Geen havenarbeider meer te zien bij containeroverslag Tweede Maasvlakte

Op de net aangelegde Tweede Maasvlakte in de Rotterdamse haven worden de meest geavanceerde containerterminals op aarde gebouwd. Kranen worden op afstand bestuurd. Elektrische AGV’s met lift verplaatsen zelfstandig containers en verversen zelf hun batterijen als de oude leeg raken. Deze en andere noviteiten zullen de containerafhandeling straks sneller, efficiënter en milieuvriendelijker maken dan ooit tevoren. De bedrijvigheid op het overslagterrein gaat straks 24/7 door, maar mensen zul je er (bijna) niet meer aantreffen.

27 januari 2014

Twee vrachtwagens voeren een fascinerende pas de deux uit op een geasfalteerde vlakte. Terwijl de een start, stopt, keert en ingewikkelde bochten maakt, komt de ander af en toe met grote snelheid aanstuiven, om vervolgens weer even snel achteruit te rijden – de choreograaf lijkt een onhandige toenaderingspoging te willen uitbeelden. Behalve het gepiep van banden op het asfalt en het suizen van de wind is dit mechanisch ballet geluidloos. Wie dichterbij komt, ziet dat het geen vrachtwagens zijn. Ze hebben geen cabine, geen bestuurder, geen voor- of achterkant; ze worden door geheimzinnige handen bestuurd. Het zijn automatisch geleide voertuigen (AGV’s), bedoeld voor containervervoer, elk vijftien meter lang, drie meter breed en 34 ton zwaar. Het lijkt alsof ze trainen voor een optreden en dat is ook zo. De première is eind volgend jaar.

Als de Tweede Maasvlakte volgend jaar opent, zal het een komen en gaan zijn van automatisch geleide voertuigen die het containertransport voor hun rekening nemen.

Alles in de Rotterdamse haven is groot en uitgestrekt, slechts in superlatieven uit te drukken. Wie vanaf de A16 de A15/N15 neemt naar Europoort, rijdt tientallen kilometers lang door een landschap van portaalkranen, zeeschepen, raffinaderijen, chemische fabrieken, tankopslagparken, elektriciteitscentrales en voortsukkelende goederentreinen – het houdt maar niet op. Veertig jaar lang mocht Rotterdam zich de grootste haven ter wereld noemen, maar sinds 2004 is de Maasstad voorbijgestreefd door snelgroeiende havens in het Verre Oosten en naar de vijfde plaats gezakt. Als we ons beperken tot containeroverslag is het beeld zelfs nog dramatischer: Rotterdam is nog wel de grootste van Europa, maar staat op de wereldranglijst op plaats elf. De nummer een, Shanghai, was in 2012 bijna drie keer zo groot. Maar dat gaat wellicht veranderen.

De aanleg van de tweede Maasvlakte in het Europoortgebied is verbazend weinig in het nieuws geweest, als je je realiseert dat het havenbedrijf er een formidabele prestatie heeft geleverd. Vanaf september 2008 tot begin 2013 is 240 miljoen kuub zand in zee gestort, is de kustlijn 3,5 kilometer opgeschoven en is netto duizend hectare nieuw land gecreëerd. Alles keurig volgens planning, terwijl de projectkosten (2,9 miljard euro) 150 miljoen euro onder budget waren. Van het begin af aan was Maasvlakte 2 vooral opgezet om de containeroverslagcapaciteit fors uit te breiden: zeshonderd van de duizend hectare is gereserveerd voor containerterminals. Het Yangtzekanaal en de Amalia-, de Alexia- en de Arianehaven zijn tot een diepte van twintig meter uitgebaggerd, zodat zelfs de allergrootste containerschepen de terminals kunnen bereiken.

Containercapaciteit wordt gemeten in TEU’s: twenty feet equivalent units. Een standaardcontainer van 20 bij 8 bij 8,5 voet is één TEU; een dubbele container, van veertig voet lengte, is twee TEU’s. In 2012 verwerkte de Rotterdamse haven 11,9 miljoen TEU’s. De capaciteit wordt dit en volgend jaar uitgebreid tot zeventien miljoen TEU’s. Daarbovenop komen de terminals van Maasvlakte 2. Er zijn twee splinternieuwe in aanbouw aan de Amaliahaven: RWG (Rotterdam World Gateway) en, ertegenover, APM Terminals. Eind volgend jaar worden ze operationeel. Aan het Yangtzekanaal breidt Euromax, een bestaande terminal van de oude Maasvlakte, ook uit op Maasvlakte 2. De containerverwerking van Maasvlakte 2 begint relatief bescheiden maar kan stapsgewijs groeien tot zeventien miljoen TEU’s in 2033, waarmee de Rotterdamse capaciteit zal zijn verdubbeld.

 advertorial 

Your 5 rules to success

During the Idea to Industry Conference (7 October, Eindhoven), Gerard Rauwerda (Technolution) will deliver a keynote speech. In startup territory there is a thin line between failure and success and he sees the challenges daily. Discussing a number of cases, from science in space to innovations in fast electron microscopy, Rauwerda will take you through the stages of a technical innovation project. Ultimately it comes down to 5 essential rules, he claims.

Betuwelijn

We zijn te gast bij APM Terminals, onderdeel van het Deense AP Møller-Maersk, en zusterbedrijf van rederij Maersk Line, ’s werelds grootste bedrijf in zeetransport van containers. De ontvangst is in een directiekeet; het kantoorgebouw, waar straks driehonderd man komt te werken en waarvan de ruwbouw klaar is, is pas over enkele maanden gereed. In 2012 startte de bouw van de terminal op zestig hectare. In november volgend jaar moet hij operationeel zijn en 2,7 miljoen TEU’s kunnen verwerken. Stapsgewijs zal de terminal groeien tot 167 hectare en 4,5 miljoen TEU’s.

Directeur Frank Tazelaar meldt trots dat deze nieuwe terminal de modernste van APMT zal worden, en waarschijnlijk de modernste ter wereld. Alles draait om triple-S: safety, speed en sustainability. ‘Veiligheid staat bovenaan. Op het overslagterrein wordt al het werk door machines gedaan en zijn mensen verboden; het is er levensgevaarlijk. Dit wordt permanent gecontroleerd. Snelheid: de containerhandel over zee blijft voorlopig onstuimig groeien. De containerschepen worden steeds groter en de terminals moeten efficiënter worden om de enorme containerstroom binnen aanvaardbare tijd te verwerken. Door innovaties zijn we 25 procent sneller dan de vorige generatie terminals en kunnen we in 24 uur vijfduizend containers laden en lossen. Duurzaamheid: deze terminal zal de kleinste ecologische footprint ooit hebben en dan hebben we het over energieverbruik, over uitstoot van CO2 en NOx, over geluid en over lichtoverlast. Alles is meegenomen.’

Duurzaamheid wordt, op een andere manier, ook door het havenbedrijf opgelegd. Nu vindt bijna de helft van de containers zijn weg van terminal naar eindbestemming met vrachtauto’s. Uit milieuoverwegingen, maar ook om het wegennet te ontlasten, is besloten dit te reduceren. De zogenaamde modal split schip/auto/trein, nu 37/49/14 procent, moet in 2033 naar 45/35/20. Deze modal shift is meegenomen in het terminalontwerp. De infrastructurele voorzieningen zoals directe aansluiting op de Betuwelijn en langere, goed geoutilleerde laad- en loskades voor de binnenvaart zijn in de plannen opgenomen en deels al gerealiseerd.

De AGV’s constateren zelf wanneer hun batterijen aan vervanging toe zijn. Het accublok wordt volautomatisch zijwaarts verwijderd en vervangen door een nieuwe (hier te zien in een testopstelling).

William Rengeling, technical integration manager APMT MV2, geeft een overzicht van de innovaties in de APMT-terminal. ‘De grote kranen voor het laden en lossen van de containerschepen (super key cranes) en van de binnenvaartschepen (barge cranes) zullen op afstand, vanuit een ruimte in het hoofdgebouw, worden bediend door procescontroleoperators; dat is efficiënter. Kraanmachinisten kunnen, omdat de kranen zo snel bewegen, de g-krachten ook niet meer doorstaan. De administratieve afhandeling van de overslag wordt volledig elektronisch, er komt geen papier meer aan te pas. Er komen 26 stacks voor tijdelijke opslag, elk toegewezen aan schip, auto of trein volgens de modal split. Het transport van de kade naar stacks gebeurt met 37 AGV’s die twee noviteiten hebben. Ten eerste rijden ze volledig elektrisch, op batterijen. Ten tweede hebben ze een hefmechanisme waarmee ze de containers zelfstandig op rekken kunnen plaatsen vóór de gewenste stack. Ze hoeven dus niet te wachten tot de stack crane hun kant uit komt en kunnen meteen de volgende container gaan halen. Deze ontkoppeling geeft een enorme tijdwinst.’

Simultaan laden

AGV’s zijn niet nieuw in de Rotterdamse haven: op de oudere containerterminals rijden honderden diesel-elektrische AGV’s rond. Ze kunnen een veertigvoets container van veertig ton of twee twintigvoets containers van in totaal zestig ton vervoeren, zijn zeer wendbaar door bestuurbare wielen vóór en achter en kunnen een snelheid van zes meter per seconde halen. Leverancier Gottwald in Düsseldorf, onderdeel van Terex Port Solutions, startte zo’n vijf jaar geleden de ontwikkeling van geheel elektrische, batterij-aangedreven AGV’s. In 2011 leverde het bedrijf de eerste exemplaren aan de haven van Hamburg en op Maasvlakte 2 gaat Gottwald ze leveren aan zowel de RGW- als de APM-terminal.

Terex Port Solutions heeft een oplossing bedacht om de accupakketten van bijna twaalf ton op de millimeter nauwkeurig te positioneren in hun oplaadstations.

Zero emission was een belangrijk motief voor de ontwikkeling, maar er waren meer redenen, zegt Terex-directeur Armin Wieschemann. ‘Elektrische aandrijving is technisch eenvoudiger, stiller en minder onderhoudsintensief dan een dieselmotor. Bij stilstand valt de motor stil, er wordt geen energie verbruikt, en hij start instantaan weer op. Maar het belangrijkste motief voor elektrisch aandrijving is simpelweg dat het goedkoper is: bij de huidige brandstofprijzen worden de energiekosten ruim gehalveerd. Bij een vloot van 37 AGV’s kan dat zeshonderdduizend euro per jaar schelen. De initiële investering is hoger dan bij diesel-elektrisch, maar dit betaalt zich zeer snel terug: binnen twee jaar is de cost of ownership al lager.’

Terex koos voor de energieopslag in de e-AGV’s verrassenderwijs voor traditionele loodzuuraccu’s. In vergelijking met andere batterijtypes zoals nikkel-cadmium, NiMH en Li-ion scoren loodzuuraccu’s in bijna alle opzichten (energiedichtheid, geleverd vermogen, aantal laadcycli, oplaadtijd) slechter. Behalve in prijs, en dat gaf hier de doorslag. Verder was een overweging dat loodzuuraccu’s van alle accutypes het best recyclebaar zijn. In iedere AGV zit een blok van negen 80 volt accu’s met een totaalgewicht van 11,5 ton. Op de 34 ton van de AGV en de maximaal zestig ton van de belading is dat acceptabel. In volgeladen toestand is het accublok goed voor 360 kWh; de AGV kan er bij gemiddeld gebruik (circa 15 kW) theoretisch 24 uur op rijden, maar doorgaans wordt de accu na zes tot acht uur weer bijgeladen.

Om te zorgen dat de AGV’s 24 uur per dag kunnen blijven rijden, bouwt Terex een Battery Exchange Station (Bes) op het APMT-overslagterrein. Zodra de energie in de accu’s beneden een drempelwaarde is gezakt, rijden de AGV’s er zelfstandig heen. Het accublok wordt volautomatisch zijwaarts verwijderd en vervangen door een nieuwe – het voertuig is binnen vijf minuten weer buiten. In het Bes kunnen twee AGV’s tegelijk worden afgehandeld en kunnen maximaal 72 accublokken, in stellingen opgeslagen, simultaan worden opgeladen. Een rack feeder transporteert de accu’s snel van en naar de juiste locaties in de stellingen. Het opladen van de accu’s duurt ongeveer zeven uur.

‘Je kunt je afvragen waarom we de elektrische AGV’s en automatische batterijwissel niet tien jaar geleden al hebben bedacht’, zegt Wieschemann. ‘De technologie was toen al beschikbaar, maar de wereld was er nog niet aan toe. We dachten er gewoon niet aan. Nu wel. Elektrisch rijden heeft de toekomst. Overigens heeft de ontwikkeling van het concept nog heel wat hoofdbrekens gekost. Een accupakket van bijna twaalf ton tot op de millimeter nauwkeurig op elektrodes plaatsen is niet eenvoudig, maar we hebben het duizenden keren, in zomer en winter, getest en vastgesteld dat het zeer betrouwbaar werkt.’ Terex wil geen technische details prijsgeven hoe het dit probleem heeft opgelost.

Levensgevaarlijk

AGV’s met hefmechanisme, de zogenaamde Lift-AGV’s, bestaan bij Terex al sinds 2008. In de elektrische AGV’s is deze technologie overgenomen. De lift werkt hydraulisch en het hefbereik is enkele decimeters. Tijdens laden en rijden staat de lift in de laagste stand vanwege de stabiliteit. Pas als de containers op de rekken voor de stacks worden geplaatst, gaan ze omhoog. Het systeem heeft zich de afgelopen jaren als betrouwbaar bewezen.

Op het terrein van APM Terminals op de Tweede Maasvlakte worden vanaf november volgend jaar 2,7 miljoen TEU’s verwerkt (een TEU is een standaardcontainer van 20 bij 8 bij 8,5 voet).

Navigeren doen de AGV’s op een grid van transponders, in het asfalt aangebracht op twee meter afstand van elkaar. Antennes aan de voor- en achterkant van het voertuig meten de positie met een nauwkeurigheid van 25 mm. Voor het binnenrijden in de bufferrekken en in het batterijwisselstation heeft de AGV aan beide zijden vier ultrasoundsensoren, waarmee hij zich tot op millimeters nauwkeurig kan positioneren.

De AGV’s worden volledig door een centrale computer aangestuurd en zijn niet voorzien van botssensoren. Het overslagterrein is om die reden verboden gebied: onbekende (bewegende) objecten worden niet waargenomen, het is er levensgevaarlijk. Het terrein is omheind en een fence control system maakt onderdeel uit van het softwarepakket. De veiligheidseisen die aan de software worden gesteld, zijn zeer groot, maar Terex heeft de afgelopen jaren in diverse terminals al een uitstekend trackrecord opgebouwd.

De door Terex ontwikkelde technologie zou ook goed bruikbaar zijn op andere (afgesloten) terreinen, zoals vliegvelden of uitgestrekte fabrieksterreinen, maar Wieschemann is daar huiverig voor. ‘Dat is een totaal andere markt, met totaal andere spelers. Voorlopig houden we ons bij havens. Daar hebben we onze naam opgebouwd en daar kunnen we nog jaren mee vooruit.’