In een flowbatterij wordt de energie opgeslagen in elektrolyt in plaats van in de huidige veelgebruikte lithium-ion-cellen. De flowbatterij is een uitvinding die al zestig jaar bestaat, maar volgens Van Meegen is ze hét actuele antwoord op de behoefte aan een goed renderende brandstof voor de binnenvaart. De flowbatterij op een binnenvaartschip kan volgens Van Meegen binnen 30 minuten volledig worden opgeladen. In waterstof gelooft hij niet meer.

‘Ik heb het wel serieus overwogen en we hebben er jaren onderzoek in zitten, net als in lithium-ion-batterijen. Maar waterstof wordt het gewoonweg niet. Waterstof heeft namelijk een rendement van slechts 30%. Bovendien heb je daar er zware tanks voor nodig die de druk tot wel 700 bar aan moeten kunnen. Dat vergt dure tanks en certificering voor schepen, dus flinke investeringen voor binnenvaartschippers.’

Van Meegen schetst de enorme investeringen die alleen al het netwerk van oplaadstations voor elektrische binnenvaartschepen op lithium-ion-batterijen zouden vergen. ‘Ondanks het feit dat lithium-ion een zeer goed rendement heeft van 96%. Je moet dan ruwweg elke twee dagen een schip opladen. Dat duurt vijf tot tien uur, dan kun je dus niet varen, maar dat kun je nog voor lief nemen. Je hebt voor dat opladen in Nederland bij benadering echter wel zo’n 3.600 oplaadpunten nodig. En als je met een wisselsysteem gaat werken, dus steeds vooraf opgeladen batterijen in je schip laat takelen wat het laden sneller kan maken, kost dat zelfs een meervoud van het aantal benodigde batterijen, plus een enorme infrastructuur aan de wal. Dat gaat in de miljarden lopen. En vergeet niet dat je die batterijen elke acht jaar moet vervangen. Dan zijn ze op. En zit je met een enorme berg chemisch afval.’

Geen vervangingsnoodzaak

Voor de flowbatterij, waarover PortLiner zich laat adviseren door het Duitse Fraunhofer Instituut, volgens Van Meegen ‘de beste leverancier’, geldt die vervangingsnoodzaak niet. ‘De flowbatterij heeft eveneens een zeer goed rendement, van 91%. En je hebt maar één keer de flow nodig, daarna laad je hem elke keer simpelweg op. En dat telkens weer. Een flowbatterij kan je bovendien helemaal opladen, voor 100%, en een lithium-ion-batterij niet. Zeker niet als je er een langere levensduur aan wilt geven.’

Van Meegen is, samen met 41 voornamelijk Nederlandse toeleveranciers momenteel een demoschip van 135 meter aan het bouwen. Medio 2020 zal dat schip gereed zijn, de verwachting is dat het na een serie proefvaarten eind dit jaar operationeel is. Daarnaast is Van Meegen ook al bezig om een serie flow-binnenvaartschepen te bouwen voor charteraars. Volgens hem is dat eveneens een antwoord op de toekomst van de binnenvaart. ‘We leveren ze compleet met bemanning. Elk jaar plannen we vier van deze schepen.’

De vervangingsmarkt van motoren voor binnenvaartschepen is volgens Van Meegen een enorme groeimarkt. ‘Van de 7.200 Nederlandse binnenvaartschepen zullen er toch zeker 7.000 hun dieselmotoren moeten vervangen, willen we in 2050 aan de eisen van het Klimaatakkoord kunnen voldoen. Ga er maar aan staan. Dat is een enorme klus.’

Van Meegen stelt dat het vervangen van een dieselmotor door een elektrische motor die aangedreven wordt via een flowbatterij wel een ander soort ondernemer eist. ‘Namelijk een schipper die naar de lange termijn kijkt, die echt groen wil varen. De traditionele schipper is grootgebracht, net als ik overigens, met andere strategieën. Die ideeën moet je wel overboord willen en durven zetten.’ Als extra argument voor de flowbatterij stelt Van Meegen, dat een flowbatterij-installatie geen onderhoud vergt, nauwelijks slijtage heeft en een veel langere levensduur kent dan een traditionele dieselmotor.

Kosten

Voor de kosten hoeft de moderne schipper het volgens Van Meegen niet te laten. De ondernemer heeft berekend dat de exploitatie van een flow-binnenvaartschip 6% meer bedraagt dan die van een dieselschip. De milieuwinst maakt volgens hem die 6% meer dan goed. ‘Je tankt een flowbatterij bovendien in 30 minuten vol. Net zo snel als een diesel. En je vaart wel met een emissieloos schip dat geen rekening hoeft te houden met de aankomende prijsstijgingen van gasolie en met bijzondere belastingen die eraan zitten te komen.’

Van Meegen is nu vijf jaar bezig geweest met de ontwikkeling van een groen binnenvaartschip. Hij heeft daarbij diverse stadia doorlopen en menigmaal zijn neus gestoten. ‘Het heeft me al ongeveer vijf miljoen euro gekost aan ontwikkelingskosten. Ik heb voor de eerdere ontwikkeling van een lithium-ion-schip een Europese subsidie toegezegd gekregen, maar toen ik dat project stopte omdat ik het niet meer haalbaar vond, werd die toezegging vanzelfsprekend teruggedraaid. Ik heb er geen cent van gezien, maar heb er wel veel voor moeten investeren.’

Een van de ‘duurtests’ die Van Meegen bijvoorbeeld liet uitvoeren, was om een zeecontainer gevuld met lithium-ion-batterijen te laten verschepen. ‘Door dat hele logistieke traject kwamen we erachter dat er soms wel tot 42 G op de containers kwam te staan. Geen enkele lithium-ion-batterij overleeft dat.’ De door Van Meegen zo gelauwerde flowbatterijen waren overigens vijf jaar geleden ook al onder zijn aandacht gekomen.

‘Toen was de density, de dichtheid van de cellen, echter nog te laag, waardoor hij nog niet aan mijn eisen voldeed. Nu is de flowbatterij echt ‘zeewaardig’, om in scheepvaarttermen te blijven. En nog een voordeel: een waterstofcel en een lithium-ion-batterij moet je constant blijven produceren, maar een flowbatterij niet. De vloeistof maak je eenmalig, waarna je deze steeds weer kunt laden en dus kan hergebruiken.’

In Japan al gebruikt

In algemene zin is het zeer voorstelbaar dat een flowbatterij voor een binnenvaartschip een hoog rendement kan leveren, zegt prof. dr. ir. M (Marnix) Wagemaker, hoofd van de sector Storage Electrochemical Energy aan de TU Delft. ‘Vergeleken met het maken van een brandstof zijn ze erg efficiënt, en omdat de vloeibare elektrodes in een flowbatterij heel goed schaalbaar zijn, kan je de batterij makkelijk aanpassen aan de benodigde energie. In Japan worden flowbatterijen op beperkte schaal al jaren gebruikt als stationaire opslagmogelijkheid. Mobiele toepassingen zijn er voor zover ik weet nog niet. Voor een auto is de traditionele flowbatterij vanwege het relatief hoge gewicht en omvang per opgeslagen energiehoeveelheid niet geschikt. Maar voor een binnenvaartschip, dat immers groot is en vele tonnen kan dragen, zie ik zo op voorhand geen belemmeringen.’