100% elektrische watertaxi

1. Achtergrond

Watertaxi Rotterdam investeert fors in duurzaamheid, met als belangrijkste ambitie om een toekomstbestendige, schone en efficiënte haven te realiseren. De afgelopen jaren heeft Watertaxi Rotterdam geïnvesteerd in zonnepanelen op de daken van de werf, kantoor en andere voorzieningen. De volgende stap is het verduurzamen van de watertaxi’s. Hiermee sluit Watertaxi Rotterdam aan bij de ambitieuze doelstelling van de gemeente Rotterdam, de Metropoolregio Rotterdam Den Haag (MRDH) en het Havenbedrijf om in 2030 een volledig emissievrije vloot in de vaart te hebben. Top Systems is trots om deel uit te maken van deze ambitieuze doelstelling door het leveren van slimme accu gebaseerde systeemoplossingen.

Begin april heeft Watertaxi Rotterdam haar vloot uitgebreid met de MSTX31, een 100% emissievrije watertaxi met een vervoerscapaciteit van 40 passagiers. Het schip is de eerste van een serie nieuwe en elektrisch aangedreven watertaxi's die de Rotterdamse binnenvaart zal verrijken en gaat met ingang van dit voorjaar meedraaien in de reguliere dienstverlening. Per 1 januari 2022 zal het schip specifiek worden ingezet voor de dagelijkse veerverbinding tussen RDM/Heijplaat en Marconistraat in het MerweVierhavengebied. Later dit jaar zullen nog twee 40-persoons watertaxi’s worden toegevoegd en ook voor de fietsveerdiensten Feijenoord-Kralingen en Charlois-Katendrecht zijn twee elektrisch aangedreven schepen in aanbouw, met een capaciteit van 12 passagiers en hun fietsen.

2. Uitdaging

Het verduurzamen van watertaxi’s is een enorme opgave, omdat vervoer over water meer energie kost dan vervoer over weg. Met name de energie die aan boord moet worden meegenomen, is een uitdaging die vraagt om een onconventionele aanpak. Als eerste stap in de verduurzaming heeft Watertaxi Rotterdam enkele jaren geleden een plug-in hybride watertaxi aan haar vloot toegevoegd, die het mogelijk maakte om binnen de haven elektrisch te varen. In navolging hiervan is een kleine watertaxi omgebouwd naar 100% elektrisch. Van beide projecten is zoveel geleerd dat Watertaxi Rotterdam in de aanbesteding van de gemeente Rotterdam durfden te beloven dat ze op de korte trajecten (< 2 kilometer) 100% elektrisch vervoer zouden inzetten.

Omdat de watertaxi mensen vervoerd is er gekozen voor een energiesysteem met vloeistofgekoelde lithium-ion accu’s die aan alle kanten beveiligd zijn. Daarnaast is er een profiel opgesteld met de hoeveelheid energie die de watertaxi’s op hun vaarroute verbruiken. Ook is berekend hoe vaak en hoe lang de watertaxi’s tussen de spitsuren door bijgeladen kunnen worden, op basis daarvan is de juiste accucapaciteit bepaald.

3. Oplossing

De vijf emissieloze watertaxi’s worden technisch identiek opgeleverd. Het accupakket wordt bovendien redundant (dubbel) uitgevoerd. Per watertaxi zijn 16 lithium-ion RS-accu’s (51,1V/144Ah/7.400Wh) van MG Energy Systems uitgeëngineerd, die de elektromotoren van stroom voorzien. Voor de monitoring van het accusysteem worden 2 MG Energy monitors plus een Victron Cerbo GX Touch 50 display geïnstalleerd op het dashboard van de schipper. Elk pakket van 8 accu’s beschikt over zijn eigen MG Energy Monitor, die het accusysteem bestuurt én bewaakt. Het hoge resolutie display met touchscreen toont vervolgens alle belangrijke batterijparameters in één oogopslag. De Victron Cerbo GX monitort het complete accusysteem en garandeert een constante verbinding met de vaste wal. Per 8 accu’s wordt bovendien een MG Master LV 72-96V/500A M12 Battery Management Systeem (BMS) geïnstalleerd, die alle technische informatie uit de accu’s verzamelt. In dit systeem is bovendien een hoofdrelais opgenomen. Indien de accu’s (bijna) leeg zijn of wanneer de accutemperaturen te hoog oplopen, dan schakelt de BMS het systeem automatisch uit. Net als de accupakketten, zijn ook de BMS-systemen redundant uitgevoerd.

4. Eindresultaat

In het ontwerp is rekening gehouden met een aantal specifieke wensen en eisen. Bijvoorbeeld met betrekking tot de capaciteit van het accupakket. De watertaxi’s moeten de hele dag een kruissnelheid van 15 km/h kunnen halen. Hier geven wij invulling aan met 16 accu’s van 7,4 kW/h per stuk (totaal: 118,4 kW/h per watertaxi). 

5. Voordeel

De geselecteerde lithium-ion accu’s onderscheiden zich onder meer door een hoog aantal laadcycli (> 9.000), lange levensduur, laag eigen gewicht en optimale efficiëntie, waardoor tussentijds laden mogelijk wordt. Uniek is ook de temperatuurstabiliteit. Dankzij een uitgekiend ontwerp worden de accu’s continu op een ideale temperatuur van 15-25°C gehouden. Een andere wens waren de verplichte certificeringen. De watertaxi’s betreffen commerciële boten waarop passagiers worden vervoerd. Daarom moeten de accupakketten aan bepaalde, zware certificeringen voldoen. Ons accupakket beschikt onder meer over een DNV-GL certificaat. Om een optimale veiligheid te borgen, worden de lithium-ion accu’s zorgvuldig geconditioneerd met behulp van koelwater. Eveneens is in de accu’s een brandblussysteem ingebouwd, waarmee de systemen aan de hoogste veiligheidsgraad voldoen. In geval van calamiteiten gaat automatisch een ventiel open en zetten de accu’s zichzelf volledig onder water. Ook is aan de accu’s een rookgasafvoersysteem gekoppeld, waardoor eventuele rookgassen gegarandeerd naar buiten worden afgevoerd.