Met ‘vliegtuigvleugels’ kan de scheepvaart vergroenen

Het werkt als een zeil. Het lijkt op een mast. Maar het is een vleugel. En het schip dat ’m op zijn dek schroeft, bespaart gemiddeld 10 tot 30 procent op brandstof en uitstoot van CO₂. Nu, niet over tien of twintig jaar.

Op een bedrijventerrein in Zeewolde – op de bodem van de Zuiderzee, waar ooit zeilschepen voeren en nu tractors en trucks rijden – bouwt de Nederlandse firma Econowind aan een duurzamere scheepvaart.

Econowind (25 medewerkers) maakt Ventofoils. Dat zijn verkorte ‘vliegtuigvleugels’ die je verticaal, in een rechte hoek, op een zeeschip plaatst. Direct op het dek of in een handige container; de vleugels klappen daar dan uit. In aantallen verkochte vleugels is het bedrijf wereldwijd marktleider.

De Ventofoil helpt bij de voortstuwing van een schip. Dat werkt net als in de luchtvaart: daar zorgt de luchtstroom rond een vleugel dat de druk erboven lager is dan de druk eronder. Dat drukverschil geeft een opwaartse kracht en het toestel blijft in de lucht. Zo werkt ook een Ventofoil – alleen verticaal dus: voorwaarts, niet opwaarts.

Een vliegtuigvleugel is breed, want zo krijg je genoeg drukverschil. Op het dek van een schip is echter geen plek voor een brede vleugel. Je moet kunnen laden en lossen, de stuurman moet vrij zicht hebben. Via kleine gaatjes in de vleugel zuigt Econowind de wind daarom af. Dat geeft extra drukverschil (denk aan een stofzuiger) en zo kan je de Ventofoil compacter houden dan een brede vliegtuigvleugel.

De vleugel van Econowind is een van de manieren om moderne vrachtschepen te laten varen op wind. Wind assisted ship propulsion of WASP noemt de maritieme sector dit. Andere technieken zijn rotorzeilen (masten met ronddraaiende kern), keiharde zeilen van composiet, gigantische vliegers en opblaasbare zeilen. WASP, zeggen deskundigen, kan een belangrijke bijdrage leveren aan de noodzakelijke verduurzaming van de scheepvaart.

Zestien meter hoog

Voor het bedrijfspand van Econowind in Zeewolde staat zo’n Ventofoil: zestien meter hoog, op een onderstel van twee meter dik. Er ligt er nog een op de parkeerplaats. Auto’s moeten om de hoek parkeren, zegt een bordje op de deur.

In de hal werken technici aan meer vleugels. Een is al voorzien van de kleuren en het logo van een klant. Wie dat is, mag Econowind nog niet wereldkundig maken. De rederij, die vracht vervoert tussen Europa en de VS, wil zijn investering pas bekendmaken als zijn tankers ermee varen.

„In de discussie over duurzame scheepvaart gaat het vaak over waterstof of andere alternatieve brandstoffen”, zegt Frank Nieuwenhuis, directeur en mede-oprichter van Econowind, in zijn kantoor. „Maar voor die brandstoffen is nog onvoldoende infrastructuur beschikbaar. Je kan lang niet overal bunkeren.”

Wat je nodig hebt, zegt Nieuwenhuis, is simpelweg energie. „En die waait gewoon over je dek, waar je ook bent op de wereld. Wij hebben duizenden jaren gevaren op wind, alleen de laatste honderd jaar niet. Waarom zouden we het niet weer doen?” Honderd procent varen op de wind lukt echter niet meer voor commerciële schepen, zegt Nieuwenhuis. „Je kunt niet meer zeggen: we komen in januari aan of in april. Daarom richten wij ons op windondersteuning. Alles wat je kan meepakken is meegenomen.”

De scheepvaart moet verduurzamen. Wereldwijd zorgt de maritieme sector voor grofweg 3 procent van de CO₂-uitstoot. Daarbij stoten schepen meer kwalijke stoffen uit, zoals zwavel, stikstof en fijnstof. Dat komt door de fossiele brandstoffen die ze gebruiken: zware stookolie, gasolie en het iets schonere lng (liquefied natural gas).

Lees ook Reders beloven veel, maar uitstoot groeit alleen maar

Lang heeft de scheepvaart zich kunnen onttrekken aan streng klimaatbeleid. Zo ontbrak de sector – net als de luchtvaart – in het klimaatakkoord van Parijs (2015). Maar in juli van dit jaar kwam de internationale maritieme organisatie van de Verenigde Naties, de IMO, eindelijk met klimaatdoelen. In of rond 2050 moet de uitstoot netto nul zijn. Deze week praat de VN-organisatie in Londen verder over vergroening.

Ook voert de Europese Unie vanaf 2024 klimaatmaatregelen in voor de scheepvaart. Schepen moeten onder meer hun CO₂-uitstoot afkopen door emissierechten te verwerven in het Europese handelssysteem EU-ETS.

Voortstuwing met windkracht kan positief bijdragen aan de verduurzaming van de scheepvaart. Volgens onderzoeksbureau CE Delft (juni 2023) kan de internationale scheepvaart zijn uitstoot in 2030 met 28 tot 47 procent verlagen ten opzichte van 2008. Varen op de wind kan een kwart van die reductie voor z’n rekening nemen. Dat is net zoveel als het aandeel van schonere brandstoffen.

Zeilrace

Econowind bestaat sinds 2016. Aan de basis van het bedrijf lag een ontmoeting tijdens een zeilrace. Frank Nieuwenhuis, opgeleid als biomedisch ingenieur aan de TU Delft en actief in onder meer medische loopbanden, ontmoette er Guus van der Bles, een van de directeuren van de Groningse scheepsontwerper Conoships.

Zij spraken onder meer over varen op windkracht. Van der Bles vertelde dat hij allerlei vormen had onderzocht. Eén idee vond hij het beste: de vleugels van Jacques Cousteau. De Franse oceanograaf, documentairemaker en avonturier rustte in de jaren tachtig zijn jacht Alcyone (de dochter van de wind in de Griekse mythologie) uit met twee vleugels. Zo voer hij twee jaar lang over de wereldzeeën.

Zou dat ook iets zijn voor de verduurzaming van de huidige scheepvaart, vroeg Van der Bles zich af. „Ik maak wel een modelletje”, stelde Nieuwenhuis voor. „Ik had mijn bedrijf in loopbanden verkocht en zocht iets leuks om te doen. Ik ben goed in snel dingen ontwerpen.”

Niet veel later reed Nieuwenhuis met z’n auto en een mast van vijf meter op zijn boottrailer door Zeewolde. „Op mijn telefoon heb ik nog een filmpje waarin ik Guus bel na mijn eerste geslaagde rit. Ik was dolenthousiast. Het werkt!”

Van der Bles bedacht dat ze de vleugels in een container zouden moeten plaatsen. Nieuwenhuis: „Niemand laat een onbewezen techniek direct op zijn schip lassen. Maar een container aan boord plaatsen, dat kent iedereen.” Hij pakt een schaalmodel van de kast in zijn kantoor. Twee vleugels aan beide zijden van het containertje klappen uit. „We hebben er een half jaar mee rondgevaren. De container heeft op zes verschillende schepen gestaan.”

directeur EconowindFrank Nieuwenhuis Wij hebben duizenden jaren gevaren op wind. Waarom doen we dat niet weer?

Econowinds eerste klant was Van Dam Shipping uit het Groningse Spijk. Het familiebedrijf vaart met name tussen Noord-Nederland en Scandinavië. Dankzij een maritieme onderzoekssubsidie kon het familiebedrijf van reder Jan van Dam in 2019 de eerste Ventofoil tegen een gereduceerde prijs op een van zijn schepen plaatsen.

Nieuwenhuis: „Jan van Dam zei dat hij onze techniek wilde proberen, want anders, vond hij, kon hij zijn bedrijf niet aan z’n kinderen overdragen. Hij vond dat hij alles gedaan moest hebben wat hij kon om zijn bedrijf toekomstbestendig te maken.”

Marktleider

In zeven jaar is Econowind wereldmarktleider (in aantallen) geworden in windondersteunde scheepsvoorstuwing. Het bedrijf uit Zeewolde heeft inmiddels meer systemen verkocht (vleugels) dan zijn concurrent Norsepower. Dat Finse bedrijf bouwt rotorzeilen. Die zijn zwaarder dan de Ventofoils. „Zo’n systeem kan je gebruiken op grotere schepen,” zegt Nieuwenhuis, „maar meer gewicht betekent ook dat je minder lading kan vervoeren. En dat kost een rederij geld.”

Voor grotere schepen werkt Econowind nu aan Ventofoils van dertig meter hoog, bijna het dubbele van de huidige versie. Daartoe werkt het bedrijf samen met scheepswerf Bijlsma in de Friese plaats Warten.

De markt is echter groot genoeg voor iedereen, zegt Nieuwenhuis. Volgens hem dwingen niet alleen strengere klimaatregelgeving en hoge brandstofprijzen rederijen om te investeren in schonere schepen. Ook speelt maatschappelijke druk mee, van burgers en milieuorganisaties die vinden dat de scheepvaart sneller moet vergroenen, evenals de wens van verladers als woonconcern Ikea, webwarenhuis Amazon en landbouwconcern Cargill om hun (indirecte) uitstoot te verlagen. De topman van het Amerikaanse landbouwbedrijf pleitte laatst in de Financial Times voor meer investeringen in varen op wind. „Windkracht is ondergewaardeerd”, aldus Cargill-topman Jan Dieleman.

Wie vaart met de vleugels van Econowind bespaart gemiddeld 10 tot 30 procent. Veel preciezer kan hij niet zijn, zegt Nieuwenhuis, het kan ook meer zijn, of minder. „De besparing hangt af van veel factoren. Als de wind niet waait bespaar je natuurlijk niks. Maar als je een goede vaarroute kunt kiezen, kan dat meer brandstof schelen. Op de drukke Noordzee heb je weinig speelruimte om een gunstige route te kiezen, op de Atlantische Oceaan weer meer.”

Enkele tonnen

Een Ventofoil kost enkele tonnen. Is dat niet een grote investering voor slechts 10 tot 30 procent van de brandstofkosten? Hoe duurder traditionele brandstof, legt Nieuwenhuis uit, hoe groter de besparing en hoe sneller je de investering terugverdient. „Toen we begonnen kostte olie 400 dollar per ton. We dachten dat de olieprijs zou stijgen naar 700 dollar – om allerlei redenen. Zo moest de zwavel uit de olie worden verwijderd. Daarop hebben wij ons bedrijfsplan geschreven.”

Door de pandemie kelderde de olieprijs naar 300 dollar. „Nou, toen heb ik me wel drie keer achter de oren gekrabd. Zal ik hier maar mee stoppen? Dit kan niet uit. Als de brandstof zo goedkoop is, willen weinig bedrijven besparen. Dan blijven alleen mensen als Jan van Dam over die zeggen: ‘Het maakt mij niet uit wat het kost, ik wil dit doen voor mijn kinderen’.”

Maar toen kwam de oorlog in Oekraïne. „De energieprijzen gingen omhoog en toen ging het ineens lopen. Nu kost een ton olie 800 dollar. Wie een beetje gunstige routes kan varen, heeft de investering binnen een jaar of vijf terugverdiend.”

Econowind is de moeilijkste fase in het leven van een jong, groeiend bedrijf voorbij, zegt Nieuwenhuis. „Een start-up heeft het relatief gemakkelijk. Er zijn genoeg subsidies voor research & development, alles hoeft nog niet perfect te zijn, klanten willen graag meedenken. Maar als je wil doorgroeien, naar een scale-up, wordt het eerst lastiger. Alles moet dan kloppen. Bovendien drogen subsidies op. Nationale overheden en Europa steunen juist nieuwe concurrenten, die met een gelikt plaatje en een mooi verhaal onderzoeksgeld krijgen.”

Sinds september heeft Econowind twee nieuwe aandeelhouders die verdere groei mogelijk maken. De regionale investeringsmaatschappij voor Noord-Nederland, NOM, en die voor Flevoland, Horizon, namen samen een aandeel van 16 procent in het bedrijf. Ook ABN Amro en exportkredietverzekeraar Atradius Dutch State Business hebben hun steun toegezegd. Econowind is het eerste bedrijf dat gebruikmaakt van een ‘groendekking’ van Atradius, een verzekering voor duurzame investeringsleningen.

Begin december verhuist het bedrijf naar een nieuw pand in Zeewolde dat vier keer zo groot is als de huidige hal. In 2023 bouwde het acht vleugels, in 2024 moeten dat er veertig worden. En in 2027 hoopt Nieuwenhuis, dankzij meer personeel en betere productietechnieken, elke dag één nieuwe vleugel te maken. In augustus kreeg Econowind de grootste order tot nu toe. De Deens-Zweedse rederij Tärntank bestelde twaalf Ventofoils, voor drie nieuwe schepen die het bedrijf laat bouwen in China.

‘Tussenoplossing’

Econowind maakt een product waarmee schepen nu kunnen besparen op hun brandstofgebruik. Critici zullen zeggen: een investering in een ‘tussenoplossing’ als Ventofoils leidt af van de fundamentele overgang naar emissievrij varen op schone brandstoffen. Dat wordt ook gezegd van ‘transitiebrandstof’ lng: schoner dan stookolie maar nog steeds een fossiele brandstof.

„De wind werkt met alle soorten brandstof”, zegt Nieuwenhuis. „Het maakt niet uit welke duurzame brandstof favoriet wordt. Waterstof, ammoniak, methanol. En bedenk: het komt allemaal pas echt op schaal over zes tot tien jaar.”

In 2023 bouwde Econowind acht vleugels, in 2024 moeten dat er veertig worden

Er zijn pakweg 90.000 schepen in de wereld, zegt Nieuwenhuis. „Als we er nou eens een paar duizend uitrusten met windondersteuning. Dan hebben we een veel grotere impact dan wanneer je een paar schepen emissievrij maakt. Ik zorg liever dat honderd schepen 10 procent van hun brandstof kunnen besparen dan tien schepen 100 procent.”