Bart Stam
Dat schepen in de nabije toekomst zonder bemanning gaan varen, daar zijn experts van de Technische Universiteit Delft, MARIN en de KVNR heilig van overtuigd. En hoewel er nog heel wat moet gebeuren op de gebieden van technologie, wetgeving en veiligheid, is het slechts een kwestie van tijd voordat de beste stuurlui met recht aan wal staan.
Ir. Klaas Visser, universitair hoofddocent scheepsbouw en scheepsontwerp aan de TU Delft, krijgt pretoogjes als hij spreekt over onbemande en autonome schepen: ‘Voor het eerst sinds de overgang van zeil- naar stoomschepen in de negentiende eeuw, staan scheepsbouwkundig ingenieurs weer voor een geweldige uitdaging: het ontwerpen van schepen zonder bemanning!’
Volgens Visser kunnen deze nieuwe schepen waarschijnlijk 25 tot 40 % aan extra lading vervoeren. Dit omdat er niet langer een kombuis, hutten, voedsel- en watervoorraden en andere bemanningsfaciliteiten nodig zijn. Bovendien zullen deze schepen vee goedkoper, duurzamer en veiliger zijn. ‘Daar ligt een prachtige uitdaging, ook voor onze studenten maritieme techniek!’
Er bestaat een verschil tussen onbemande en autonome schepen. In het eerste geval is er nog sprake van besturing door een operator vanaf een controlecentrum aan wal. Bij autonome schepen neemt de boordcomputer zelfstandig beslissingen over koers, vaarsnelheid, brandstofverbruik, onderhoud en het afmeren in de haven. Wel staan autonome schepen vaak in verbinding met een controlecentrum aan land.
Lees verder onder de afbeelding.
Schaalmodel TU Delft.
De afgelopen jaren zijn er al enkele interessante projecten gepresenteerd als opmaat naar autonoom varen. Zo heeft het Noorse classificatiebureau DNV GL in 2014 het project The ReVolt (zie onderaan) naar buiten gebracht. Dit elektrisch aangedreven kustvaartschip moet niet alleen autonoom containers vervoeren, maar deze ook zelfstandig laden en lossen.
Het kan overigens nog wel even duren voordat The ReVolt daadwerkelijk van wal steekt: DNV GL start pas met de ontwikkeling als er voldoende industriële partners meedoen. Tot die tijd doet het classificatiebureau proeven met een schaalmodel (1:20) van 3 m. Dit gebeurt in samenwerking met NTNU, de technische universiteit van Trondheim.
Een ander opvallend project is AAWA (Advanced Autonomous Waterborne Applications) dat Rolls-Royce in jun 2016 heeft gepresenteerd. Doel is om reeds in 2020 een onbemand vrachtschip te laten varen dat wordt bestuurd vanaf de wal. Rolls-Royce werkt hierbij samen met een aantal maritieme bedrijven, waaronder Deltamarin, DNV GL, Brighthouse NAPA en Inmarsat, en diverse Finse universiteiten en technische onderzoekscentra. Momenteel test het bedrijf de sensoren en de lidar uit onder wisselende weersomstandigheden op een veerboot in Finland.
Voor de langere termijn (2035) wil het bedrijf naar een vloot van volledig autonome schepen. Dit in combinatie met een wereldwijd netwerk van gespecialiseerde controlecentra die deze schepen overal ter wereld kunnen volgen en zo nodig kunnen assisteren of bijsturen. De operators in deze centra beschikken over technische hulpmiddelen als spraakherkenning, hologrammen en interactieve schermen. Mocht zich aan boord een storing voordoen die de computer van het schip niet kan oplossen, dan sturen deze operators een drone voor nadere inspectie. Vervolgens zorgt de operator er via de drone voor dat het schip in de dichtstbijzijnde haven een reparatie laat uitvoeren.
Visser durft geen voorspelling te doen wanneer deze nieuwe schepen gemeengoed zijn. ‘We moeten nog veel technische vragen beantwoorden. Maar ook wat betreft navigatie, veiligheid, wetgeving en de juridische verantwoordelijkheden moet er nog veel worden geregeld.’
Wel is de universitair hoofddocent, tevens oud-marineofficier, ervan overtuigd dat er over pakweg vijf à zeven jaar ook in Nederland de eerste demonstratieprojecten kunnen zijn. ‘De belangstelling van de industrie is overweldigend. Dat zijn vooral scheepswerven, rederijen en maritieme toeleveranciers. Grote interesse is er ook bij brancheorganisaties als de KVNR (Koninklijke Vereniging van Nederlandse Reders, red.) en verder onderzoeksinstituten en universiteiten.’ Samen met MARIN heeft de TU Delft een onderzoeksvoorstel voor autonome schepen ingediend bij de NWO.
De KVNR ondersteunt dus de ontwikkeling van autonoom varen. Voorzitter Tineke Netelenbos: ‘Wij verwachten meer voor- dan nadelen. Al realiseren wij ons dat het nog een hele tijd zal duren voordat onbemande en autonome schepen op grote schaal rondvaren.’
Net als ir. Johan de Jong (MARIN) voorziet zij de nodige oppositie uit ontwikkelingslanden met veel zeevarenden. Netelenbos: ‘Er bestaan talloze internationale verplichtingen in de scheepvaart die door onbemande schepen in een nieuw daglicht komen te staan. Ik denk bijvoorbeeld aan de eis van een bemande brug en machinekamer.’ Een ander belangrijk punt is volgens de oud-minister hoe het zit met de aansprakelijkheid bij een aanvaring of een ander ongeval waarbij een autonoom schip is betrokken. ‘Momenteel is dat de kapitein of scheepseigenaar, maar hoe zit dat in de toekomst?’
Netelenbos ziet grote technologische kansen voor de scheepvaart wat betreft autonoom varen. ‘Een goed voorbeeld is 3d-printen, waarin de ontwikkelingen razendsnel gaan. Anno 2017 gaat het in de maritieme industrie nog om afzonderlijke onderdelen van metaal of kunststof, maar ik ben ervan overtuigd dat we in de toekomst complete schepen kunnen produceren met 3d-printers. Dat zal voor een enorme kostenreductie zorgen. En dat is belangrijk, want de scheepvaart verkeert al sinds 2008 in een diepe crisis door de enorme overcapaciteit en de teruggelopen ladingstromen uit China. Hierdoor zijn reders minder geneigd zijn om te investeren in innovatie.’
Een ander voordeel van onbemande en autonome schepen betreft de werkgelegenheid, althans in geïndustrialiseerde landen. Netelenbos: ‘Het werk zal interessanter worden, want we zullen in de toekomst steeds meer hoogopgeleide maritieme specialisten nodig hebben voor de controlecentra op de wal. Sowieso wordt het in Nederland steeds lastiger om zeevarenden te vinden. Mensen die langer dan zes à zeven jaar varen, zijn anno 2017 een zeldzaamheid.’
Zij vervolgt: ‘Belangrijk is wel dat mensen met een nautische en maritieme opleiding zich blijven bijscholen, want ook in onze sector gaat het werk de komende vijf jaar enorm veranderen. Wat dat betreft zouden maritieme opleidingen hun studenten veel meer moeten laten oefenen met simulatoren. Helaas zie ik dat de opleidingen nog nauwelijks inspelen op nieuwe ontwikkelingen als autonoom varen.’
Het staat buiten kijf dat autonome schepen zeer betrouwbaar en veilig moeten zijn. Visser: ‘Ongeveer 70 tot 80 % van alle ongevallen en aanvaringen op zee is te wijten aan menselijke fouten. Daarom zal de maatschappij hoge eisen stellen aan onbemande schepen.’ Bij de
TU Delft kijkt men daarom naar decentrale computersystemen in plaats van een centraal computersysteem aan boord van autonome schepen. Deze kleinere eenheden moet worden uitgerust met intelligente actuatoren en sensoren. Visser: ‘Stel, er is alleen een centraal computersysteem dat uitvalt, dan wordt het lastig om storingen te verhelpen. Bij kleine decentrale systemen met een hoge mate van intelligentie is dat niet het geval.’
Lees verder onder de afbeelding.
Elektrisch aangedreven kustvaartschip The ReVolt (Rolls-Royce).
Voor MARIN-ingenieur De Jong is veiligheid de belangrijkste uitdaging voor een succesvolle introductie van onbemand en autonoom varen. ‘Dat kan alleen als alle betrokken partijen, denk aan reders, havenautoriteiten, toeleveranciers, overheden, onderzoeksinstituten en bedrijven, bereid zijn om alle essentiële informatie met elkaar te delen. Dat is nodig om nieuwe en veilige algoritmen, computermodellen, data- en communicatienetwerken te ontwikkelen waarmee autonome schepen veilig kunnen rondvaren. Zeker in een overgangssituatie waarin we nog deels te maken hebben met bemande schepen.’ Dit vereist volgens hem onder andere een verdere uitbreiding en modernisering van het Automatic Indenfication System (AIS) dat zeeschepen sinds 2003 verplicht aan boord hebben.
De Jong denkt dat er in de toekomst veel gevraagd zal worden van de operators aan de wal. ‘Ze zullen te maken krijgen met enorme hoeveelheden data. Een punt van zorg lijkt mij wanneer we in de toekomst te maken krijgen met operators die geen nautische opleiding hebben en dus ook nooit hebben gevaren. Het lijkt me toch moeilijk om op cruciale momenten de juiste beslissingen te nemen zonder gedegen kennis van de scheepvaart. Kortom, allemaal zaken waarover we nog goed moeten nadenken.’
Het elektrisch aangedreven autonome schip The ReVolt krijgt een lengte van 60 m. Aan dek is er plaats voor honderd containers van 1 TEU (6,10 x 2,44 x 2,59 m). Wanneer de accu’s volledig zijn opgeladen, leveren deze een vermogen van 3.000 kW. Dat is voldoende om onafgebroken met een snelheid van zes knopen (11,11 km/h) honderd nautische mijl (185 km) te varen. The ReVolt krijgt geavanceerde sensoren aan boord om aanvaringen te voorkomen.
