Stoom weer in de vaart! Als onderdeel van de minor Sustainable Inland Shipping Management hebben studenten onderzoek gedaan naar innovatieve ideeën in de binnenvaart. De opdracht was om aan de hand van huidige trends in de logistiek een innovatief idee te formuleren op organisatorisch of technisch vlak voor de binnenvaart. Een voorbeeld van een dergelijk technisch idee wordt in dit artikel verder toegelicht, want hoe breng je stoom terug in de binnenvaart? De conventionele dieselmotor Het is een feit dat de conventionele dieselmotor geen hoog rendement heeft. Dit is in de loop der jaren sterk verbeterd, maar nog steeds gaat veel energie verloren aan wrijving en warmte, ofwel restwarmte. Een relatief klein deel is het vermogen waar de motor voor gemaakt is: het effectief vermogen in de vorm van kilowatts of paardenkrachten. Het verlies aan wrijving is niet veel meer te verlagen en uiteindelijk levert dit verlies ook weer restwarmte op of ook wel thermische energie genaamd. Het woord thermische energie klinkt eigenlijk wat vreemd. Het is een afval product van een motor en moet het als afval worden beschouwd. Een dieselmotor heeft een gemiddeld rendement van 37% en de rest van de energie gaat verloren, 63% van de energie is thermische energie en is afval. Het grootste gedeelte gaat letterlijk de (uitlaat) pijp uit namelijk zo’n 33% en ongeveer 25% verliest de motor in het koelwater. Waarom wordt deze energie niet gebruikt, het is energie? ‘’Restwarmte terugwininstallatie’’ Tot nog toe was het met de huidige technologie niet mogelijk deze energie terug te winnen. In de zeevaart bestaan er wel systemen die rendabel waren, maar op kleinere schaal en slechts de uitlaatgassen werden benut. Toch leverde dit een hoger totaalrendement van de motor op en een aanzienlijke brandstofbesparing. Deze ‘’restwarmte terugwininstallaties’’, afgekort ‘RWTWI’ hebben zich in de loop der tijd bewezen, verder ontwikkeld en zijn vandaag
de dag een trend in de zeevaart. In de binnenvaart was dit tot nog toe niet rendabel genoeg en is nog niet toegepast. Met de huidige technologieën en de ontwikkelingen in de bestaande systemen uit de zeevaart, is het mogelijk op kleinere schaal restwarmte terug te winnen. Dit systeem is volgens de auteurs op kleinere schaal in de binnenvaart toepasbaar met als toevoeging de terugwinning van energie uit koelwater om een hoger totaalrendement te verkrijgen. Technologisch Het systeem werkt door restwarmte uit de uitlaatgassen en het koelwater terug te winnen. Of anders gezegd op te vangen, door de inzet van warmtewisselaars en hiermee een vaste stof om te zetten in stoom. Voor deze basis van deze vaste stof is gekozen voor een mengsel van lucht en stikstof, omdat dit een relatief veilig mengsel is met een laag kookpunt. Door dit lage kookpunt, kan er maximale afkoeling van het koelwater en de uitlaatgassen gecreëerd worden, ook onder hoge druk. De warmtewisselaars zetten het vloeibare stikstofmengsel om in stoom door het gebruik van de thermische energie uit het koelwater en uitlaatgassen welke enorm dalen in temperatuur ofwel uitstoot van thermische energie. De opgewekte stoom bereikt een hoge druk, waarmee met behulp van een stoommotor deze omgezet kan worden in een roterende beweging. Deze roterende beweging kan direct aan de motor, of toepassing daarvan gekoppeld worden. In de scheepvaart is dit de schroefas.