LOW←TECH MAGAZINE Nederlands

Hoe ontsnappen we uit het ijzeren tijdperk?

Wed, 03 Apr 2024 00:00:00 +0000

Afbeelding: Constructie van stalen wapening voor de betonnen fundering van een windturbine in Gilliam County, VS. Foto door Goose Chap, Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)

Gevangen in het ijzeren tijdperk

In 1836 onderscheidde de Deense antiquair en conservator Christian Jürgensen Thomsen drie prehistorische tijdperken op basis van de dominante materialen die werden gebruikt voor wapens en snijwerktuigen: het stenen tijdperk, het bronzen tijdperk en het ijzeren tijdperk.¹ Thomsen’s classificatie verwijst naar het verleden, maar volgens zijn criteria zijn we nooit verder geëvolueerd dan het ijzeren tijdperk. Zelfs in de 21ste eeuw blijft ijzer het dominante materiaal, niet alleen voor wapens en snijwerktuigen, maar voor vrijwel elke moderne technologie.

We gebruiken nu het meeste ijzer in de vorm van staal. Volgens de criteria van Thomsen kunnen we echter niet spreken van een “Staaltijdperk”. Ten eerste is staal slechts een legering van ijzer (>98%) en koolstof (<2%). Ten tweede produceren mensen al staal sinds het begin van de IJzertijd. Dat is een weinig bekend feit in de westerse wereld, waar de staalproductie pas in de negentiende eeuw op gang kwam met fossiele brandstoffen. Aziatische en Afrikaanse metallurgisten ontwikkelden echter al veel eerder staal van hoge kwaliteit, en deze kennis stelde de Europeanen uiteindelijk in staat hetzelfde te doen - op veel grotere schaal.²

In 2021 bedroeg de wereldwijde ijzer- en staalproductie 1.950 miljoen ton (Mt). Dat is 22 keer meer dan de gecombineerde productie van aluminium en koper (88 Mt). De wereldwijde ijzer- en staalproductie komt overeen met vijf keer de wereldwijde productie van kunststoffen (391 Mt) en doet de wereldwijde productie van silicium (8,5 Mt) en lithium (0,1 Mt) in het niet vallen.³⁴ Staal is het fundamentele materiaal van industriële samenlevingen. Zonder kunststoffen, lithium of silicium leven we nog steeds in een industriële samenleving. Zonder ijzer en staal worden we 3000 jaar teruggeworpen in het Bronzen Tijdperk.

Waar is al dat staal?

De massale aanwezigheid van staal in de industriële samenleving is niet zo evident.⁵ Thuis vinden we verschillende stalen apparaten zoals de koelkast, wasmachine, waterkoker, badkuip en kook-, verwarmings- en koelapparatuur. Slechts 2-3% van de totale staalproductie eindigt echter in huishoudelijke apparaten.⁶⁷⁸ Buitenshuis is er veel staal in de vorm van voertuigen. Dit zijn vooral personenauto’s die ongeveer 10% van al het staal wereldwijd gebruiken (20% in rijke landen). Bussen, vrachtwagens, treinen en schepen voegen daar nog eens 4-5% aan toe. Bij elkaar is dat nog steeds minder dan 20% van de wereldwijde staalproductie.

Het meeste staal is ingebed in andere materialen, bevindt zich ondergronds of ver weg van woongebieden.

Het meeste staal is ingebed in andere materialen, bevindt zich ondergronds of ver weg van woongebieden. Meer dan de helft van de wereldwijde staalproductie gaat naar de bouw, waaronder gebouwen (residentieel, commercieel, industrieel) en infrastructuur (bruggen, tunnels, havens, kanalen, landingsbanen, booreilanden, raffinaderijen, pijpleidingen, elektriciteitscentrales, transmissielijnen, spoorwegen, enzovoort). Veel van dat staal is ingebed in beton. Gewapend beton is het belangrijkste bouwmateriaal ter wereld en beton is het enige materiaal dat de productie van staal kan evenaren (1.819 Mt in 2021).

Ongeveer 15% van de wereldwijde staalproductie dient om machines te maken, waaronder werktuigmachines, industriële apparatuur, elektrische hardware en machines voor de bouw, mijnbouw en landbouw. Zelfs producten gemaakt van andere materialen - zoals andere metalen, kunststoffen en hout - worden gemaakt met behulp van stalen gereedschappen.⁵ De resterende 15% van de staalproductie belandt in een verscheidenheid aan voorwerpen, van schroeven en voedselverpakkingen tot meubels en scheepscontainers.⁶⁷⁸.

Afbeelding: Gewapend beton is het belangrijkste bouwmateriaal ter wereld. Een gat in de Interstate 84, VS. Afbeelding door Tony George, Oregon Department of Transportation, Wikimedia Commons (CC BY 2.0).

De milieubelasting van de staalindustrie

Staal wordt vaak voorgesteld als een van de meest duurzame materialen. In tegenstelling tot kunststoffen kan staal gerecycleerd worden zonder kwaliteitsverlies. De staalindustrie heeft grote vooruitgang geboekt op het gebied van energie-efficiëntie, meer dan veel andere industrieën. Voor het maken van een ton ruw staal is nu gemiddeld ongeveer 20 gigajoule (GJ) primaire energie nodig - drie keer minder dan in 1950.⁹ Dit steekt zeer gunstig af bij andere materialen zoals aluminium (175 GJ/t), kunststoffen (80-120 GJ/t) of koper (45 GJ/t).⁷ In tegenstelling tot kunststoffen is staal een biologisch afbreekbaar materiaal.¹⁰ Tenslotte is er geen tekort aan ijzererts. Het maakt 5 procent van de aardkorst uit en is het vierde meest voorkomende element.¹¹ Ter vergelijking, koper maakt slechts 0,01% uit.⁵

Ondanks al deze voordelen verbruikt de wereldwijde ijzer- en staalindustrie meer energie en produceert ze meer koolstofemissies dan enige andere industrie. Het totale primaire energieverbruik van de productie van ruw staal bedroeg 39 exajoule (EJ) in 2021, wat overeenkomt met 7% van alle energie die in dat jaar wereldwijd werd gebruikt (595 EJ). De uitstoot van broeikasgassen is zelfs nog hoger omdat ongeveer 75% van het energieverbruik afkomstig is van steenkool - de brandstof met de hoogste koolstofuitstoot. In 2021 produceerde de ijzer- en staalindustrie 3,3 Gt aan koolstofemissies, ongeveer 9% van het wereldwijde totaal (36,3 Gt).¹² De betonindustrie volgt op de voet met 8%.

De ijzer- en staalindustrie verbruikt meer energie en produceert meer koolstofemissies dan enige andere industrie.

Bovenstaande schattingen zijn afkomstig van de World Steel Association en het Internationaal Energieagentschap. Deze gegevens zijn beschikbaar voor alle metalen en zijn gedocumenteerd over een lange periode, waardoor historische vergelijkingen mogelijk zijn. Ze hebben echter alleen betrekking op het smelten van het metaal. Ze omvatten niet het energieverbruik en de koolstofuitstoot voor de ontginning en het transport van ijzererts, steenkool, kalksteen, schroot en staalproducten. Ze omvatten ook niet de energie en emissies voor de productie van cokes en de ertsvoorbereiding - allemaal essentieel voor het staalproductieproces.⁷

Wetenschappelijke studies die de grenzen voor de ijzer- en staalindustrie ruimer hebben gesteld, concluderen dat de energiekosten van de staalproductie met 50% tot 100% toenemen.¹³ Eén rapport concludeert dat alleen al de methaanemissies van metallurgische kolenwinning de emissies met 27% kunnen doen toenemen. Een andere studie schat dat het vervoer van ijzererts en staal over zee 10-15% extra emissies met zich meebrengt.¹⁴¹⁵ De productie van ijzer en staal veroorzaakt ook andere milieuproblemen, zoals een hoog waterverbruik, de productie van vast afval en aanzienlijke lucht- en waterverontreiniging.

De CO₂-uitstoot van de ijzer- en staalindustrie is onverenigbaar met de huidige ambities om de netto koolstofuitstoot tegen 2050 te elimineren, en al helemaal niet omdat de staalproductie hoogstwaarschijnlijk nog verder zal groeien. De staalproductie is sinds 1950 vertienvoudigd en tussen 2000 en 2020 verdubbeld, een snellere groei dan veel onderzoekers hadden voorspeld.¹⁶ Bovendien zijn de efficiëntiewinsten afgenomen en bestaat er wetenschappelijke consensus dat de huidige technologieën hun thermodynamische grenzen hebben bereikt.⁷⁹¹⁷ De afgelopen twee decennia is het gemiddelde energieverbruik voor de productie van 1 ton staal rond de 20 GJ/t gebleven.⁹¹⁸.

Hoe maken we staal zonder fossiele brandstoffen?

Er zijn twee manieren om staal te maken, en de ene is veel duurzamer dan de andere.¹⁹ Aan de ene kant is er het oxystaalproces in de hoogoven, waarbij staal wordt gemaakt van ijzererts en kolen. Deze technologie is - in zijn essentiële vorm - 2000 jaar oud. Anderzijds is er de vlamboogoven, waarin staal wordt gemaakt van staalschroot en elektriciteit. De vlamboogoven, een relatief nieuwe technologie, verbruikt veel minder energie dan de hoogoven, maakt gebruik van een gerecycleerde bron (er hoeft geen ijzererts te worden gedolven) en werkt zonder direct gebruik van kolen of andere fossiele brandstoffen (de elektriciteit kan worden geleverd door zonne-, wind- of atoomenergie).

De meest energie-efficiënte vlamboogovens verbruiken nu minder dan 300 kilowattuur elektriciteit per ton geproduceerd staal.⁹²⁰ Hypothetisch: als we al het staal in 2021 (1.950 Mt) in dergelijke ovens hadden geproduceerd, zou het totale stroomverbruik van de wereldwijde ijzer- en staalindustrie slechts 585 terawattuur (Twh) zijn geweest. Dat komt overeen met een derde van alle elektriciteit die in hetzelfde jaar wereldwijd door windturbines wordt opgewekt (1.848 Twh). Helaas werd meer dan 70% van de wereldwijde staalproductie gemaakt in hoogovens die gevoed werden met kolen en ijzererts.⁹²⁰ Een hoogoven verbruikt twintig keer meer energie en kan niet door elektriciteit worden aangedreven omdat kolen zowel de brandstof als het chemische reductiemiddel zijn. De verbranding van steenkool produceert koolmonoxide dat het ijzer uit het erts reduceert.⁷

Niet genoeg schroot beschikbaar

De oplossing lijkt voor de hand te liggen: laten we al dat staal produceren in vlamboogovens. Dit is echter onmogelijk. Er is niet genoeg schroot beschikbaar: de voortdurende groei van de wereldwijde staalproductie maakt een circulaire stroom van grondstoffen onmogelijk.²¹ Het duurt tientallen jaren voordat het meeste staal beschikbaar komt voor recyclage. Er zit bijvoorbeeld 543 Mt staal opgeslagen in schepen.²² Het schroot dat beschikbaar is voor recyclage in 2021 komt overeen met het productieniveau van 1965, toen de wereldwijde staalproductie minder dan een kwart bedroeg van wat het nu is (450 Mt).⁹¹⁰¹⁵²³ Bijgevolg moet de andere driekwart geproduceerd worden in hoogovens met behulp van kolen en vers gedolven ijzererts.

Afbeelding: Auto's voor de sloop in de haven van Cardiff. Gareth James via Wikimedia Commons (CC BY-SA 2.0).

Tegenwoordig produceert China ruwweg de helft van al het staal ter wereld en doet dat bijna uitsluitend (+90%) in hoogovens die steenkool en ijzererts gebruiken. Veel andere staalproducerende landen hebben een groter aandeel vlamboogovens. Het heeft echter weinig zin om met de vinger naar China te wijzen. Ten eerste hebben de VS en Europa sinds de jaren 2000 veel van hun industrieën overgebracht naar China, een trend die perfect overeenkomt met de groeiende staalproductie in dat land. Bovendien gebruikte China twintig tot veertig jaar geleden nauwelijks staal. Bijgevolg is er bijna geen schroot beschikbaar. China heeft geen andere keuze dan hoogovens te gebruiken.²⁴

Steeds betere staalsoorten

Een tweede obstakel is de voortdurende ontwikkeling van hoogwaardiger staalsoorten. Er zijn nu meer dan 2500 verschillende soorten staal met verschillende eigenschappen, zoals verhoogde stevigheid, tolerantie voor hoge temperaturen of corrosiebestendigheid.⁷⁹²³²⁵ Hoewel deze staalsoorten van hogere kwaliteit geproduceerd kunnen worden in vlamboogovens, worden ze niet gemaakt van schroot en verbruiken ze veel meer energie.

Staal dat beschikbaar is voor recyclage bestaat uit een mix van staalsoorten. Die mix is geschikt voor het maken van gewoon staal, maar niet voor hooggelegeerd staal, waarvoor schroot met vergelijkbare kwaliteiten nodig is. Dat schroot is echter niet beschikbaar. Roestvrij staal bijvoorbeeld, de meest geproduceerde speciale staalsoort, heeft een recyclagepercentage van slechts 15%. In 2021 werd bijna 60 Mt roestvrij staal geproduceerd, vergeleken met slechts 4 Mt in 1980.²⁶ Roestvrij staal werd traditioneel gebruikt in bestek, chirurgisch gereedschap en medische en voedselverwerkende apparatuur. Het wordt nu echter ook gebruikt in de bouw van tunnels en buitenmeubilair, afvalwaterbehandeling, ontzilting van zeewater, nucleaire techniek en de productie van biobrandstoffen.⁷

Het lage recyclagepercentage en de noodzaak om extra elementen zoals chroom en nikkel te winnen, maken de productie van hoogwaardige staalsoorten energie-intensiever. Voor de productie van roestvrij staal is bijvoorbeeld bijna 80 GJ per ton nodig, vier keer zoveel als voor de productie van gewoon staal.⁷²³ De voortdurende ontwikkeling van staal van hogere kwaliteit wordt gestimuleerd door milieuwetgeving (zoals het gebruik van lichter staal in auto’s) en door concurrentie van andere materialen, voornamelijk aluminium en kunststof composieten.⁷⁹²³²⁵ Ironisch genoeg maakt de concurrentie met deze materialen, die nog meer energie verbruiken, staal steeds minder duurzaam.

Staal en hernieuwbare energie

De staalindustrie is sterk afhankelijk van de energievoorziening, maar de energievoorziening is ook sterk afhankelijk van de staalindustrie. Bijna 10% van de wereldwijde staalproductie gaat naar de bouw en het onderhoud van de infrastructuur voor de energievoorziening. Dat komt overeen met de volledige staalproductie in 1950. Een groot deel van dat staal gaat naar gas- en olie-infrastructuur.²⁷. De productie en het transport van olie en gas vereisen staal voor offshore boorplatformen, pijpleidingen, raffinaderijen, tankers en opslagtanks. Kolenwinning is afhankelijk van staal voor snijders, laders, transportbanden, graafmachines en vrachtwagens.⁷

Helaas zullen de geplande omschakeling naar koolstofarme energiebronnen en de elektrificatie van verwarmings- en transporttechnologieën onze afhankelijkheid van de staalindustrie niet verminderen - integendeel. Een koolstofarm elektriciteitsnet vereist veel meer staal (en andere materialen) dan een infrastructuur op basis van fossiele brandstoffen. Wind- en zonne-energie zijn zeer diffuse energiebronnen in vergelijking met fossiele brandstoffen. Daarom zijn er veel meer materialen (en land) nodig om dezelfde energie te produceren. In jargon hebben wind- en zonne-energie een lage “vermogensdichtheid” of hoge “materiaalintensiteit”.²⁸²⁹³⁰³¹³²

Voor een koolstofarm elektriciteitsnet is veel meer staal nodig dan voor een infrastructuur op basis van fossiele brandstoffen.

De “staalintensiteit” van thermische gas- en kolencentrales ligt tussen de 50 en 60 ton staal per megawatt geïnstalleerd vermogen.³³ Waterkrachtcentrales hebben een lagere staalintensiteit, met 20-30 ton staal per MW.⁷³³ De staalintensiteit van atoomenergie is ook lager, tussen de 20 en 40 ton staal per geïnstalleerde MW. ³³³⁴ Aan de andere kant vereist zon-PV tussen de 40 en 170 ton staal per geïnstalleerde MW.³³³⁵ Hoewel er weinig of geen staal in de zonnepanelen zelf zit, is staal het materiaal bij uitstek voor de draagstructuren.

Staal en windenergie

De moderne windturbine is met voorsprong de meest staalintensieve energiebron. De staalintensiteit van een windturbine hangt af van de omvang. Een enkele, grote windturbine heeft aanzienlijk meer staal nodig per megawatt geïnstalleerd vermogen dan twee kleinere windturbines.³⁶ Zo vereist een 3,6 MW windturbine met een 100-meter hoge toren 335 ton staal (83 ton/MW), terwijl een 5 MW windturbine met een 150-meter hoge toren 875 ton staal nodig heeft (175 ton/MW).³⁷ De trend gaat in de richting van grotere windturbines en dus een hogere staalintensiteit.

Afbeelding: Stalen torens voor windturbines in de haven van Rotterdam. Foto: Melle Smets.

Het staalverbruik neemt verder toe voor offshore windturbines. Windturbines op land hebben een fundering van gewapend beton, maar offshore windturbines hebben massieve staalconstructies nodig zoals stalen palen en “jackets”.³⁸ De staalintensiteit voor offshore windturbines is berekend op ongeveer 450 ton per MW voor een turbine van 5 MW - acht keer hoger dan de staalintensiteit van een thermische elektriciteitscentrale.³⁶. Naarmate deze windturbines groter worden en in dieper water komen, neemt hun staalgebruik verder toe.

De populairste offshore windturbines hebben tegenwoordig een vermogen van 7 MW, terwijl de grootsten een vermogen hebben van 14 MW.³⁶ Als we een conservatieve schatting maken op basis van bovenstaande gegevens (de staalintensiteit verdubbelt voor elke verdubbeling van het vermogen), zou een 14 MW offshore windturbine 1.300 ton staal per MW nodig hebben, of 18.200 ton in totaal. Zo’n windturbine verbruikt dus 24 keer meer staal dan een kolen- of gascentrale met hetzelfde vermogen.

Kortere levensduur

Het verschil tussen hernieuwbare energiebronnen en fossiele brandstoffen wordt nog groter als de staalintensiteit wordt berekend per eenheid energie in plaats van vermogen (megawattuur in plaats van megawatt). In tegenstelling tot kolen- en gascentrales is de output van wind- en zonne-energiecentrales afhankelijk van het weer en produceren ze niet altijd hun maximale vermogen. Daarom vereist de vervanging van 1 MW fossiele elektriciteitsopwekkingscapaciteit de installatie van (gemiddeld) 4 MW zonne-energie of 2 MW windenergie.³⁹ Een 14 MW offshore windturbine heeft dus een staalintensiteit die bijna 50 keer hoger is dan een fossiele elektriciteitscentrale voor elke kilowattuur geproduceerde elektriciteit.⁴⁰

Een 14 MW offshore windturbine heeft voor elke kilowattuur geproduceerde elektriciteit bijna 50 keer meer staal nodig dan een elektriciteitscentrale op fossiele brandstoffen.

Zonne- en windenergiecentrales hebben ook een kortere levensduur (20-30 jaar) in vergelijking met thermische energiecentrales (30-60 jaar).³¹ Hoewel dit geen invloed heeft op de staalintensiteit per MW geïnstalleerd vermogen, verhoogt het wel de staalintensiteit per eenheid geproduceerde energie in de loop van de tijd. Dat leidt niet altijd tot een verdubbeling van het staalgebruik, omdat funderingen voor offshore windturbines en structuren voor zonnepanelen een langere levensduur kunnen hebben dan de energiebronnen die ze dragen en dus hergebruikt kunnen worden.⁴¹

Infrastructuur voor elektriciteitstransmissie

Bovenstaande gegevens hebben alleen betrekking op het staal dat in de energiecentrales zelf wordt gebruikt. Voor energiecentrales op fossiele brandstoffen omvatten ze niet het staal dat wordt gebruikt in de pijpleidingen, boorplatforms, kolengraafmachines en dergelijke. Hetzelfde geldt echter voor hernieuwbare energiebronnen. Omdat ze veel meer grondstoffen nodig hebben dan thermische krachtcentrales (staal, maar ook andere metalen en materialen), zijn ze afhankelijk van een wereldwijde mijnbouw- en transportinfrastructuur die net zo staalintensief is als de toeleveringsketen voor fossiele brandstoffen.

Omdat het bovendien diffusere energiebronnen zijn met een onregelmatige en onvoorspelbare energieproductie, die zich vaak ver van de energieverbruikscentra bevinden, stimuleren hernieuwbare energiecentrales de uitbreiding van de transmissie-infrastructuur. Die infrastructuur is ook gebaseerd op staal - van schakelapparatuur over hoogspanningsmasten tot stroomkabels.²⁸²⁹³⁰³¹³²⁴².

Tot slot hebben koolstofarme elektriciteitscentrales ook een grote nood aan speciale staalsoorten, waarvan de productie energie-intensiever is. Staal voor offshore-windturbines moet bestand zijn tegen corrosie, en roestvrij staal wordt steeds meer gebruikt voor draagconstructies voor zonnepanelen.⁴³ Elektrisch laminaatstaal (ijzer-silicium) is onmisbaar voor transformatoren in het elektriciteitsnet.⁷ Kerncentrales hebben weliswaar een relatief lage staalintensiteit, maar zijn volledig opgebouwd uit energie-intensief speciaal staal. Voor de bekleding van splijtstofelementen is bijvoorbeeld zirkoniumstaal nodig, terwijl alle structurele elementen worden gemaakt van austenitisch roestvrij staal.⁷⁴⁴

Koolstofarm elektriciteitsnet kan niet worden gemaakt van gerecycleerd staal

De hoge staalintensiteit van koolstofarme energiebronnen confronteert ons met een zogenaamde “catch-22”, een situatie waarin er geen ontsnapping aan een probleem lijkt te zijn, wat we ook doen. We hebben veel meer staal nodig als we thermische energiecentrales vervangen door hernieuwbare bronnen. Omdat er niet genoeg staalschroot beschikbaar is, kunnen we dat extra staal alleen maken van ijzererts in hoogovens die fossiele brandstoffen verbranden. Om de klimaatverandering aan te pakken, moeten we snel en massaal koolstofarme krachtcentrales bouwen. Maar om circulaire materiaalstromen te bereiken en koolstofarme energiebronnen uit schroot en hernieuwbare elektriciteit te bouwen, zouden we het tegenovergestelde moeten doen: de ontwikkeling van een koolstofarm elektriciteitsnet vertragen.

Afbeelding: Stalen funderingen voor offshore windturbines. Foto door Glen Wallace, Wikimedia Commons (CC BY 2.0).

Een vaak geciteerde studie uit 2013 concludeerde dat als wind- en zonne-energie 25.000 Twh aan elektriciteit zouden leveren - wat overeenkomt met de totale wereldwijde vraag naar elektriciteit in 2021 - we ongeveer 3.200 Mt staal nodig hebben om alleen al de energiecentrales te bouwen.³³⁴⁵ De wereldwijde vraag naar elektriciteit zal naar verwachting groeien tot 52.000 tot 71.000 terawattuur in 2050, wat de extra vraag naar staal zou doen toenemen tot 6.400 tot 8.960 Mt. ⁴⁶ Uitgespreid over de levensduur van zonnepanelen en windturbines (25 jaar), zouden we bijgevolg 256 tot 358 Mt extra staal per jaar moeten produceren om windturbines en zonnepaneelstructuren te maken - vergelijkbaar met de staalvraag voor personenauto’s (195 Mt) en andere transportmodi (98 Mt) samen.

Dat is nog steeds een zeer optimistische schatting. De vraag naar elektriciteit maakt slechts ongeveer 20% uit van de totale vraag naar energie. Als de totale vraag naar energie (177.000 terawattuur in 2021) geleverd zou worden door wind- en zonne-energie, zouden we 22.400 Mt staal nodig hebben. Dat is 896 Mt extra staal per jaar - evenveel als de wereldwijde productie aan het begin van de jaren 2000. Je zou kunnen aanvoeren dat elektriciteit efficiënter kan worden gebruikt dan fossiele brandstoffen, bijvoorbeeld in auto’s en verwarmingssystemen. Tegelijkertijd wordt echter verwacht dat de totale vraag naar energie verder zal stijgen, waardoor de winst van de toegenomen energie-efficiëntie teniet wordt gedaan.

De hightech oplossingen

De staalindustrie rekent op technologische oplossingen om de staalproductie koolstofneutraal te maken. Eén optie is om kolen te vervangen door gas, een aanpak die al gebruikelijk is in het Midden-Oosten en Noord-Amerika. Staalproductie op basis van gas resulteert in iets lagere koolstofemissies, maar die zijn nog steeds veel hoger dan bij de vlamboogoven. Daarom gaat de meeste aandacht uit naar waterstof, dat gezuiverde steenkool (cokes) kan vervangen als chemisch reductiemiddel.⁴⁷ Op waterstof gebaseerde staalproductie biedt echter geen uitweg uit de catch-22, omdat het de behoefte aan een staalintensieve infrastructuur verder vergroot.

De productie van waterstof is energie-intensief. Het kost 50-55 kilowattuur om 1 kg waterstof te maken en 60 kg waterstof om 1 ton staal te maken.⁴⁷ De productie van 1 ton staal uit waterstof verbruikt dus 3000 kWh elektriciteit, wat tien keer zoveel is als het elektriciteitsverbruik van een vlamboogoven die staal maakt uit schroot. Voor staalproductie op basis van waterstof zijn dus ruwweg tien keer zoveel windturbines en zonnepanelen nodig als voor staalproductie op basis van schroot - en dus tien keer zoveel staal. Daarbij komt nog het staal voor de bouw van de pijpleidingen en opslagtanks die deel uitmaken van de waterstofinfrastructuur.

Afbeelding: Arbeider in een hoogoven. Bundesarchiv, B 145 Bild-F079044-0020 / CC-BY-SA 3.0.

Koolstofafvang en -opslag, waarbij de koolstofemissies van staalfabrieken worden afgevangen en vervolgens ondergronds worden opgeslagen, kampt met dezelfde problemen. Het vereist een staalinfrastructuur en extra energie, waardoor het gebruik van fossiele brandstoffen indirect toeneemt. Terugkeren naar oudere, pre-industriële staalproductieprocessen is ook niet de oplossing. De hoogoven van vandaag is in wezen nog steeds de hoogoven uit vroeger eeuwen, alleen veel energie-efficiënter.⁷

De lowtech oplossingen

Het hierboven geschetste beeld lijkt weinig hoop te bieden voor koolstofneutrale staalproductie en elektriciteitsopwekking. Er is echter een lowtech oplossing die dit zou kunnen bereiken. We zouden de staalproductie kunnen aanpassen aan de beschikbare hoeveelheid en kwaliteit van het schroot. Op die manier zouden we al het staal uit schroot kunnen produceren in vlamboogovens, waardoor het energieverbruik drastisch zou dalen en bijna alle koolstofemissies zouden verdwijnen. Natuurlijk moet het niet de bedoeling zijn om staal te vervangen door plastic composieten en aluminium, omdat de productie daarvan nog energie-intensiever is. De enige oplossing is om het materiaalgebruik in het algemeen te verminderen.

We kunnen onze staalproductie aanpassen aan de beschikbare hoeveelheid en kwaliteit van het schroot.

Het verlagen van de staalproductie en het gebruik van meer gangbare staalsoorten zou ons niet terugbrengen naar het Bronzen Tijdperk. Zoals vermeld kwam er in 2021 wereldwijd ongeveer 450 miljoen ton ferroschroot beschikbaar, waarmee we ruwweg een kwart van de huidige staalproductie zouden kunnen produceren. Bovendien zal het schrootaanbod de komende 40 jaar blijven stijgen, waardoor we elk jaar meer staal zouden kunnen produceren. Tegen 2050 zal de beschikbaarheid van schroot naar verwachting groeien tot ongeveer 900 Mt, bijna de helft van de huidige wereldwijde staalproductie. ⁴⁸ Al dat extra staal zou geïnvesteerd kunnen worden in de uitbreiding van het koolstofarme elektriciteitsnet zonder eerst de emissies te verhogen.

Er is veel ruimte om de staalintensiteit van de moderne samenleving te verminderen. Al onze basisbehoeften - en nog veel meer - zouden kunnen worden vervuld met veel minder staal. We zouden bijvoorbeeld auto’s lichter kunnen maken door ze kleiner te maken. Dat zou energiebesparingen opleveren zonder de behoefte aan energie-intensief hoogwaardig staal. We zouden auto’s kunnen vervangen door fietsen en openbaar vervoer, zodat meer mensen minder staal delen. Zulke veranderingen zouden ook de behoefte aan staal in het wegennet, de energie-infrastructuur en de verwerkende industrie verminderen. We zouden minder werktuigmachines, zeecontainers en gebouwen van gewapend beton nodig hebben. Telkens wanneer de staalintensiteit afneemt, werken de voordelen door in het hele systeem. Het voorkomen van corrosie en het meer lokaal produceren van staal zouden ook het energieverbruik en de uitstoot verminderen.¹⁰¹⁴

Het is de voortdurende groei van de staalproductie - de toenemende staalintensiteit van de moderne samenleving - die duurzame staalproductie onmogelijk maakt. Geen enkele technologie kan dat veranderen omdat het geen technologisch probleem is. Net zoals bosbouw alleen duurzaam kan zijn als de vraag naar hout niet groter is dan het aanbod, is staal al dan niet duurzaam afhankelijk van de balans tussen (schroot)aanbod en (staal)vraag. We kunnen misschien niet ontsnappen aan de ijzertijd, maar we hebben wel een optie om te ontsnappen aan de catch-22 die staalproductie onlosmakelijk verbindt met fossiele brandstoffen.⁴⁹

Thomsen, Christian Jürgensen. “Cursory View of the Monuments and Antiquities of the North.” Guide to Northern Archaeology by the Royal Society of Northern Antiquaries of Copenhagen (1848): 25-104. See also: Eskildsen, Kasper Risbjerg. “Christian Jürgensen Thomsen (1788–1865): Comparing Prehistoric Antiquities.” History of Humanities 4.2 (2019): 263-267. And: Briggs, C. Stephen. “From Genesis to Prehistory: the archaeological Three Age System and its contested reception in Denmark, Britain, and Ireland. By Peter Rowley-Conwy. 226mm. Pp xix+ 362, 55 b&w ills. Oxford: Oxford University Press, 2007. ISBN 9780199227747.£ 65 (hbk).” The Antiquaries Journal 88 (2008): 474-478. ↩︎
Artikel in ontwikkeling, Kris De Decker, Low-tech Magazine. ↩︎
Idoine, N. E., et al. “World mineral production 2017-21.” (2023). https://nora.nerc.ac.uk/id/eprint/534316/1/WMP_2017_2021_FINAL.pdf ↩︎
Katz-Lavigne, Sarah, Saumya Pandey, and Bert Suykens. “Mapping global sand: extraction, research and policy options.” (2022). https://repository.uantwerpen.be/docman/irua/1428b3/183490cc.pdf ↩︎
Colás, Rafael, and George E. Totten, eds. Encyclopedia of iron, steel, and their alloys (Online version). CRC Press, 2016. ↩︎ ↩︎ ↩︎
https://www.steelonthenet.com/consumption.html. Ondertussen zijn de data op deze pagina geactualiseerd voor 2023. ↩︎ ↩︎
Smil, Vaclav. Still the iron age: iron and steel in the modern world. Butterworth-Heinemann, 2016. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
“Steel in buildings and infrastructure”, World steel association. https://worldsteel.org/steel-topics/steel-markets/buildings-and-infrastructure/ ↩︎ ↩︎
Conejo, Alberto N., Jean-Pierre Birat, and Abhishek Dutta. “A review of the current environmental challenges of the steel industry and its value chain.” Journal of environmental management 259 (2020): 109782. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Tussen 25 en 33% van de jaarlijkse staalproductie roest weg. Zie: Iannuzzi, M., and G. S. Frankel. “The carbon footprint of steel corrosion.” npj Materials Degradation 6.1 (2022): 101. https://www.nature.com/articles/s41529-022-00318-1.pdf ↩︎ ↩︎ ↩︎
“Iron”, Encyclopedia Britannica ↩︎
The potential of hydrogen for decarbonising steel production. European Parliament: https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2020/641552/EPRS_BRI(2020)641552_EN.pdf ↩︎
Lenzen, Manfred, and Christopher Dey. “Truncation error in embodied energy analyses of basic iron and steel products.” Energy 25.6 (2000): 577-585. & Oda, Junichiro, et al. “International comparisons of energy efficiency in power, steel, and cement industries.” Energy Policy 44 (2012): 118-129. Both found in: Smil, Vaclav. Still the iron age: iron and steel in the modern world. Butterworth-Heinemann, 2016. ↩︎
“Pedal to the metal”, Caitlin Swalec, Global Energy Monitor, June 2022. https://globalenergymonitor.org/wp-content/uploads/2022/06/GEM_SteelPlants2022.pdf ↩︎ ↩︎
Yellishetty, Mohan, P. G. Ranjith, and A. Tharumarajah. “Iron ore and steel production trends and material flows in the world: Is this really sustainable?.” Resources, conservation and recycling 54.12 (2010): 1084-1094. ↩︎ ↩︎
Zie, bijvoorbeeld: Hatayama, Hiroki, et al. “Outlook of the world steel cycle based on the stock and flow dynamics.” Environmental science & technology 44.16 (2010): 6457-6463. In deze studie wordt voorspeld dat de vraag naar staal pas rond 2025 1,8 miljard ton zal bedragen. ↩︎
De Beer, Jeroen. Potential for industrial energy-efficiency improvement in the long term. Vol. 5. Springer Science & Business Media, 2013. ↩︎
Wang, R. Q., et al. “Energy saving technologies and mass-thermal network optimization for decarbonized iron and steel industry: A review.” Journal of Cleaner Production 274 (2020): 122997. ↩︎
Ongeveer 5% van het wereldwijde staal wordt geproduceerd met een derde methode: directe ijzerreductie op basis van gas. Deze ovens gebruiken gas in plaats van kolen en hebben daardoor een lagere koolstofuitstoot. De uitstoot is echter nog steeds veel hoger dan bij de vlamboogoven. Staalproductie op basis van gas vindt voornamelijk plaats in het Midden-Oosten en Noord-Amerika. ↩︎
He, Kun, and Li Wang. “A review of energy use and energy-efficient technologies for the iron and steel industry.” Renewable and Sustainable Energy Reviews 70 (2017): 1022-1039. This source gives a value of 1-1.5 GJ/ton of crude steel. ↩︎ ↩︎
Dit geldt ook voor veel andere materialen. Zie: “Ook circulaire economie pleegt roofbouw op de planeet”, Kris De Decker, Low-tech Magazine, November 2018. https://qelnixcor.cloud/nl/2018/11/how-circular-is-the-circular-economy/ ↩︎
Kong, Xianghui, et al. “Steel stocks and flows of global merchant fleets as material base of international trade from 1980 to 2050.” Global Environmental Change 73 (2022): 102493. ↩︎
ODPADKA, PROIZVODNJA JEKLA IZ JEKLENEGA. “Scrap-based steel production and recycling of steel.” Materiali in tehnologije 34.6 (2000): 387. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
In het Westen vond de uitbreiding van het staalgebruik plaats over een periode van 150 jaar, gelijk opgaand met de technologische evolutie. China daarentegen heeft deze technologische evolutie in slechts enkele decennia samengeperst: scheepvaart en spoorwegen, elektrificatie, stalen gebouwen, de auto en het vliegtuig, het internet en hernieuwbare energieproductie. Er zijn nog grote delen van de wereld waar de staalintensiteit van de samenleving erg laag is, zoals India en Afrika. Er is dus nog veel ruimte voor groei van de staalproductie. Bron: Smil, Vaclav. Still the iron age: iron and steel in the modern world. Butterworth-Heinemann, 2016. ↩︎
AHHS Application Guidelines, WorldAutoSteel. ahssinsights.org/news/intro ↩︎ ↩︎
Sverdrup, Harald Ulrik, and Anna Hulda Olafsdottir. “Assessing the long-term global sustainability of the production and supply for stainless steel.” BioPhysical Economics and Resource Quality 4 (2019): 1-29. ↩︎
Conseil, Laplace. “Impacts of energy market developments on the steel industry.” 74th Session of the OECD Steel Committee, Paris, France (2013). Found in: Smil, Vaclav. Still the iron age: iron and steel in the modern world. Butterworth-Heinemann, 2016. ↩︎
Deetman, Sebastiaan, et al. “Projected material requirements for the global electricity infrastructure–generation, transmission and storage.” Resources, Conservation and Recycling 164 (2021): 105200. ↩︎ ↩︎
Hoe duurzaam is een duurzaam elektriciteitsnet?, Kris De Decker, Low-tech Magazine, September 2017. https://qelnixcor.cloud/nl/2017/09/how-not-to-run-a-modern-society-on-solar-and-wind-power-alone/ ↩︎ ↩︎
Kleijn, René, et al. “Metal requirements of low-carbon power generation.” Energy 36.9 (2011): 5640-5648. ↩︎ ↩︎
Weißbach, Daniel, et al. “Energy intensities, EROIs (energy returned on invested), and energy payback times of electricity generating power plants.” Energy 52 (2013): 210-221. ↩︎ ↩︎ ↩︎
Chen, Zhenyang, Rene Kleijn, and Hai Xiang Lin. “Metal requirements for building electrical grid systems of global wind power and utility-scale solar photovoltaic until 2050.” Environmental Science & Technology 57.2 (2022): 1080-1091. ↩︎ ↩︎
Vidal, Olivier, Bruno Goffé, and Nicholas Arndt. “Metals for a low-carbon society.” Nature Geoscience 6.11 (2013): 894-896. The data are in the supplementary info: https://www.nature.com/articles/ngeo1993#Sec5 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
“Energy”, American Iron and Steel Institute. https://www.steel.org/steel-markets/energy/ ↩︎
“Steel is the power behind renewable energy”, Arcelor Mittal. https://constructalia.arcelormittal.com/en/news_center/articles/steel-is-the-power-behind-renewable-energy#:~:text=Steel%3A%20a%20key%20material%20in%20a%20less%20carbon%2Dintensive%20world&text=Without%20steel%2C%20none%20of%20the,Schrijver%2C%20CEO%20of%20ArcelorMittal%20Projects. ↩︎
Topham, Eva, et al. “Recycling offshore wind farms at decommissioning stage.” Energy policy 129 (2019): 698-709. ↩︎ ↩︎ ↩︎
Gervásio, Helena, et al. “Comparative life cycle assessment of tubular wind towers and foundations–Part 2: Life cycle analysis.” Engineering structures 74 (2014): 292-299. & Rebelo, Carlos, et al. “Comparative life cycle assessment of tubular wind towers and foundations–Part 1: Structural design.” Engineering structures 74 (2014): 283-291. ↩︎
Assessing the significance of steel to the global wind industry, S&P Global, Commodity Insights. December 2021. https://www.spglobal.com/commodityinsights/en/ci/research-analysis/assessing-the-significance-of-steel-to-the-global-wind-industry.html ↩︎
Bolson, Natanael, Pedro Prieto, and Tadeusz Patzek. “Capacity factors for electrical power generation from renewable and nonrenewable sources.” Proceedings of the National Academy of Sciences 119.52 (2022): e2205429119. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2205429119 ↩︎
This result corresponds well with Vidal, Olivier, Bruno Goffé, and Nicholas Arndt. “Metals for a low-carbon society.” Nature Geoscience 6.11 (2013): 894-896. The data are in the supplementary info: https://www.nature.com/articles/ngeo1993#Sec5 ↩︎
Voor offshore windturbines wordt de levensduur van de funderingen geschat op 100 jaar, dus in principe zouden ze kunnen dienen voor vervangende windturbines van dezelfde grootte. Aan de andere kant is het niet vanzelfsprekend dat deze stalen funderingen uiteindelijk worden gerecycleerd. Ten eerste kan slechts ongeveer 10% van de ontmantelingskosten worden terugverdiend door het metaal te recycleren, wat betekent dat het economisch en misschien zelfs energetisch niet interessant is om het te doen. Ten tweede is in sommige gevallen het zeeleven rond de funderingen tot bloei gekomen. De vier offshore windparken die (tot 2019) werden ontmanteld, gingen 15, 18, 20 en 26 jaar mee. Bron: Topham, Eva, et al. “Recycling offshore wind farms at decommissioning stage.” Energy policy 129 (2019): 698-709. ↩︎
https://www.fedsteel.com/insights/steels-role-in-the-us-power-infrastructure/ ↩︎
https://industry.arcelormittal.com/products-solutions/Products_in_the_spotlight/magnelis ↩︎
Maziasz, Philip J., and Jeremy T. Busby. Properties of austenitic stainless steels for nuclear reactor applications. Oak Ridge National Lab.(ORNL), Oak Ridge, TN (United States), 2012. ↩︎
Een deel hiervan is al gebouwd. De onderzoekers gaan uit van de zonne- en windenergieproductie in 2013, die 400 Twh bedroeg, terwijl beide energiebronnen in 2021 2.894 Twh produceerden. ↩︎
Electricity consumption worldwide from 2000 to 2022, with a forecast for 2030 and 2050, by scenario. Statista. https://www.statista.com/statistics/1426308/electricity-consumption-worldwide-forecast-by-scenario/#:~:text=According%20to%20a%20recent%20forecast,on%20the%20energy%20transition%20scenario ↩︎
Bhaskar, Abhinav, et al. “Decarbonizing primary steel production: Techno-economic assessment of a hydrogen based green steel production plant in Norway.” Journal of Cleaner Production 350 (2022): 131339. ↩︎ ↩︎
Scrap use in the steel industry, World Steel Association. May 2021. https://worldsteel.org/wp-content/uploads/Fact-sheet-on-scrap_2021.pdf ↩︎
Een andere motivatie om de staalintensiteit van de moderne samenleving te verminderen is om de gevolgen van geopolitieke conflicten te beperken. Hoe meer staal we produceren voor vreedzame doeleinden, hoe meer staal er beschikbaar komt voor oorlog en vernietiging. Opmerkelijk genoeg komt de productie van militair materieel niet voor in de moderne staalstatistieken, en als deze al wordt genoemd, is het aandeel ervan erg laag. In tijden van oorlog schakelen staalfabrieken echter over op de productie van staal voor militaire doeleinden. De staalindustrie kan dus op elk moment worden omgevormd tot een wapenindustrie en er is nu veel meer staalproductiecapaciteit beschikbaar dan er ooit in de geschiedenis is geweest. ↩︎

Hoe ontwerp je een zeilschip voor de 21ste eeuw?

Tue, 11 May 2021 00:00:00 +0000

Aan boord van het schip *Garthsnaid*. Foto: Allan C. Green, circa 1920.

Het zeilschip is een schoolvoorbeeld van duurzaamheid. Gedurende 4.000 jaar hebben zeilschepen passagiers en vracht over zeeën en oceanen vervoerd zonder een druppel fossiele brandstoffen te verbruiken. Als we wereldwijd willen blijven reizen en handel voeren in een koolstofarme samenleving, zijn zeilschepen het evidente alternatief voor containerschepen, bulkschepen en vliegtuigen.

Het zeilschip is echter geen klimaatneutrale technologie per definitie. Gedurende het grootste deel van de geschiedenis werden zeilschepen uit hout gebouwd, maar daar werden vaak volledige wouden voor omgehakt, en die kregen niet altijd de kans om zich te herstellen. In de late negentiende en vroege twintigste eeuw werden zeilschepen steeds vaker uit staal gebouwd, en daar hoort ook een aanzienlijke ecologische voetafdruk bij.

De koolstofneutraliteit van zeilen in de 21ste eeuw is nog minder vanzelfsprekend. Dat komt omdat wij grondig veranderd zijn sinds de hoogdagen van de zeilvaart. In vergelijking met onze voorouders stellen we veel hogere eisen op het vlak van veiligheid, comfort, gemak en netheid. Deze hogere standaarden zijn moeilijk te bereiken als een zeilschip geen dieselmotor aan boord heeft.

Heropleving van de zeilvaart

Het zeilschip staat sinds een jaar of tien weer in de belangstelling, voornamelijk voor het transport van goederen. In 2009 begon het Nederlandse bedrijf Fairtransport met het vervoer van vracht tussen Europa en Amerika met de Tres Hombres, een zeilschip dat gebouwd werd in 1943. Het bedrijf is nog steeds actief en heeft sinds 2015 een tweede schip in dienst, de Nordlys (gebouwd in 1873).

Sindsdien hebben andere bedrijven zich op de zeilvracht geworpen. In 2016 begon het Duitse bedrijf Timbercoast met het vervoer van vracht met de Avontuur, een schip gebouwd in 1920. ¹ In 2017 startte de Franse Blue Schooner Company met het transport van vracht met de Gallant, een zeilschip uit 1916. ² Al deze zeilschepen werden gebouwd in de negentiende of twintigste eeuw, en werden later gerestaureerd. Maar als we terug op grote schaal zeilschepen in willen zetten, dan zullen we ook nieuwe schepen moeten bouwen. ³

De *Noach*, gebouwd in 1857.

Momenteel worden er tenminste twee geheel nieuwe zeilschepen ontwikkeld: de Ceiba en de EcoClipper500. Het eerste schip wordt gebouwd in Costa Rica door het bedrijf Sailcargo. Het schip wordt gebouwd uit hout en is geïnspireerd door een Fins schip uit de twintigste eeuw. Het tweede schip wordt gebouwd door het bedrijf EcoClipper, dat geleid wordt door één van de stichters van het Nederlandse FairtTransport, Jorne Langelaan. Hun EcoClipper500 is een stalen replica van een Nederlands clipperschip uit 1857: de Noach.

“Een historisch ontwerp is niet noodzakelijk beter”, zegt Jorne Langelaan, “maar je weet wel zeker dat het werkt. Een nieuw design is meer een gok. Bovendien is de ontwikkeling van zeilschepen in de 20ste en 21ste eeuw vooral gericht op snelle zeiljachten, wat een heel ander verhaal is vergeleken met schepen die vracht moeten kunnen vervoeren. ”

Deze twee schepen – één in aanbouw en één in de ontwerpfase – hebben het potentieel om het vrachtvervoer per zeilschip een stuk goedkoper te maken. Dat komt omdat ze een veel grotere laadcapaciteit hebben dan de zeilschepen die nu worden ingezet. Naarmate een schip langer wordt, neemt de laadcapaciteit meer dan evenredig toe.

De EcoClipper500 is een replica van de Noach.

De 46 meter lange Ceiba wordt aangedreven door 580 m2 zeiloppervlak en kan 250 ton vracht meenemen. De 60 meter lange EcoClipper500 wordt aangedreven door bijna 1.000 m2 zeiloppervlak en kan 500 ton vracht meenemen. Ter vergelijking, de Tres Hombres is met haar lengte van 32 meter niet zo veel korter, maar kan slechts 40 ton vracht meenemen – twaalf keer minder dan de EcoClipper500. Een groter schip is ook sneller en heeft in verhouding minder manschappen nodig. De Tres Hombres vaart met een bemanning van 7 personen, terwijl de EcoClipper500 slechts een iets grotere bemanning van 12 personen heeft.

Levenscyclusanalyse van een zeilschip

Hoewel de EcoClipper500 nog in de ontwerpfase zit, is het schip de focus van dit artikel. De reden daarvoor is dat het bedrijf een levenscyclusanalyse van het schip heeft uitgevoerd alvorens het te bouwen. ⁴ Voor zover ik weet, is dit de eerste levenscyclusanalyse van een zeilschip. Het onderzoek besluit dat het ongeveer 1.200 ton CO2 kost om het schip te bouwen.

De helft van die emissies wordt veroorzaakt tijdens de staalproductie, en ongeveer een derde ontstaat tijdens de werkzaamheden op de scheepswerf. Verf en elektrische en elektronische systemen zijn elk verantwoordelijk voor ongeveer 5% van de uitstoot. De emissies die ontstaan bij de productie van de zeilen zijn niet inbegrepen omdat er geen wetenschappelijke data voorhanden zijn, maar een snelle berekening (voor zeilen op bases van aramide vezels) leert dat hun bijdrage tot de totale uitstoot erg klein is. ⁵

De EcoClipper500 heeft een CO2-voetafdruk van 2 gram CO2 per tonkilometer, vijf keer minder dan de CO2-voetafdruk van een containerschip.

Als deze 1.200 ton emissies worden uitgespreid over een verwachte levensduur van 50 jaar, dan heeft de EcoClipper500 een CO2-voetafrduk van ongeveer 2 gram CO2 per ton-kilometer vracht, besluit onderzoeker Andrew Simons, die de levenscyclusanalyse uitvoerde. Dat is ongeveer vijf keer minder dan de CO2-voetafdruk van een containerschip (10 gram CO2/ton-km) en drie keer minder dan een die van een bulkschip (6 gram CO2/ton-km). ⁶

Aan boord van de 'Parma'. Alan Villiers, 1932-33. Het werk van Villiers documenteert de zeilvaart in het begin van de twintigste eeuw, vlak voor ze verdween.

Het vervoer van 1 ton vracht over een afstand van 8.000 km (ruwweg de afstand tussen de Caribische eilanden en Nederland) zou met de EcoClipper500 16 kg CO2 kosten. Met een containerschip wordt dat 80 kg en met een bulkschip 48 kg. De verhoudingen zijn gelijkaardig voor andere milieu-factoren, zoals aantasting van de ozonlaag, ecotoxiciteit, luchtverontreiniging, enzovoort.

Hoewel het zeilschip een overtuigend voordeel behaalt, is het niet zo groot als je zou verwachten. Ten eerste, zoals Simons uitlegt, is er het verschil in schaalgrootte. Een containerschip of bulkschip geniet ten opzichte van de EcoClipper500 dezelfde voordelen als de EcoClipper500 geniet ten opzichte van de Tres Hombres. Het kan veel meer vracht vervoeren – gemiddeld 50.000 ton in plaats van 500 ton – en heeft slechts een iets grotere bemanning van 20-25 mensen nodig. ⁷

Ten tweede zijn schepen op fossiele brandstoffen sneller dan zeilschepen, wat betekent dat er minder schepen nodig zijn om een bepaalde hoeveelheid vracht over een bepaalde tijdspanne te vervoeren. Het oorspronkelijke schip waarop de EcoClipper500 is gebaseerd, legde de afstand tussen Nederland en Indonesië af in 65 tot 78 dagen, terwijl een containerschip het vandaag in ongeveer de helft van de tijd doet (via een kortere weg door het Suezkanaal).

Een vloot van zeilschepen

Er zijn twee manieren om de CO2-uitstoot van een zeilschip verder te verlagen. De eerste manier is het schip uit hout te bouwen, zoals de Ceiba. Als het bos de kans krijgt om zich te herstellen (wat de bouwers van de Ceiba hebben beloofd), dan kan zo’n schip zelfs CO2 uit de atmosfeer halen. Er is echter een goede reden waarom de EcoClipper500 uit staal wordt gebouwd: het bedrijf wil niet 1 zeilschip bouwen, maar een hele vloot zeilschepen. Jorne Langelaan: “Er zijn tegenwoordig maar weinig scheepswerven die houten schepen kunnen bouwen. Staal maakt het makkelijker om in een kortere periode een vloot op te bouwen. ”

Een mogelijk compromis zou een composietconstructie zijn, waarbij een stalen skelet is bekleed met een houten kiel, planken en dek. Andrew Simons: “Dit zou de ecologische voetafdruk van de bouw met ongeveer de helft verminderen. Het zou ook haalbaar kunnen zijn om de bovenbouw en sommige mastsecties en andere delen van het tuigage te maken van hout in plaats van staal.”

Op het dek van de 'Parma' tijdens een storm. Alan Villiers, 1932-33.

Naar de toekomst toe is er een tweede mogelijkheid om de emissies van een zeilschip verder te verlagen: nog grotere schepen bouwen. Terwijl de EcoClipper500 een veel grotere laadcapaciteit heeft dan de zeilschepen die nu worden gebruikt, gaat het zeker niet om het grootste zeilschip dat ooit werd gebouwd. Historische schepen zoals de Great Republic (5.000 ton laadvermogen), de Parma (5.300 ton), de France II (7.300 ton), en de Preussen (7.800 ton), waren meer dan 100 meter lang en konden meer dan tien keer zoveel vracht meenemen als de EcoClipper500. Langelaan droomt al van een EcoClipper3000.

Passagiers

De meeste zeilende vrachtschepen die tegenwoordig over de oceanen reizen, kunnen ook een aantal passagiers vervoeren. Als de EcoClipper500 volledig is geladen met vracht biedt het schip plaats aan 12 bemanningsleden, 12 passagiers en 8 stagiaires (passagiers die leren zeilen). Indien het bovendek niet voor vracht wordt gebruikt, kunnen nog 28 stagiaires mee, zodat het schip tot 60 mensen aan boord kan hebben (met een kleiner laadvolume: 480 m3 in plaats van 880 m3).

De CO2-voetafdruk voor passagiers bedraagt 10 g per passagierskilometer, vergeleken met ongeveer 100 g per passagierskilometer in een vliegtuig.

Bijgevolg, en aangezien oceaanstomers zijn verdwenen, wordt de EcoClipper500 ook een alternatief voor het vliegtuig. Volgens de resultaten van de levenscyclusanalyse bedraagt de CO2-voetafdruk voor passagiers op de EcoClipper500 10 gram per passagierskilometer, vergeleken met ongeveer 100 gram per passagierskilometer in een vliegtuig. Het vervoeren van één passagier levert dus evenveel CO2-uitstoot op als het vervoeren van 1 ton vracht.

Wel of geen motor?

Belangrijk is dat de levenscyclusanalyse van de EcoClipper500 ervan uitgaat dat er geen dieselmotor aan boord is. Op een zeilschip kan een dieselmotor twee doelen dienen, die kunnen worden gecombineerd. Ten eerste kan het schip worden voortbewogen als er geen wind is of als de zeilen niet kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld bij het verlaten of binnengaan van een haven. Ten tweede kan een dieselmotor in combinatie met een generator elektriciteit produceren voor het dagelijks leven aan boord van het schip.

Tijdens het grootste deel van de geschiedenis was het energieverbruik aan boord van een zeilschip niet al te problematisch. Er was brandhout om te koken en te verwarmen, en er waren kaarsen en olielampen als verlichting. Er waren geen koelkasten voor voedselopslag, geen douches of wasmachines om te wassen en schoon te maken, geen elektronische instrumenten voor navigatie en communicatie, geen elektrische pompen in geval van lekkage of brand.

In deze tijd hebben we echter hogere normen op het gebied van veiligheid, gezondheid, hygiëne, thermisch comfort en gemak. Het probleem is dat deze hogere normen moeilijk haalbaar zijn als het schip geen motor heeft die op fossiele brandstoffen draait. Moderne verwarmingssystemen, kooktoestellen, warmwaterketels, koelkasten, diepvriezers, verlichting, veiligheidsapparatuur en elektronische instrumenten hebben allemaal energie nodig om te werken.

Bemanningslid van de 'Parma' met een model van het schip. Alan Villiers, 1932-33.

Moderne zeilschepen gebruiken vaak een dieselmotor om die energie te leveren (en indien nodig het schip voort te bewegen). Een voorbeeld is de Avontuur van Timbercoast, die een motor van 300 pk, een generator van 20 kW en een brandstoftank van 2.330 liter heeft. Grote zeilende opleidingsschepen en cruiseschepen hebben meerdere motoren en generatoren aan boord. De 48 meter lange Brig Morningster heeft bijvoorbeeld een motor van 450 pk en drie generatoren met een totaal vermogen van 100 kW, terwijl de 56 meter lange Bark Europa twee motoren van 365 pk en drie generatoren heeft – en honderden liters olie per dag verstookt.

Afhankelijk van de levensstijl van de mensen aan boord, kan de uitstoot per passagierskilometer stijgen tot of zelfs hoger liggen dan die van een vliegtuig.

Bij het berekenen van de ecologische voetafdruk van een zeiltocht moet uiteraard ook rekening worden gehouden met de emissies en andere vervuilende stoffen van deze motoren. Afhankelijk van de levensstijl van de mensen aan boord, kan de uitstoot per passagierskilometer stijgen tot of zelfs hoger liggen dan die van een vliegtuig. In mindere mate verhoogt het elektriciteitsverbruik aan boord ook de uitstoot van vrachtvervoer.

Energieverbruik aan boord van een zeilschip

De EcoClipper500 heeft geen dieselmotor aan boord, wat een tweede reden is om ons op dit schip te concentreren. Het is duidelijk dat een zeilschip zonder motor haar reis niet kan voortzetten als er geen wind is. Dit is eenvoudig op de ouderwetse manier op te lossen: de EcoClipper500 blijft waar ze is totdat de wind terugkeert. Een schip zonder motor heeft ook sleepboten nodig – die meestal op fossiele brandstoffen werken – om havens in en uit te varen. Voor de EcoClipper500 zijn deze sleepdiensten goed voor 0,3 g/tkm van de totale CO2-voetafdruk van 2 g/tkm.

Zonder dieselmotor moet het schip ook alle energieverbruik aan boord opwekken uit lokale energiebronnen, en dat is de grootste uitdaging. Hernieuwbare energie is niet altijd beschikbaar en heeft een lage vermogensdichtheid in vergelijking met fossiele brandstoffen, wat betekent dat er meer ruimte nodig is om een bepaalde hoeveelheid stroom op te wekken. Dat is op zee nog problematischer dan op land.

Onderhoudswerken aan boord van de 'Parma'. Alan Villiers, 1932-33.

Om de EcoClipper500 zelfvoorzienend te maken in termen van energieverbruik, besliste EcoClipper om niet al het energieverbruik elektrisch te maken. Dat is vooral belangrijk voor de productie van hoge temperaturen, die niet kunnen worden geleverd door elektrische warmtepompen. Het schip zal een pelletkachel aan boord hebben om de ruimte te verwarmen, evenals een biovergister – nooit eerder op een schip gebruikt – om afval om te zetten in gas om te koken. Thermische isolatie van het schip is een andere prioriteit.

Niettemin, zelfs met pelletkachel en biovergister (die zelf elektriciteit nodig hebben om te werken), en met thermische isolatie, kan het energieverbruik op het schip oplopen tot 50 kilowattuur elektriciteit per dag (een vermogen van gemiddeld 2 kW). Het betreft een “worst case normale operatie” scenario, waarbij het schip bij koud weer vaart, met 60 mensen aan boord. Het stroomverbruik zal lager zijn bij warmer weer en/of wanneer er minder mensen worden meegenomen. Tijdens een noodsituatie kan de vermogensbehoefte oplopen tot 8 kW, terwijl er in slechts drie uur tijd meer dan 24 kWh aan energie nodig kan zijn.

Hydrogeneratoren

Hoe kan deze energie lokaal worden geproduceerd? Zonnepanelen en windturbines zijn maar een klein deel van de oplossing. Voor het produceren van 50 kWh energie per dag zou minimaal 100 vierkante meter aan zonnepanelen nodig zijn, waarvoor op een 60 meter lang zeilschip weinig ruimte is. Kwetsbaarheid en beschaduwing door de zeilen zorgen voor extra problemen. Windturbines kunnen in het tuigage worden bevestigd, maar hun vermogen is ook beperkt. Het lage potentieel van zonne- en windenergie wordt gedemonstreerd door het eerder genoemde zeilschip Avontuur. Dat heeft een generator van 20 kW, aangedreven door de dieselmotor, maar slechts 2,1 kW aan zonnepanelen en 0,8 kW aan windturbines.

De hydrogenerator is de enige hernieuwbare lokale energiebron die een groot zeilschip van voldoende energie kan voorzien voor het gebruik van moderne technologie aan boord.

De hydrogenerator is de enige hernieuwbare lokale energiebron die een groot zeilschip van voldoende energie kan voorzien voor het gebruik van moderne technologie aan boord. Hydrogeneratoren worden onder de romp bevestigd en werken als een omgekeerde scheepspropeller. In plaats van dat de propeller het schip aandrijft, drijft het schip de propeller aan, die een generator laat draaien die elektriciteit produceert. Ondanks naam en uiterlijk is de hydrogenerator eigenlijk een vorm van windenergie: de zeilen drijven de propellers aan. Dit werkt natuurlijk alleen maar als het schip snel genoeg vaart.

Aan boord van de Parma. Alan Villiers, 1932-33.

De EcoClipper500 zal worden uitgerust met twee grote hydrogeneratoren, waarvoor Simons het vermogen bij verschillende snelheden heeft berekend, rekening houdend met het feit dat de extra weerstand die ze produceren het schip enigszins vertraagt. Hij concludeert dat de EcoClipper500 met een snelheid van minimaal 7,5 knopen moet varen om voldoende elektriciteit op te wekken. Bij die snelheid produceren de hydrogeneratoren ongeveer 2.000 watt aan vermogen, wat neerkomt op ongeveer 50 kWu elektriciteit per dag (24 uur varen).

Bij een lagere snelheid van 4,75 knopen produceren de generatoren 350 watt, wat neerkomt op 8,4 kWu energie over een periode van 24 uur – slechts 1/6 van de maximaal benodigde energie. Langs de andere kant produceren de hydrogeneratoren bij hogere snelheden meer energie dan nodig is. Met een snelheid van bijna 10 knopen leveren ze 120 kWhu/dag, bij een snelheid van 12 knopen wordt dit 182 kWu/dag – 3,5 keer meer dan nodig is.

Zoutwaterbatterijen

De EcoClipper500 kan een topsnelheid behalen van iets meer dan 16 knopen – het dubbele van de minimumsnelheid die nodig is om voldoende vermogen te genereren. Deze topsnelheid zal maar zelden behaald worden, omdat ze een kalme zee en een harde wind uit de goede richting vereist. Desalniettemin vaart het schip bij goede windcondities gemakkelijk snel genoeg om alle elektriciteit voor gebruik aan boord te produceren.

Goede windcondities kunnen dagen duren, vooral op zee, waar de wind krachtiger en voorspelbaarder is dan op het land. Ze zijn echter niet gegarandeerd, en het schip zal bij momenten ook met een lagere snelheid varen, of zich in een windstilte bevinden – en dan zijn hydrogeneratoren net zo nutteloos als zonnepanelen in het midden van de nacht.

Als er geen wind is, heeft de EcoClipper500 een dubbel probleem: het schip kan de reis niet voortzetten én heeft geen energie om het leven aan boord te onderhouden.

Als er geen wind is, heeft de EcoClipper500 een dubbel probleem: het schip kan de reis niet voortzetten én heeft geen energie om het leven aan boord te onderhouden. Het eerste probleem is eenvoudig op te lossen, maar het tweede is dat niet. Het leven aan boord gaat door, en dus is er een voortdurende behoefte aan stroom. Om hierin te voorzien heeft het schip energieopslag nodig.

Om genoeg energie te hebben tijdens drie dagen windstilte bij koud weer zou een energieopslag van 150 kilowattuur nodig zijn, zonder rekening te houden met laad- en ontladingsverliezen. Voor vijf of zeven dagen energieverbruik aan boord is 250 tot 350 kilowattuur opslag nodig. Voor noodgebruik is nog eens 25 kilowattuur aan energieopslag nodig.

Onderhoud aan boord van de 'Parma'. Alan Villiers, 1932-33.

Het ontbreken van een motor, generator en brandstoftank bespaart ruimte aan boord, maar dit voordeel kan snel weer verloren gaan wanneer men begint met het toevoegen van batterijen voor de hydrogeneratoren. Lithium-ionbatterijen zijn erg compact, maar kunnen niet als duurzaam worden beschouwd en brengen veiligheidsrisico’s met zich mee. Daarom zien Jorne Langelaan en Andrew Simons meer potentieel in – heel toepasselijk – zoutwaterbatterijen. Die zijn niet-ontvlambaar, niet-giftig, makkelijk te recyclen, en gaan meer dan 15 jaar mee. Net als de biovergister zijn ze nog nooit eerder op een zeilschip gebruikt.

In tegenstelling tot lithium-ionbatterijen zijn zoutwaterbatterijen groot en zwaar. Een zoutwaterbatterij met een energieopslag van één kilowattuur weegt 60 kilogram. Voor een energieopslag van 150 kilowattuur zijn dus 9 ton batterijen nodig, voor een energieopslag van 350 kilowattuur wordt dat 21 ton. Toch steekt dit gunstig af bij het totale laadvermogen (500 ton) en kunnen de accu’s als ballast dienen als ze in het onderste deel van de scheepsromp worden geplaatst. De benodigde ruimte is ook niet al te problematisch. Zelfs een energieopslag van 350 kilowattuur vereist slechts 29 m3 ruimte, wat beperkt is in vergelijking met het laadvolume van 880 m3.

De emissies die vrijkomen bij de fabricage van de hydrogeneratoren, biovergister en batterijen worden niet meegenomen in de levenscyclusanalyse van het schip, omdat er geen gegevens beschikbaar zijn. Deze emissies moeten echter relatief klein zijn. Hydrogeneratoren hebben een veel hogere vermogensdichtheid dan windturbines en zonnepanelen, en dus een relatief laag energieverbruik voor de productie. Een snelle berekening leert dat de CO2-voetafdruk van 350 kilowattuur zoutwaterbatterijen ongeveer 70 ton CO2 bedraagt (tegenover1.200 ton CO2 voor het volledige schip). ⁸

Menskracht

Er is nog een hernieuwbare energiebron en energieopslag aan boord van de EcoClipper500, en dat zijn de mensen zelf. Net als de pelletkachel en de biovergister kan het gebruik van menskracht de behoefte aan elektriciteit verminderen. Tegenwoordig hebben vrachtschepen en de meeste grote zeilschepen elektrische of hydraulische lieren, pompen en stuurinrichting, waardoor handarbeid wordt bespaard ten koste van een hoger energieverbruik. EcoClipper houdt daarentegen zoveel mogelijk vast aan een manuele bediening van het schip.

De bemanning van de Parma bedient de kaapstander voor het anker. Alan Villiers, 1932-33.

Daarbij overwegen Simons en Langelaan de toevoeging van enkele roeimachines, gekoppeld aan generatoren, om op die manier noodstroom te produceren. Twee roeimachines kunnen ongeveer 400 watt aan vermogen leveren. Als ze de klok rond in ploegen worden bediend, zouden ze het schip kunnen voorzien van 9,6 kilowattuur energie per dag (energieverliezen buiten beschouwing gelaten) – een vijfde van het totale maximale elektriciteitsverbruik.

Ik vertel Simons en Langelaan dat tien roeimachines die continu in ploegendienst worden bediend evenveel vermogen leveren als de hydrogeneratoren met een snelheid van 7,5 knopen. En als er 60 mensen aan boord zijn en iedereen zou minder dan een uur per dag stroom opwekken, dan zijn er helemaal geen hydrogeneratoren en batterijen meer nodig. “Een heel interessante gedachte”, antwoordt Simons, “maar welke indruk maken we daarmee?”

Warme douches?

Zelfs met biovergister, hydrogeneratoren, accu’s en roeimachines zouden de passagiers en bemanning aan boord van de EcoClipper500 geen luxeleven leiden. Als bijvoorbeeld 60 mensen aan boord van het schip dagelijks een warme douche zouden nemen – waarvoor op land gemiddeld 2,1 kilowattuur energie en 76,5 liter water nodig is – dan zou het totale elektriciteitsverbruik per dag 126 kilowattuur bedragen, meer dan het dubbele van de energie die het schip produceert bij een snelheid van 7,5 knopen.

Het schip zou deze energie bij een hogere snelheid kunnen leveren, maar er zou ook 4.590 liter water per dag nodig zijn, een hoeveelheid die alleen uit zeewater geproduceerd zou kunnen worden – en dat is een proces dat veel energie vraagt. Zelfs een bemanning van 12 die dagelijks een warme douche neemt, zou 25,2 kilowattuur energie per dag nodig hebben, de helft van wat de hydrogeneratoren produceren bij een vaarsnelheid van 7,5 knopen. De Bark Europa is het enige in dit artikel genoemde zeilschip met warme douches in elke (gedeelde) kajuit, maar het is ook het schip met de grootste generatoren en het hoogste brandstofverbruik.

Uitrusten op de Parma. Alan Villiers, 1932-33.

Andrew Simons: “Op de EcoClipper500 moet er een compromis worden gezocht tussen energieverbruik en comfort. Het energieverbruik aan boord zal actief moeten worden gemanaged. Hulpbronnen zijn eindig, net als voor de planeet. In veel opzichten is een zeilschip een microkosmos van uitdagingen die de hele wereld moet aangaan en waar oplossingen voor moeten worden gevonden."

Jorne Langelaan: “Op zee ben je in een andere wereld. Het maakt niet meer uit of je dagelijks kunt douchen of niet. Waar het om gaat zijn de mensen, de bewegingen van het schip en de uitgestrekte wildernis van de oceaan om je heen”.

De juiste dingen meten

Dit artikel heeft het zeilschip vergeleken met het gemiddelde containerschip, bulkschip en vliegtuig in termen van emissies per ton- of passagierskilometer. Deze waarden zijn echter abstracties die veel belangrijker informatie verdoezelen: de totale uitstoot die wordt geproduceerd door alle passagiers en alle vracht, over alle kilometers.

Het internationale vrachtvervoer per schip steeg van 4 miljard ton vracht in 1990 naar 11,2 miljard ton in 2019, wat resulteerde in meer dan 1 miljard ton CO2-uitstoot. Het aantal internationale vliegtuigpassagiers groeide van 1 miljard in 1990 tot 4,5 miljard in 2019, wat resulteerde in een CO2-uitstoot van 915 miljoen ton. Bijgevolg is het verlagen van de uitstoot per ton- en reizigerskilometer noch een noodzaak, noch een garantie voor een vermindering van de uitstoot.

Als we vijf keer minder vracht per schip zouden vervoeren, en tien keer minder passagiers per vliegtuig, dan zou de uitstoot van alle containerschepen en vliegtuigen lager zijn dan de uitstoot van alle zeilschepen die 11,2 miljard ton vracht en 4,5 miljard passagiers vervoeren. Omgekeerd, als we overstappen op zeilschepen, maar steeds meer vracht en passagiers over de planeet blijven vervoeren, zouden we uiteindelijk net zoveel uitstoot produceren als vandaag.

Aan boord van de 'Grace Harwar'. Alan Villiers, 1932-33.

Dit zou natuurlijk nooit gebeuren. De hoeveelheid vracht die in 2019 over de oceanen werd getransporteerd, komt overeen met de vrachtcapaciteit van 22,4 miljoen EcoClippers. Als we ervan uitgaan dat de EcoClipper500 2-3 reizen per jaar kan maken, dan zouden we minstens 7,5 miljoen schepen moeten bouwen, met een totale bemanning van minstens 90 miljoen mensen. Die schepen zouden maar 0,5 miljard passagiers kunnen vervoeren (12 passagiers en 8 stagiaires per schip), dus hebben we nog eens miljoenen schepen en bemanningsleden nodig om het internationale luchtverkeer te vervangen.

We moeten ons niet laten misleiden door abstracte relatieve metingen, die alleen dienen om de focus op groei en efficiëntie te houden.

Dit alles is technisch mogelijk en, zoals we hebben gezien, zou het minder uitstoot opleveren dan de huidige alternatieven. Het is echter waarschijnlijker dat een overstap naar zeilschepen gepaard gaat met een afname van het vracht- en passagiersverkeer, en dat heeft veel te maken met schaalgrootte en snelheid. Veel vracht en passagiers zou niet onderweg zijn zonder de hoge snelheden en lage kosten van de huidige vliegtuigen en containerschepen.

Het zou weinig zin hebben om iPhones-onderdelen, Amazon-waren, sweatshopkleding of citytrippers met zeilschepen te vervoeren. Een zeilschip is meer dan een technisch vervoermiddel: het impliceert een andere kijk op consumptie, productie, tijd, ruimte, vrije tijd en reizen. Zo reist veel vracht nu voor elke volgende verwerkingsfase in verschillende richtingen voordat het als eindproduct wordt afgeleverd. Daarentegen nemen alle in dit artikel genoemde zeilvrachtbedrijven alleen vracht aan die niet lokaal geproduceerd kan worden, en die rechtstreeks van producent naar consument gaat. ⁹

Dit betekent ook dat als zeilschepen dieselmotoren aan boord hebben, ze nog altijd de totale uitstoot voor vracht- en passagiersverkeer aanzienlijk zouden verminderen, simpelweg omdat hun lagere snelheid en kleinere schaal het absolute aantal passagiers, vracht en kilometers zouden verminderen. We moeten ons niet laten misleiden door abstracte relatieve metingen, die alleen dienen om de focus op groei en efficiëntie te houden.

Meer over de EcoClipper500. De meeste beelden: Alan Villiers collection.

Tussen 1978 en 2004 werd de Avontuur als zeilvrachtschip geëxploiteerd onder kapitein Paul Wahlen. De Apollonia, oorspronkelijk gebouwd in 1946, is een ander zeilend vrachtschip dat sinds 2014 in gebruik is. Het is 19,5 meter lang en kan 10 ton vracht vervoeren. ↩︎
Zeer recent werd Grain de Sail gebouwd en gelanceerd voor de transatlantische verzending van wijn en cacao. Het is een modern zeilschip zonder motor, gebouwd van aluminium en kan 35 ton vracht vervoeren. ↩︎
Andrew Simons: “Er zijn veel historische zeilschepen, maar ze zijn ofwel erg duur om in de vaart te worden genomen als een vrachtschip dat aan de regelgeving voldoet, ofwel worden ze nog steeds voor andere doeleinden worden gebruikt, ofwel ze zijn niet geschikt.” ↩︎
De studie kan worden gedownload wanneer u zich abonneert op de nieuwsbrief van EcoClipper. Het onderzoek is gebaseerd op een typische levenscyclusanalyse, maar het is geen peer-reviewed onderzoek. ↩︎
Helaas raakte ik de berekening kwijt. ↩︎
Bij de EcoClipper wordt de meeste uitstoot geproduceerd tijdens de bouw van het schip, terwijl deze bij bulkschepen en containerschepen vooral tijdens het varen en de brandstofproductie ontstaat. ↩︎
De grootste containerschepen kunnen 190.000 ton vracht meenemen. ↩︎
Er zijn niet veel gegevens beschikbaar over zoutwaterbatterijen, maar ze zijn minder energie-intensief om te bouwen dan veel andere soorten batterijen. De berekening is gebaseerd op een schatting van 66 kg CO2 / kWh opslagcapaciteit en drie generaties batterijen over een periode van 50 jaar. ↩︎
Bijna een derde van alle vracht vervoerd door schepen zijn fossiele brandstoffen. ↩︎