Op avontuur rond de wereld met waterstof als experiment
De Energy Observer is het eerste schip dat op eigen kracht met zon, wind en water de wereld rondvaart. Productie van waterstof onderweg is essentieel om zelfvoorzienend, nonstop te varen. Tijdens de eerste etappe is dat nog niet gelukt. Maar in de haven van Amsterdam krijgt het schip automatische zeilen die geschikt zijn voor de beroepsvaart.
Een futuristisch ogend schip manouvreert op het IJ, bij de voormalige Amsterdamse NDSM-werf. Het schip meert aan bij een speciaal voor deze gelegenheid aangebrachte vlonder. Een man van in de zestig stapt van boord. Hij draagt een honkbalpet en een trui met het logo van het project Energy Observer.
Zijn naam is Louis Noelle en hij heeft de rol van manager. Hij reikt hoezen uit die bezoekers over hun schoenen moeten trekken zodat de zonnecellen niet beschadigen. De blauwe cellen bedekken het schip als een glimmende slangenhuid. Aan de geroutineerde tred die Louis Noelle zelf heeft op het dek, is te zien dat hij er al wat zeemijlen op heeft zitten.
Het dek biedt veel ruimte. Het schip is een catamaran en twaalf meter breed met twee drijvers en een romp in het midden. Het achterdek beschikt over een ruime zithoek om te loungen. Niet langer de Spartaanse inrichting van het voormalige wedstrijdjacht dat de Energy Observer ooit was. De brug – of cockpit – bestaat uit in hoogte verstelbare stoelen voor roerganger en navigator.
Op naar Saint Tropez. Dit is niet wat je met hernieuwbare energie en duurzaamheid associeert. Louis Noelle benadrukt dit nog eens. Het comfort en de luxe is opzettelijk. Varen op zon en wind met waterstof als backup, betekent nog niet dat je in de toekomst inlevert op je manier van leven en werken. Louis Noelle en zijn team willen dit bewijzen.
‘Het is geen hippiejacht’, zegt Noelle. ‘Geen houtje touwtje schip dat van bamboe aan elkaar hangt.’
Dat is helaas wel eens het beeld. Het schip is een prototype van toekomstige versies voor zowel de beroeps- als de pleziervaart.
Prettig toeven is het in de kajuit. Na het diner kan het servies gewoon in de vaatwasser en kleding gaat in de wasmachine. Gerechten komen uit de oven in een moderne keuken. Als het nodig is, kan de airconditioning aan. Voor koude streken beschikt het schip over verwarming via de brandstofcel.
Louis Noelle wrijft met zijn hand over de witte kunststof panelen van de keuken. Die zijn van extra lichtgewicht materiaal gemaakt. Het keukentje weegt slechts vijfenveertig kilo en toch is het er niet aan af te zien. Varen op groene energie zit hem in de details.
Wereldreis
De reis van de Energy Observer voert langs meer dan honderd bestemmingen in vijftig landen. Zes jaar staat er voor gepland. De Energy Observer vertrok in juni 2017 vanuit Saint Malo. Sindsdien deed het al 33 havens aan in 14 landen. Het schip dient met zijn futuristische vormen als een eyecatcher. Zonder show-element geen aandacht voor varen met energie uit zon, zee, wind en waterstof. Waar de Energy Observer aanlegt, volgt een vrachtwagen met presentatietenten, projectoren en een team van communicatiespecialisten.
Doel is dat het schip optimaal zelfvoorzienend vaart op zon en wind. Al varend over de wereldzeeën leert de crew al doende. Tekentafels zijn er nauwelijks aan te pas gekomen.
‘Zo ontdekken we vanzelf wat werkt en wat niet, zegt Noelle. ‘We proberen gewoon van alles uit.’
Een mijlpaal zou het zijn als waterstof kan dienen als backup wanneer energie uit zon en wind niet beschikbaar is. Dan vormt de autonome aandrijving echt een alternatief voor diesel en stookolie en kan de beroepsvaart de technologie opschalen en overnemen. De zonnecellen op het dek zijn sterk genoeg om het gewicht van een auto te weerstaan. Eveneens met gebruik in de beroepsvaart in gedachten.
De beroepsvaart moet de uitstoot van broeikasgassen sterk beperken, zo heeft de International maritime Organization (IMO) afgekondigd. De koopvaardij als gehele industrietak, ook de cruiseschepen, moet die in 2050 gehalveerd hebben. Koopvaardijschepen vervoeren 90 procent van de vracht wereldwijd. Ze stoten een miljard ton aan broeikasgassen uit per jaar, zo’n 2 procent van de wereldwijde uitstoot. Dat is evenveel als de jaalrijkse CO2-uitstoot van een land als Duitsland [1]. Stuwadoors beloven een koolstofneutrale toekomst vanaf 2050. Tegelijk is van diesel en stookolie overstappen op hernieuwbare bronnen een miljardenoperatie.
Avonturiers
Kapitein Erussard stapt aan dek. Hij verbleef ergens in het vooronder van de middenromp. Het schip heeft zeven hutten en biedt plaats aan een crew van maximaal twaalf. Gemiddeld tien mensen leven en werken op dit schip waarvan de helft als ingenieur en de andere helft voor pers en publiciteit. In de zithoek van de kajuit werken een Franse televisiepresentator en twee producers.
Een kapitein waardig, heeft Erussard als enige een hut voor zichzelf. Hij heeft zich voorbereid op een persconferentie. Zijn hand is stevig en ruw. Een hand die al aan vele lijnen en trossen heeft getrokken en waar weer en wind overheen is gegaan. Mediageniek is hij ook met zijn vierkante zeemanskop. Hij draagt een marineblauwe trui en een grijze broek. De doorgewinterde zeiler en avonturier.
Jérôme Delafosse is de expeditieleider. Zijn cariere als ontdekkingsreiziger omspant drieëntwintig jaar waarvan 20.000 uur op zee. In Frankrijk is hij bekend als presentator van programma’s op de Franse zender Canal+ en hij maakte naam met de ontdekking van het in zee verzonken paleis van Cleopatra. Hij is zo iemand die duiktochten maakt tussen haaien (wel 800 keer). In een onderzeeër daalde hij af tot op duizend meter diepte.
Victorien Erussard en Jérôme Delafosse zijn geboren en getogen in de Franse havenstad Saint Malo en kennen elkaar al lang. Louis Noelle kwam bij het team toen Erussard hem leerde kennen in de jaren dat hij meedeed aan oceaanraces met de ultrasnelle wedstrijdzeiljachten. Een circuit van ons kent ons in de zeilwereld, met connecties met sponsors van naam.
(Tekst vervolgt onder foto)
Zoektocht
Het idee van de Energy Observer was van Erussard. Hij liet zich inspireren door de Zwitser Bertrand Piccard, die een vlucht voltooide rond de wereld met een vliegtuig op zonne-energie. Zoiets moest ook kunnen met een schip. Het team ging op zoek naar een geschikt model met een hydrodynamische vorm dat gemaakt was van lichte materialen, aluminium of koolstofvezel. Als ervaren zeezeilers hadden ze daar oog voor. Het moest een schip zijn dat met vijftien knopen tegenwind nog altijd veel vaart zou hebben. Elke gram waterstof die ze op konden slaan in plaats van te verbranden, was meegenomen.
Ze kwamen op het spoor van de Formule Tag. Een wedstrijdcatamaran van het bouwjaar 1983, destijds de grootste catamaran in de racezeilschepenklasse. Met dit jacht had de crew onder leiding van sir Peter Blake de Jules Verne Trofee gewonnen in 1994. Ze zeilden in 74 dagen en 22 uur rond de wereld.
Als veteranen konden Erussard, Delafosse en Noelle relatief makkelijk in contact komen met de financiers en sponsors die betrokken waren bij de grote oceaanraces. Ze vonden bedrijven die het project Energy Observer wilden steunen.
In 2013 begon de transformatie van de Formule Tag. Mast en tuigage werden verwijderd, tussen de drijvers werd de aerodynamische romp geïnstalleerd met leefruimte, werkvertrekken en een ruimte voor de productie van waterstof.
Zenuwcentrum
Aan de voorzijde van de kajuit, vlakbij de hut van kapitein Erussard, bevindt zich het zenuwcentrum van de Energy Observer. Hier komen de vele kabels samen in de boordcomputer. Ze zijn van een hypergeleidend aluminium dat gewicht bespaart en afkomstig is uit de luchtvaart. Drie beeldschermen, ze dubbelen als touchscreens, tonen haarscherp een statusoverzicht van alle processen aan boord.
De schermen tonen schematisch hoe de energiebonnen, wind, zon en water in elkaar grijpen. Van de zonnepanelen toont het scherm de huidige opbrengst. Die is met de lentezon in de Amsterdamse haven best goed. Totaal 140 vierkante meter aan zonnecellen zit dan ook in het dek verwerkt. Met daaronder een witte verflaag die reflecteert. De panelen krijgen van beide kanten zonlicht.
Maar de getallen voor windenergie staan op nul. Dat kan kloppen, zegt Noelle. Ze hebben de twee windmolens meteen verwijderd na het binnenlopen in de haven. Vanaf het begin hadden ze ellende met de spiraalvormige molens die op de drijvers gemonteerd zaten. Op zee remden ze het schip juist af. De extra stroom die ze leverden voor de elektromotoren, woog er niet tegen op.
Vele getallen verspringen op het digitale stroomdiagram. Want aangemeerd in de haven, produceert de Energy Observer momenteel waterstof. Dat is ook weer zoiets. De stroom van de zonnepanelen ging onderweg steeds helemaal op aan de motoren en de systemen aan boord. Geen stroom bleef over om al varend, waterstof te produceren. Dat had wel gemoeten, het schip moest ook ‘s nachts door kunnen varen of bij gebrek aan zon en wind. Doel was immers om nonstop te kunnen varen zonder havens aan te doen. Maar de Energy Observer heeft meer havens aangedaan dan gepland, om waterstof aan te maken voor de volgende etappe. Ook al weet alle crew dat ze werken volgens trial and error, het is toch een klein maar voelbaar drama waar niemand het graag over heeft.
Hoe had het dan wel moeten gaan? Dat ze al varend genoeg stroom over hadden voor de elektrolyse en al het andere dat er bij komt kijken om waterstof te produceren onderweg. Het oppompen van zeewater en dat onder stroom zetten zodat waterstof vrijkomt. De opslag daarvan in de tanks. De brandstofcel vervolgens, die de waterstof weer omzet in stroom voor de motoren als er geen zon of wind is, of ‘s nachts. Volle tanks leveren maximaal 2 megawatt en daar had de Energy Observer negentig uur mee door kunnen varen. Achterin de romp zijn weliswaar ook lithium-ionbatterijen, maar dat is het punt niet. Die dienen als backup en leveren 100 kilowatt waarmee ze tien uur door konden varen. Daar zit geen interessante toekomst in. Waterstof heeft een hogere energiedichtheid dan diesel of andere soorten gas. Uit een tank waterstof kan het schip zeven keer meer stroom halen en het restproduct van de brandstofcel is louter waterdamp.
Zeilen met vleugels
In de haven van Amsterdam gaat het experimenteren verder en mogelijk is de oplossing voor het energieprobleem nabij. Het schip krijgt OceanWings. Starre, zelf opvouwbare zeilen. Uitgevouwen lijken ze op vleugels en ze hebben ook die vorm. Met een oppervlak van 32 vierkante meter vangen ze genoeg wind om het schip een vaart te geven van 5 tot 6 knopen. Dat is zelfs al iets meer dan de kracht van de twee elektromotoren, die een gemiddelde snelheid gaven van 8 kilometer per uur.
Al zeilend met de Oceanwings en met de motoren uitgeschakeld, zou het schip voldoende stroom over moeten houden om al varend waterstof te produceren met de energie van de zonnepanelen. De scheepsschroeven draaien dan mee met de vaart van het schip en werken als een dynamo, tot 4 kilowatt per schroef. De OceanWings zijn veelbelovend, ook omdat ze kunnen dubbelen als windmolens, ze draaien om een as.
Waterstof is veiliger dan gedacht, zegt Louis Noelle. Het bewijs demonstreren de ingenieurs zelf. Ze slapen bij voorkeur aan de voorzijde van het schip. Juist hier, in de bakboorddrijver, bevinden zich de opslagtanks met waterstof, te herkennen aan de veiligheidspijp die uit de romp steekt. De kans is klein maar bij een explosie zal een steekvlam loodrecht omhoog uit de pijp komen. Minder gevaarlijk dan de lithium-ion-batterijen achterin de drijvers, die in de brand kunnen vliegen en een veel heter vuur veroorzaken dat zich bovendien in alle richtingen zal verspreiden.
Voor de crew heeft een dak vol zonnecellen een prettig voordeel. In warme streken zoals het Middellandse zee gebied, was het prettig toeven in de schaduw die de panelen wierpen op het net tussen de drijvers. Ook ‘s nachts, wanneer ze hierin sliepen als het binnen te warm was, wellicht door klimaatopwarming.