In het steeds wanhopiger wordende streven van de wereld naar manieren om de vervuilende uitstoot van door olie aangedreven voertuigen te verminderen en de verwoestingen van de klimaatverandering te verzachten, blijft de scheepvaart een van de moeilijkste rotsen om te kraken.
Het in Haifa gevestigde NayamWings heeft een nieuwe methode om de uitstoot in de scheepvaartindustrie te verminderen door gebruik te maken van windenergie.
Wind als hernieuwbare energiebron heeft een voordeel ten opzichte van zonne-energie omdat het dag en nacht waait en geen opslag nodig heeft.
Maar wat is de beste manier om wind op een schip vast te leggen om het te gebruiken voor voortstuwing? Zet jij gigantische windmolens op een enorm containerschip dat de Atlantische Oceaan oversteekt?
Een beetje, zegt Saar Carmeli, CEO van NayamWings en een van de drie medeoprichters samen met Amnon Asscher en Avishay Parker, tegen ISRAEL21c.
Asscher, de CTO van NayamWings, paste de technologie en aerodynamica van vliegtuigvleugels aan om ze geschikt te maken voor een maritiem systeem. Deze nieuwerwetse marinevleugels worden op het dek van het schip bevestigd.
Medeoprichters van NayamWings, van links, Saar Carmeli, Amnon Asscher, Avishay Parker. Foto met dank aan NayamWings via ISRAEL21c
"Ik ben een luchtvaartingenieur en een ervaren zeiler", vertelt Asscher aan ISRAEL21c. Hij en Carmeli brachten vele jaren door in de Israëlische marine.
“Een paar jaar geleden begon ik na te denken over hoe ik de technologie van vliegtuigen, die een veel grotere liftkracht hebben, kon toevoegen aan zeeschepen”, vervolgt hij.
'Lift' omzetten in voorwaartse beweging
"Lift" wordt bereikt door de vleugels zo te vormen dat de lucht er sneller overheen beweegt, waardoor de luchtdruk aan de bovenkant afneemt. Het drukverschil tussen de boven- en onderkant van de vleugel creëert een kracht die de vleugel de lucht in tilt.
Voor schepen plaatste Asscher de vleugels verticaal, zodat de wind voorwaartse beweging kon veroorzaken.
De vleugels van NayamWings "zijn per vierkante meter drieënhalf keer sterker dan eenvoudige zeilen", zegt Asscher. Dat geeft NayamWings als het ware een vleugel omhoog. Volgens Asscher heeft geen enkel ander bedrijf dat zich bezighoudt met het aanpakken van emissies in de maritieme industrie vliegtuigachtige vleugels op een schip ingezet.
Foto met dank aan NayamWings via ISRAEL21c
Wat maakt de methode van NayamWings effectiever voor windaandrijving? Er zijn drie belangrijke factoren.
Ten eerste voelen computeralgoritmen en machine learning aan in welke richting de wind waait en draaien de vleugels om de beste hoek te benutten.
“De vleugel wordt autonoom driedimensionaal versteld, zodat je elke seconde de optimale voorwaartse voortstuwing hebt”, legt Asscher uit. "Je hebt geen speciale bemanningsleden aan boord nodig om het te bedienen."
Ten tweede zijn de vleugels asymmetrisch. Dat maakt het mogelijk dat de wind sneller beweegt aan de brede bovenkant van de vleugel en langzamer aan de onderkant (of de zijkanten, in verticale richting), waardoor de nodige lift ontstaat.
Nayam is trouwens geen echt woord in het Hebreeuws of Engels. Het is een combinatie van de twee kindernamen van Asscher: Yanai en Maayan.
Vergeleken met concurrentie
Saar verwijst graag naar concurrerende zeilsystemen als "partners" in termen van het opleiden van de markt, in plaats van bedreigingen. En NayamWings heeft veel van dergelijke partners – waaronder Norsepower, Anemoi, Yara-Bar, OceanBird, EconoWind en NewoLine – maar geen enkele heeft de asymmetrie van NayamWings. Sommigen gebruiken cilinders met rotortechnologie. Anderen gebruiken zuigfolies.
Al die benaderingen zijn beter dan een regulier zeil, maar bieden slechts ongeveer het dubbele van de effectiviteit, niet 3,5 keer zoals bij het ontwerp van NayamWings, aldus het bedrijf.
Ten slotte zijn de vleugels van NayamWings niet gemaakt van stof of nylon, maar van hard koolstofvezel.
"Ze bewegen niet, ze fladderen niet rond", legt Carmeli uit. “Als je een zacht zeil hebt, kan het golven maken. En dan gaat de luchtstroom niet rechtdoor. Je krijgt turbulentie. Dit alles verlaagt de voorwaartse voortstuwing.”
Platdekschepen - de schepen die consumentenproducten van het ene continent naar het andere vervoeren - vertegenwoordigen zo'n 90% van alle schepen, zegt Carmeli. Er zijn ongeveer 35.000 schepen die geschikt zijn om achteraf te worden uitgerust met een NayamWings-systeem - wat een markt van $ 100 miljard vertegenwoordigt - en nog eens 1.500 nieuwe schepen die elk jaar worden gebouwd en die vanaf het begin kunnen worden uitgerust met een NayamWings-systeem, zegt het bedrijf op zijn website.
Hoeveel zal de solide zeilbenadering van NayamWings de uitstoot verminderen?
Carmeli zegt dat een NayamWings-systeem, achteraf gemonteerd op een bestaand schip, de uitstoot met ongeveer 15% kan verlagen. Op een gloednieuw, speciaal gebouwd schip schat Carmeli dat de reductie kan oplopen tot 35%.
Dat is een goed begin, maar wat kan er worden gedaan om te voldoen aan de hogere koolstofreductieagenda van de Europese Unie en de Internationale Maritieme Organisatie? Zo heeft de EU-regelgeving "Fit for 55" tot doel om tegen 2030 een vermindering van 55% van de CO2-uitstoot op te leggen ten opzichte van een klimaatbasislijn die in 1990 is vastgesteld.
"Het zal een combinatie van technologieën zijn, geleid door windaandrijving, die het meest effectief en krachtig is, en kan zonne-energie en biobrandstoffen uit afval omvatten", zegt Carmeli.
De uitstoot van schepen neemt toe
De emissies van schepen behoren tot de ergste ter wereld. The Economist meldt dat alleen al 15 van de grootste schepen meer stikstofoxide en zwaveloxide uitstoten dan alle auto's ter wereld bij elkaar.
Bovendien is de scheepvaart tegenwoordig de enige vorm van transport waarbij de uitstoot toeneemt. De IMO schat dat er tegen 2050 drie keer zoveel producten over zee zullen worden vervoerd als nu.
“Dat betekent drie keer meer uitstoot. Het komt heel dicht in de buurt van een lineaire toename', merkt Carmeli op.
NayamWings heeft een team van zes personen, waaronder de drie medeoprichters, en heeft kantoren in de buurt van de haven van Haifa.
NayamWings heeft twee proofs of concept gebouwd: een vleugel van acht meter die handmatig wordt bediend en een kleiner model van drie meter dat autonoom kan werken. Het bedrijf probeert een subsidie van $ 1,5 miljoen van de Israel Innovation Authority te evenaren om een prototype op ware grootte te bouwen.
Carmeli merkt op dat NayamWings twee intentieverklaringen heeft met rederijen "die de eerste volledige installatie willen ontvangen", die volgens Carmeli al volgend jaar zou kunnen zijn, in afwachting van financiering.
Het zijn niet alleen enorme schepen met duizenden containers die kunnen profiteren van windaandrijving.
"Ik sprak met een grote cruisemaatschappij", zegt Carmeli. “Ze vertelden me dat ze tegen 2024 meer dan 800 miljoen dollar aan boetes zullen hebben betaald vanwege de koolstofintensiteitsindex. De technologie van NayamWings kan ook op cruiseschepen worden geïnstalleerd.”
Asscher van zijn kant hoopt dat de technologie die zijn bedrijf aan het bouwen is, zijn weg zal vinden naar nog een type schip: jachten. Asscher is met zijn eigen jacht regelmatig op de Middellandse Zee te vinden. "Jachten kunnen hun zachte zeilen gemakkelijk vervangen door onze vleugel", vertelt hij aan ISRAEL21c.
Het ziet er misschien bizar uit – een klein jacht met een enorme verticale vliegtuigvleugel – maar als het in het belang van de planeet is en kan leiden tot grotere besparingen op volle zee, dan vergeven we het.
Wil je weten uit welke hoek de wind waait? Klik hier.
