De grootste batterij-aangedreven veerboot ter wereld is begonnen met het vervoeren van passagiers tussen Argentinië en Uruguay. Met een enorme batterij van 41 MWh, wat overeenkomt met meer dan 500 elektrische auto’s, vormt de 130 meter lange catamaran een mijlpaal in de elektrificatie van de scheepvaart.

Maar het relatief korte traject van 55 km roept een grotere vraag op: kunnen schepen ooit over veel langere afstanden op batterijen varen, of zullen waterstof en alternatieve brandstoffen het moeten overnemen?

De China Zorrilla, een 130 meter lange aluminium catamaran, gebouwd door de Australische scheepswerf Incat Tasmania, heeft op 22 oktober zijn eerste commerciële overtocht tussen Buenos Aires en Colonia voltooid. Het schip, dat wordt geëxploiteerd door Buquebus, biedt plaats aan 2.100 passagiers en 225 voertuigen en haalt een snelheid van 25 knopen (46 km/uur).

De veerboot, vernoemd naar een beroemde Uruguayaanse actrice, was oorspronkelijk ontworpen om op diesel en LNG te varen. Tijdens de bouw besloten de eigenaren echter om volledig af te zien van verbrandingsmotoren.

Het resultaat is een buitengewone elektrische installatie: meer dan 250 ton aan accu’s, geleverd door Corvus Energy, met een opslagcapaciteit van 41,2 MWh.

Acht elektrisch aangedreven waterstraalmotoren stuwen het schip over de Río de la Plata, zonder uitlaatgassen of het kenmerkende geluid en de trillingen van dieselmotoren.

Een wereldrecord met kwalificaties

Incat noemt het het grootste volledig elektrisch aangedreven schip ter wereld, hoewel deze titel afhangt van de gehanteerde definitie. De Noorse veerboot Bastø Electric is met 139 meter langer, terwijl het Chinese containerschip COSCO Green Water 01 naar verluidt beschikt over een grotere batterijinstallatie van 50 MWh.

Wat de China Zorrilla zo bijzonder maakt, is de combinatie van zijn afmetingen, passagierscapaciteit, snelheid en volledig elektrische aandrijving.

Ook de investering is indrukwekkend. De International Finance Corporation van de Wereldbank raamt de totale projectkosten op ongeveer $184 miljoen, inclusief de infrastructuur voor het opladen van voertuigen en de elektriciteitstransmissie.

Waarom heeft een veerboot zoveel elektriciteit nodig?

In tegenstelling tot een auto die op wielen rijdt, moet een schip de weerstand van het water overwinnen, dat ongeveer 800 keer dichter is dan lucht. Snelle schepen verbruiken bovendien veel energie doordat ze golven veroorzaken.

Glijrompen kunnen de weerstand verminderen door een groot deel van het schip uit het water te tillen, maar hiervoor is aanzienlijk vermogen nodig. Het 50 meter lange superjacht Mangusta 165 REV heeft bijvoorbeeld 10.400 hp (7,8 MW) nodig om 35 knopen te halen. China Zorrilla kiest voor een andere aanpak en maakt gebruik van twee lange, slanke, golfdoorborende rompen om de weerstand te minimaliseren zonder te planeren.

De relatie tussen snelheid en energiebehoefte is bijzonder meedogenloos. Volgens een vereenvoudigd model zou een verlaging van de snelheid van 25 naar 20 knopen de benodigde voortstuwingskracht met bijna de helft kunnen verminderen.

Dat betekent niet dat schepen per definitie inefficiënt zijn. Grote, trage vrachtschepen kunnen goederen vervoeren met een uitzonderlijk laag energieverbruik per tonkilometer. Snelle passagiersveerboten zijn een ander verhaal.

Dankzij de speciale snellaadinfrastructuur bij beide terminals is de overtocht van China Zorrilla van ongeveer 90 minuten mogelijk. De gemelde laadtijden variëren van ongeveer 40 minuten voor een gedeeltelijke oplaadbeurt tot aanzienlijk langer voor een volledig opgeladen accu.

De elektriciteitsinfrastructuur van Colonia is gemoderniseerd om een capaciteit van ongeveer 15 MW te kunnen leveren. Bij dat vermogen duurt het, zonder rekening te houden met verliezen, minstens 40 minuten om slechts 10 MWh aan te vullen.

Het daadwerkelijke elektriciteitsverbruik per overtocht is niet officieel bevestigd, waardoor een betrouwbare vergelijking met conventionele veerboten moeilijk is.

Zou waterstof een betere oplossing zijn?

Waterstof bevat aanzienlijk meer energie per kilogram dan batterijen, waardoor in theorie langere reizen mogelijk zijn zonder dat er honderden tonnen aan energieopslag mee moeten worden genomen.

Maar bij de productie van groene waterstof, het comprimeren of vloeibaar maken ervan en het terugzetten ervan in elektriciteit via brandstofcellen gaan aanzienlijke verliezen gepaard.

Terwijl directe batterijaandrijving ongeveer 80% aan elektriciteit uit het net kan omzetten in bruikbare aandrijfenergie, levert een traject op basis van groene waterstof, afhankelijk van het systeem, mogelijk slechts ongeveer 30-40% op.

Ammoniak, dat steeds vaker wordt overwogen voor de zeevaart, laat zich gemakkelijker in bulk opslaan dan waterstof, maar brengt omzettingsverliezen en aanzienlijke zorgen over de giftigheid met zich mee.

Het Belgische scheepvaartconcern CMB.TECH heeft onlangs zijn potentieel laten zien met de Mineral Europa, ’s werelds eerste droge-bulkschip op ammoniak, met een laadvermogen van 210.000 ton. Het gebruik van zo’n giftige brandstof op passagiersveerboten zou echter bijzonder ingrijpende veiligheidsvraagstukken met zich meebrengen.

Voor een korte, voorspelbare route met oplaadpunten aan beide uiteinden zijn accu’s daarom waarschijnlijk de meest energiezuinige oplossing. Waterstof en alternatieve brandstoffen worden aantrekkelijker naarmate de afstanden toenemen en de oplaadmogelijkheden afnemen.

Europa volgt met nog snellere elektrische veerboten

De technologie verspreidt zich inmiddels ook buiten Zuid-Amerika. Incat bouwt drie 129 meter lange, volledig elektrisch aangedreven catamarans voor de Deense rederij Molslinjen, die elk plaats bieden aan bijna 1.500 passagiers en 500 auto’s en snelheden van meer dan 40 knopen (74 km/uur) halen. De eerste zal naar verwachting in februari 2028 in de vaart worden genomen.

Elk schip biedt plaats aan ongeveer 1.500 passagiers en 500 auto’s, is uitgerust met een accu van 45 MWh en heeft een verwachte maximumsnelheid van meer dan 40 knopen (74 km/uur). Hiervoor is oplaadinfrastructuur nodig die tientallen megawatt kan leveren.

De Australische scheepsbouwer is al sinds de jaren tachtig een pionier op het gebied van lichtgewicht, golfdoorborende aluminiumcatamarans; dankzij deze expertise heeft het bedrijf nu een voorsprong op het gebied van batterij-elektrische aandrijving, waar elke bespaarde ton telt.

Zijn belangrijkste concurrent, de eveneens Australische scheepsbouwer Austal, zet in op technologie op basis van alternatieve brandstoffen voor een nieuwe generatie hogesnelheidsveerboten. Ondertussen hebben Noorse en Nederlandse scheepswerven zich al een plaats verworven op het gebied van elektrische scheepvaart op kortere routes.

Ironisch genoeg kon de China Zorrilla zelf de reis van de Australische scheepswerf naar Zuid-Amerika niet op batterijvermogen afleggen. Het schip moest worden vervoerd aan boord van het zwaarlastschip van Boskalis Zwarte marlijn.

Dat contrast vat de uitdaging waar het zeevervoer voor staat goed samen. Batterijen kunnen enorme schepen snel en milieuvriendelijk voortstuwen, maar alleen over afstanden waarbij regelmatig toegang tot krachtige oplaadpunten mogelijk is. Voor zeeschepen is de zoektocht naar een praktisch alternatief voor fossiele brandstoffen nog lang niet ten einde.