Scrubbertechniek: dit moet u weten over de uitlaatgasreiniging op schepen.

Zwaveloxide: een probleem voor mens en milieu

Schepen stoten een grote hoeveelheid luchtverontreinigende stoffen uit, met name zwaveloxiden, door de verbranding van fossiele brandstoffen (zoals zware stookolie of scheepsdiesel). Deze zwaveloxiden zijn krachtige ademhalingsgiffen die zelfs in lage concentraties in de lucht hoesten, kortademigheid of ontsteking van de luchtwegen kunnen veroorzaken. Naar schatting veroorzaakte de scheepvaart wereldwijd alleen al in 2018 door de uitstoot van zwaveloxide ongeveer 400.000 voortijdige sterfgevallen en bij ongeveer 14 miljoen kinderen astmatische ziekten. Zwaveloxiden hebben ook een verwoestend effect op het milieu, omdat ze de groei van planten kunnen veranderen en ecosystemen kunnen vernietigen. In de atmosfeer kunnen zwaveloxiden worden omgezet in zwavelzuur, dat zich op de grond en in vegetatie kan ophopen. Dit draagt in aanzienlijke mate bij aan de verzuring en de verarming van de natuurlijke omgeving.

Om deze druk tegen te gaan, is sinds januari 2015 een maximaal zwavelgehalte van slechts 0,1 procent in scheepsbrandstof toegestaan in de zogenaamde emissiebeheersgebieden (ECA's) in Europa. Deze emissiebeheersgebieden omvatten bijvoorbeeld de Noordzee en de Baltische Zee. Sinds begin 2020 geldt wereldwijd een zwavelgrenswaarde van 0,5 procent voor scheepsbrandstof om de luchtvervuiling van schepen effectief en duurzaam te verminderen.

De eenvoudigste en snelste oplossing voor het verminderen van zwavelemissies is het gebruik van brandstoffen met een lager zwavelgehalte. Maar het kan ook anders: dankzij de scrubbertechniek.

De scrubbertechniek: ontzwaveling als alternatief voor brandstoffen met een laag zwavelgehalte

Als alternatief voor zwavelarme brandstoffen is volgens de internationale voorschriften voor de vermindering van zwavelemissies in de scheepvaart de ontzwaveling van uitlaatgassen uitdrukkelijk toegestaan. Dit wordt gedaan met behulp van zogenaamde uitlaatgasnabehandelingssystemen (EGCS - Exhasut Gas Cleaning Systems) of in het kort: scrubbers. Volgens schattingen van het internationale classificatiebureau DNV (tot maart 2021 nog DNV GL) was er al in 2019 bij 3.756 schepen in actieve vaart of in aanbouw een scrubber voor ontzwaveling ingebouwd.

Maar wat is nu een scrubber precies en hoe werkt deze? Eenvoudig uitgelegd: een scrubber is een procestechnisch apparaat dat aan boord van een schip is geïnstalleerd en middels uitlaatgaszuivering de zwavel uit de uitlaatlucht filtert, zodat deze niet naar buiten wordt afgeblazen. In de meeste gevallen worden zogenaamde 'natte scrubbers' gebruikt, die voor uitlaatgasreiniging zeewater gebruiken. Hiervoor wordt het zeewater eerst aan boord gepompt en daar in de uitlaatgasstroom gespoten. Het water absorbeert de verontreinigende stoffen (zoals zwaveloxiden) uit het uitlaatgas en wordt scrubberwater (waswater).

Afhankelijk van het scrubbersysteem wordt dit scrubberwater vervolgens direct terug in het water geleid (open-loop systeem) of aan boord via een circuit opgevangen, chemisch of fysisch behandeld en in de volgende haven afgevoerd (closed-loop systeem). Als alternatief voor deze twee natte processen zijn er ook droge scrubbersystemen. Deze werken met kalkgranulaat dat in de haven volledig moet worden afgevoerd.

Milieugevolgen van scrubbersystemen

De scrubbertechniek verdeelt de wereldwijde scheepvaart in twee kampen: de voorstanders van uitlaatgasreiniging en hun tegenstanders die meer vertrouwen op nieuwe brandstoffen met een laag zwavelgehalte dan op scrubbers. In feite filteren scrubbers veel meer dan alleen zwaveloxiden uit de uitlaatgassen, maar ze zijn niet de ultieme oplossing om het totale aantal vervuilende stoffen te verminderen.

Het grootste probleem bij het scrubben is dat de samenstelling van het waswater van de scrubber zeer complex is en varieert afhankelijk van de kwaliteit van de gebruikte brandstof, de prestaties van de machine, de volledigheid van de verbranding, de voorbelasting van het ingenomen zeewater en de reinigingsprestaties van de scrubber. De grenswaarden voor het waswater bij het scrubben zijn vastgelegd door het Marine Environment Protection Committee (MPEC) en zijn onder andere bedoeld om de pH-waarden, troebelheid, nitraat of PAK's (polycyclische aromatische koolwaterstoffen) van het afvalwater te reguleren dat tijdens het scrubben wordt geproduceerd. Maar houdt de scheepvaart zich ook aan deze richtlijnen?

Pas in 2021 publiceerde de Federal Environment Agency een definitieve beoordeling van de milieu-effecten van scrubbersystemen in een uitgebreid onderzoek. Uit de marktanalyse in het rapport blijkt dat momenteel meer dan 3.000 schepen zijn uitgerust met scrubbers, wat overeenkomt met ca. 16,8 procent van de vrachtcapaciteit wereldwijd. Bij veel van deze schepen werd in een aanzienlijk aantal gevallen vastgesteld dat ze de kwaliteitscriteria voor het afvalwater zoals vastgelegd in de EGCS-richtlijnen van de IMO niet naleefden. Uit de onderzoeken die tot nu toe zijn uitgevoerd door de Federal Environment Agency is gebleken dat het afvalwater van scrubbers vaak een te zure pH-waarde hebben en ook verschillende vervuilende stoffen bevat zoals zware metalen en polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's). Bovendien bleek veel afvalwater van scrubbers olieresten en nitraat in aanzienlijke concentraties te bevatten.

Een ander nadeel van de scrubbertechniek: de installatie aan boord vereist ruimte, extra technische inspanningen en aanzienlijke investeringen die tot enkele miljoenen kunnen oplopen. Deze investeringen kunnen echter snel worden terugverdiend met een voldoende hoog prijsverschil tussen HFO en de duurdere mengsels met een laag zwavelgehalte, en door de besparingen op bunkerkosten in vergelijking met charterinkomsten.Richard von BERLEPSCH, Managing Director Fleet Management bij Hapag-Lloyd, zegt daarom over scrubbertechniek: "Scrubbers zijn ons inziens niet de techniek van de toekomst, maar slechts een overgangsoplossing".

KSB is uw partner bij alle vragen over scrubbertechniek en alternatieve brandstoffen

Afhankelijk van de procestechniek en de techniek van de fabrikant verschillen de afzonderlijke reinigingscircuits en de te verpompen media in de scrubbertechniek. Alle procesfasen moeten daarom met betrekking tot temperatuur, pH-waarde, chloride-/natriumgehalte, vaste stoffen, olie, zwavel en andere additieven en het zuurstofgehalte nauwkeurig worden bekeken. Interactie tussen de afzonderlijke componenten en hun kritische temperaturen kan in de eerste fase leiden tot gaten- en spleetcorrosie bij de metalen componenten en pompen en kleppen als deze niet specifiek zijn aangepast aan het proces.

Met KSB kunt u daarom vertrouwen op een partner die aljaren een belangrijke rol speelt bij de ontwikkeling van de scrubbertechniek en alternatieve brandstoffen en die deze actief mede vormgeeft. KSB heeft zelfs een compleet productportfolio voor scrubbertechniek ontwikkeld. In veel open-loop en closed-loop systemen verrichten tegenwoordig pompen van KSB betrouwbare diensten, zoals de verticale centrifugaalpompen ILN en ILNC of Etabloc DD eentraps pomp met spiraalvormig huis. Maar de KSB Movitec-hogedruk-inline-pomp en de gecentreerde afsluiters ISORIA en KE zijn ook op veel schepen over de hele wereld aanwezig om de scheepvaart groener te maken.

Neem contact met ons op: als leverancier van een volledig assortiment heeft KSB gedetailleerde kennis over de productie, het transport en de opslag van nieuwe alternatieve brandstoffen en energiebronnen. Wij kijken ernaar uit dat u contact met ons opneemt.