ondertekend om ‘waar mogelijk tegen 2028 elektriciteit vanaf de wal in te zetten’, waaronder alle grote Noordzeehavens, Los Angeles, Montreal en alle grote Japanse havens. Cruiseschepen en containerschepen zijn voor de meeste havenregelgeving de belangrijkste doelgroepen en de EU begint schepen vanaf volgend jaar via EU ETS te belasten.
Wanneer een schip afgemeerd ligt, kost 100 [kW] aan hulpvermogen ongeveer €150 per dag aan EU ETS-kosten (bij een prijs van €100 / mT CO₂), oftewel €50.000+ per jaar. Bereken hier je EU ETS kosten hier.
Not all ports are available. Works better on computer, not phone. This blog uses publicly available information updated until late 2022.
De spil van de energietransitie in de maritieme sector —> Havens
Op een bepaald moment moet elk schip terug naar huis. Havens zijn de thuisbasis van alle schepen. En op een bepaald moment zullen ook havens CO₂-neutraal moeten worden. Gelukkig hebben, zoals te zien is in onderstaande tabel, 9 van de 12 havens aangegeven de ambitie te hebben om CO₂-neutraal te worden. Hoewel deze tabel verre van volledig is, benadrukt deze wel de onvermijdelijkheid van CO₂-neutraliteit van havens over de hele wereld – en daarmee van de schepen die naar deze havens terugkeren.
Verreweg het belangrijkste aspect voor havens om CO₂-neutraal te worden – wanneer de focus ligt op emissies van schepen of ‘drijvende’ emissies – is walstroom. Het is een belangrijk element in de strijd voor CO₂-neutraliteit. Een kosteneffectieve uitrol van walstroom staat daarom hoog op de agenda van beleidsmakers in havens. Dit kan echter erg lastig zijn.
Dat komt doordat havens weliswaar een spilfunctie kunnen hebben bij de implementatie van walstroom, maar havenautoriteiten zelf beperkte ‘macht’ kunnen hebben als het gaat om haveninfrastructuur. Dit komt doordat zij noch de consument, noch de leverancier van energie of technologie voor walstroom zijn. Havenautoriteiten treden op als facilitator of, in een beperkt aantal gevallen, als investeerder. Hun ‘zegen’ is cruciaal voor de ontwikkeling van walstroomprojecten, maar zij hebben scheepseigenaren en leveranciers van walstroomtechnologie nodig om de infrastructuur daadwerkelijk te bouwen.
Dit inzicht komt duidelijk naar voren in het ondertekenen van een ‘walstroomverklaring’ door een aanzienlijk aantal grote havens over de hele wereld, zoals in de volgende sectie wordt uitgelicht.
One Ocean Summit 2022
Overheidsministers en havenautoriteiten van over de hele wereld ondertekenden op 10 februari 2022 tijdens de One Ocean Summit een walstroomverklaring. Samen met de Europese Investeringsbank spraken de betrokken partijen af zich maximaal in te spannen om tegen 2028 elektriciteitsvoorziening vanaf de wal te realiseren, met name voor cruise- en containerschepen. Hieronder staan de havens die de walstroomverklaring hebben ondertekend.
● Le Havre, Rouen, Paris (HAROPA) (Frankrijk)
● Marseille (Frankrijk)
● Dunkerque (Frankrijk)
● Port of Breme (Duitsland)
● Port of Hamburg (Duitsland)
● Port of Antwerp-Bruges (België)
● Port of Ostende (België)
● North Sea Ports (België, Nederland)
● Port of Amsterdam (Nederland)
● Port of Rotterdam (Nederland)
● Port of Copenhagen (Denemarken)
● Port of Göteborg/Gothenburg (Zweden)
● Port of Malmö (Zweden)
● Port of Montreal (Canada)
● Port of Los Angeles (VS)
● Port of Busan (Zuid-Korea)
● Port of Osaka (Japan)
● Port of Kobe (Japan)
● Port of Yokohama (Japan)
● Port of Tokyo (Japan)
● Port of Tanger (Marokko)
De exacte betekenis van ‘best efforts’ moet nog blijken en voor sommige havens is het slechts een symbolisch gebaar. De haven van Los Angeles moet bijvoorbeeld al vrijwel volledig voldoen aan de uitrol van walstroom vanwege de Ocean Going Vessels at Berth Regulation. Desondanks is het grote aantal ondertekenaars een positief en welkom signaal voor de maritieme sector.
More stories
Walstroom door Heerema
This is a story about how the shore power connection for Heerema in the Port of Rotterdam was realized from idea to reality. It is told from the perspective of Heerema, but could not be realized without help from Eneco, Siemens, Port of Rotterdam, the City Council of Rotterdam and InnovationQuarter. This story portrays the power of open collaboration for a sustainable future, and shows what can be achieved when working together on a common cause.
De grootste schepen ter wereld aansluiten op 100% groene energie – van idee naar realiteit
Samenvatting – Dit is het verhaal over hoe de walstroomaansluiting voor Heerema in de haven van Rotterdam tot stand is gekomen. Het verhaal wordt verteld vanuit het perspectief van Heerema, maar had niet gerealiseerd kunnen worden zonder de hulp van Eneco, Siemens, het Havenbedrijf Rotterdam, de gemeente Rotterdam en InnovationQuarter. Dit verhaal laat de kracht van open samenwerking voor een duurzame toekomst zien en toont wat er kan worden bereikt wanneer er wordt samengewerkt aan een gezamenlijk doel. Speciale dank gaat uit naar de Raad van Bestuur van Heerema voor hun gedurfde visie.
Over het project
De grootste ‘offshore stekker’ ter wereld
Wanneer de schepen van Heerema in Rotterdam afgemeerd liggen, worden ze aangesloten op windturbines op de landtong van Rozenburg. Hierdoor worden alle geluidsemissies en uitstoot die met deze afgemeerde schepen samenhangen vrijwel volledig geëlimineerd.
Het project is het eerste in zijn soort binnen de offshore-industrie en is opgezet in samenwerking met Eneco en het Havenbedrijf Rotterdam, met ondersteuning van de gemeente en InnovationQuarter. De installatie levert 20 MW aan vermogen en bespaart jaarlijks ongeveer 15.000 metrische ton CO₂. De emissiereductie komt zowel het personeel van de Heerema-vloot als omwonenden ten goede.
Technische uitdagingen waren onder andere het aanleggen van kabels van en naar de windturbines en het aansluiten op de schepen, het voormagnetiseren van (oude) apparatuur en ‘lekstroom’ in een natte omgeving.
In de toekomst kunnen niet alleen de schepen van Heerema, maar ook andere schepen worden aangesloten. Neem contact met ons op en laat hieronder een reactie achter om jouw schepen in het gebied aan te sluiten.
The Calandkanaal is one of the busiest hubs in Rotterdam with much more potential for shore power.
Two of Heerema’s crane vessels when moored in the Calandkanaal.
Het begint allemaal met een idee
Ons verhaal begint wanneer een sustainability engineer een kapitein ontmoet.
Eind 2016 keek een jonge en ambitieuze sustainability engineer in het hoofdkantoor van Heerema in Leiden naar zijn scherm. Hij werkte aan iets wat hij tijdens een brainstormsessie had gehoord: een idee om de grootste schepen ter wereld van elektriciteit te voorzien. Het idee heette ‘Shore Power’.
Dit was een tijd waarin de meeste mensen in de offshore-industrie niet veel nadachten over duurzaamheid. De inkt van het Klimaatakkoord van Parijs was nog maar net droog en de offshore-industrie werd er niet eens in genoemd. Toch kwam onze sustainability advisor een idee tegen dat mogelijk veel van de problemen waar Heerema destijds mee te maken had, kon oplossen. Walstroom zou niet alleen vrijwel alle emissies tijdens het afmeren kunnen elimineren, maar ook het geluid dat van de schepen afkomstig is.
Terwijl hij nadacht over hoe hij dit in vredesnaam voor elkaar zou kunnen krijgen, hoorde onze sustainability advisor een stem die zei:
“Waarom verbinden we die windturbines niet met onze schepen wanneer ze in het Calandkanaal afgemeerd liggen?”
Hij draaide zijn hoofd, verrast om iemand precies hardop te horen zeggen waar hij zelf probeerde achter te komen. Het was ‘de Kapitein’. Een zeer gerespecteerd figuur, door iedereen bewonderd om zijn medeleven en eerlijkheid, die rondliep alsof hij de eigenaar van de zaak was (die hij liefkozend zijn ‘clubhuis’ noemde). “Wat zeg je?”, vroeg hij aan de Kapitein. Dat was het moment waarop hun reis begon.
Het idee doet een vonk overslaan
Het eerste jaar werkten de sustainability engineer en de Kapitein samen zonder veel hulp van buiten het bedrijf. Mensen zijn vaak sceptisch over abstracte ideeën en het is moeilijk om hen van iets te overtuigen als je weinig hebt om te laten zien. Het eerste wat moest gebeuren, was de technische details uitwerken van iets wat nog nooit eerder was gedaan: de grootste schepen ter wereld aansluiten op walstroom. Walstroom op zichzelf was uiteraard niets nieuws.
In 2017 bezocht de jonge engineer daadwerkelijk de locatie van Stena Line in Hoek van Holland, waar ze hun vloot al in 2012 hadden omgebouwd voor walstroom. De enorme omvang van de schepen van Heerema en de wisselende vermogensvraag van de kranen zorgden echter voor een aantal buitengewone technische uitdagingen. Ondanks deze uitdagingen werkten de engineer en de Kapitein onvermoeibaar door om anderen van hun idee te overtuigen.
Ondanks hun beste bedoelingen en harde werk leek het idee niet van de grond te komen. De meeste mensen beginnen aan zichzelf te twijfelen wanneer dingen niet gaan zoals je had gehoopt. Hoewel dit bij de engineer en de Kapitein op sommige moeilijke momenten zeker het geval was, hadden ze ook een soort koppigheid die hen ertoe aanzette door te gaan. Ze geloofden dat walstroom het juiste was om te doen, dus gingen ze simpelweg door en namen ze de obstakels één voor één weg. Na ongeveer een jaar ontdekten ze hun geheime formule.
The first year was about engineering, visualizing, presenting and connecting people. It turned out we simply did not connect the right people.
De vonk voedt een droom
De vonk ontketende begin 2018 een vuur toen ons duo hun ‘sticky’ boodschap vond. Door mensen te laten zien dat de hoeveelheid bespaarde emissies gelijkstond aan die van de volledige milieuzone van Rotterdam per schip, leek de boodschap aan te slaan. Deze boodschap opende de ogen van mensen voor het enorme potentieel van walstroom in de energietransitie en maakte het voor anderen gemakkelijker om aan te haken.
Het was in deze periode dat de engineer en de Kapitein ontdekten dat ze dit niet alleen hadden moeten doen. Zoals bij veel van dit soort complexe uitdagingen, moet je de hulp zoeken van anderen die dezelfde zaak steunen en bereid zijn om te helpen. En geholpen werden ze.
Via InnovationQuarter werd contact gelegd met het Havenbedrijf Rotterdam en Eneco. Eneco had slechts één bijeenkomst nodig om overtuigd te raken van het grote potentieel dat walstroom te bieden heeft voor de energietransitie. In mei 2018 sloten zij zich aan. Hierdoor werd het een stuk eenvoudiger om ook het Havenbedrijf Rotterdam te overtuigen.
Op 10 juli 2018 werd het officieel. Er werd een memorandum of understanding ondertekend tussen Heerema, Eneco en het Havenbedrijf Rotterdam.
Voor de sustainability engineer en de Kapitein was dit een geweldige prestatie. Meer dan een jaar hard werken werd beloond toen bleek dat deze partners zich allemaal committeerden om walstroom werkelijkheid te maken. Het bleek echter niet het begin van het einde te zijn, maar het einde van het begin.
After we found a sticky message that opened the eyes of people, connecting them seemed to follow almost naturally.
De droom wordt werkelijkheid
Een volledig jaar aan engineeringwerk volgde. Van 2018 tot eind 2019 moesten Heerema en Eneco de technische details uitwerken en de businesscase rondkrijgen. Voor iedere jonge engineer is dit natuurlijk geweldig werk: de grootste en meest veeleisende schepen in de offshore-industrie van fossiele naar groene energie omzetten is iets waar het hart van een sustainability engineer sneller van gaat kloppen. Soms leek het echter alsof hun antwoorden meer vragen opriepen dan dat ze problemen oplosten.
Enkele belangrijke uitdagingen waren de communicatie met de lokale netbeheerder, omdat dit een behoorlijk bureaucratische organisatie was, het ontwerpen van het E-house op een manier waar de lokale bevolking mee kon instemmen, en simpelweg het aansluiten van het vermogen op het schip. Destijds was er simpelweg geen stekker beschikbaar die de afstand en hoogte tussen de wal en het schip kon overbruggen. Opnieuw bleek dat werkelijk alles wat Heerema doet de grootste ter wereld is.
Met de gezamenlijke inspanningen van iedereen die betrokken was, werden deze commerciële, politieke en technische uitdagingen opgelost. Op 24 oktober 2019 werd het contract tussen Heerema, Eneco en het Havenbedrijf Rotterdam ondertekend. Heerema zou de eerste klant worden van ‘Shore Power BV’, een bedrijf dat eigendom is van Eneco en het Havenbedrijf Rotterdam en dat zich toelegt op het leveren van walstroom aan alle scheepseigenaren. Op dat moment was er voor alle betrokkenen geen weg meer terug. De droom was werkelijkheid geworden. Tenminste, op papier.
The signing ceremony on-board the Thialf came with challenges on its own, but as always the crew prevailed. The sustainability engineer’s and Captain’s dream became a reality.
Realiteit wordt gelanceerd
Ondanks de pandemie en verschillende technische uitdagingen tijdens het leggen van de kabel is de grootste ‘offshore stekker’ gebouwd en deze nadert op het moment van schrijven zijn voltooiing. De toegewijde mensen van Heerema, Eneco, Siemens en alle betrokken onderaannemers zijn onvermoeibaar doorgegaan en hebben een enorme toewijding en betrokkenheid bij hun werk getoond. Het is werkelijk geweldig om te zien hoe gepassioneerd iedereen het afgelopen jaar aan dit project heeft gewerkt, vanaf het moment dat het contract werd ondertekend tot waar we vandaag staan.
Hier komt ook de reis van de jonge sustainability engineer en de Kapitein ten einde. Samen inspireerden ze anderen om hun droom te volgen en kregen ze hulp uit onverwachte hoek. Ze gingen samen om met tegenslagen en moeilijke tijden en zetten door wanneer anderen hen vertelden te stoppen. Het heeft hen veel plezier en vreugde gebracht, maar hun avontuur is nu ten einde.
Je kunt er echter op vertrouwen dat er andere avonturen wachten en dat zij doorgaan in hun zoektocht om dingen duurzamer te maken, in de hoop dat anderen zich bij hen aansluiten in dit prachtige, oneindige verhaal.
Persoonlijke notitie & speciale dank
Natuurlijk was de jonge sustainability engineer ikzelf, de auteur van deze blog. Samen met de Kapitein en anderen van Heerema en Eneco hebben we de Front End Engineering Design (FEED) van het project uitgevoerd, wat resulteerde in de eerste haalbaarheidsstudie waarin de technische vereisten van het project werden vastgesteld. Ik was verantwoordelijk voor het stakeholdermanagement met de betrokken partners, voornamelijk Eneco, het Havenbedrijf Rotterdam, de gemeenschap van Rozenburg en de gemeente Rotterdam. Daarnaast heb ik de businesscase opgezet en gedurende het project verder ontwikkeld, vanaf slechts een idee tot aan de ondertekening van het contract op 24 oktober aan boord van de Thialf.
Ik wil iedereen die van binnen en buiten Heerema betrokken was mijn speciale dank betuigen. Mijn bijzondere dank gaat uit naar de Raad van Bestuur van Heerema, die deze ontwikkeling is blijven steunen, en naar die paar bijzondere mensen binnen de organisatie die dit werkelijkheid hebben gemaakt. Jullie weten wie ik bedoel. Bedankt dat jullie hebben volgehouden.
References
Sustainable Ships - Shore Power Insights
Heerema - Full Power - Zero Emissions
Eneco - Walstroom Rozenburg
How much power does a ship actually draw at berth? The same vessel can vary by 300%, sister ships doing exactly the same can differ by 30%, and Tankers of the same size can differ tenfold in installed capacity. This masterclass explains the methodology we use to estimate average shore power demand per ship category, using GT-based scaling functions and calibrated load factors built on 7,102 ships and 153 measured datasets.