Beheer

Emissies

Chris Kettenis 2021-02-01 11:09:47
Voor een route in BIVAS worden per vaarweg de emissies van een tiental stoffen berekend. Hier wordt uitgelegd hoe dat wordt gedaan.

Inleiding

Bij het bepalen van een route wordt voor elke vaarweg bepaald wat het energieverbruik is. Aan het einde van de toedeling wordt dit energie verbruik omgezet naar emissies. Deze twee berekeningen worden hieronder uitgewerkt.

Berekening energie verbruik

Om het energie verbruik te berekenen wordt de methode gevolgd zoals uitgewerkt in Bolt - 2003 - "Schatting energiegebruik binnenvaartschepen". Hiervoor worden drie typen weerstanden berekend en gesommeerd:

Deze drie opgeteld vormen de totale weerstand. Het voorstuwingsvermogen, nodig om de totale weerstand bij een constante snelheid te overwinnen, komt overeen met het product van de totale weerstand en de snelheid. Vanwege het verlies in rendement tussen het motorvermogen en het voorstuwingsvermogen, wordt een verliesfactor toegepast van 2.

Motorvermogen (kW) =
verliesfactor
* snelheid ten opzichte van het water (m/s)
* totale weerstand (kN)

Het energieverbuik (in kWh) is dan het vermogen vermenigvuldigt met de reistijd in uren.

Indien een brug of sluis niet gepasseerd kan worden i.v.m. beperkingen als gevolg van de waterstand, dan wordt een factor toegepast op het brandstofverbruik om het stationair draaien van de motor te simuleren. Standaard is deze ingesteld op 15%, deze waarde kan via de parameters aangepast worden.

In BIVAS wordt per vaarweg per reis het energie verbruik berekend. Hiervoor wordt de volgende data gebruikt:

  • lengte van het schip
  • breedte van het schip
  • diepgang van het schip
  • de doorsnede van de vaarweg
  • de breedte van de vaarweg
  • de snelheid waarmee wordt gevaren

Voor de lengte, breedte en diepgang van het schip is het instelbaar of de scheepstype eigenschappen worden gebruikt of de opgegeven eigenschappen voor de reis. Het is daarnaast ook mogelijk om in de parameters van een scenario in te stellen dat als diepgang de Empty depth for emission uit de ship_types tabel wordt gebruikt, dit is de gemiddelde diepgang van een leeg schip zodat gecorrigeerd wordt voor het feit dat lege schepen vaak "scheef" liggen. Voor de doorsnede en breedte van de vaarweg worden de algemene CEMT eigenschappen gebruikt. De snelheid is afhankelijk van het scheepstype, de lading, de CEMT klasse en wordt beperkt door de theoretische grenssnelheid en bijgesteld voor varen over laag water. De exacte snelheidsberekening wordt verder uitgewerkt in dit artikel.

Emissie berekening

Om de emissie van een stof te berekenen wordt het energieverbruik vermenigvuldigd met een emissiefactor voor die stof. Hiervoor worden eerst parkemissiefactoren bepaald.

De bouwjaren van de motoren in de schepen worden gekenmerkt door een motor vervangings profiel. Zo'n profiel geeft (voor een gegeven jaar) per bouwjaarklasse de fractie van de motoren die in die klasse vallen. Naast het profiel is er voor elke bouwjaar klasse en elke stof een emissiefactor bekend.

Een park emissiefactor wordt nu berekend als:

Parkemissiefactor stof X = {som over bouwjaarklassen i}emissiefactor stof X voor bouwjaarklasse i * fractie van de motoren in bouwjaarklasse i

Voor de emissies geldt:

  • Als de stof niet afhankelijk is van het brandstofverbruik
    Emissie stof X = parkemissiefactor stof X * energieverbruik
  • Als de stof wel afhankelijk is van het brandstofverbruik
    Emissie stof X = (parkemissiefactor brandstof * brandstof emissie factor stof X) * energieverbruik
  • Als de passage een brug of sluis betreft, dan geldt de ophoogfactor voor stationair draaien, welke per stof is vastgesteld.

De stoffen waarvoor emissies worden berekend zijn: dieselolie, CO, CO2, NOx, PM10, NH3, VOS, SO2 en N2O