Stimulatie van de circulaire economie in de scheepvaart

Vliegvelden en overslaghavens zou je kunnen beschouwen als passieve infrastructuur, die zuiver tot doel hebben het verkeer van personen en goederen te faciliteren. In werkelijkheid concurreren deze vervoersknooppunten actief om activiteiten van vervoerders aan te trekken. In de scheepvaartindustrie blinken de meest succesvolle havens uit in vrachtomzet, multimodale connectiviteit, automatisering, digitalisering en concurrerende prijzen voor brandstof en andere diensten.

Een veilige haven voor oliehoudend scheepsafval

Tegenwoordig verwachten rederijen ook dat havens milieudiensten leveren om aan steeds strengere voorschriften te kunnen voldoen. Een cruciale dienst zijn de havenontvangstfaciliteiten (PRF's), die scheepsafval aannemen, behandelen en op een veilige manier afvoeren. PRF's spelen een cruciale rol bij het voorkomen van illegale lozingen van bilgewater en slib, en zorgen ervoor dat schepen voldoen aan hun verplichtingen in verband met de internationale wetgeving inzake mariene verontreiniging, door de industrie aangeduid als "MARPOL".

Dit is geen kleinigheid. Vrachtschepen arriveren meestal in de haven met grote hoeveelheden bilgewater (een mengsel van olie, water en andere verontreinigingen), slib (zware residuen van brandstofzuiveringsprocessen) en andere afvalolie. Jaarlijks wordt wereldwijd grofweg 2,5 miljoen ton oliehoudend afval geproduceerd, waarbij de Europese havens jaarlijks meer dan een miljoen ton van deze moeilijk te recyclen vloeistoffen verwerken.

In de haven van het Griekse Piraeus, die vanaf 2024 op de vijfde plaats stond onder de grote Europese containerhavens, exploiteert het Hellenic Environmental Center (HEC) een ultramoderne afvalbeheerfaciliteit die gespecialiseerd is in de behandeling van scheepsafval. Het HEC onderscheidt zich in het beheer van olieslib door middel van een circulaire economie, waarbij de nadruk ligt op terugwinning van koolwaterstoffen en omzetting van afval naar brandstof. 

GEA separators en decanters maken van een probleem een waardevolle hulpbron

In een tweefasenproject dat dateert uit 2015, gaf HEC opdracht aan PanMarine & Industrial Services Ltd., de officiële agent en distributeur van GEA in Griekenland, om de emulsies centrifugaal te behandelen. Dit als belangrijke stap in het meerfasenproces voor de behandeling van afgewerkte olie waarbij moeilijk te verbreken verbindingen tussen koolwaterstoffen en water worden toegepast. De opdracht omvatte een gedetailleerd procesontwerp, levering van alle apparatuur, toezicht op installatie, opstarten en inbedrijfstelling, evenals technische aftersales-ondersteuning – eerst voor een GEA 3-fase decanter (in 2015) en later voor een GEA 2-fase decanter en twee OSE 80-separators (in 2018). 

Vangelis Doussis, eigenaar en directeur van PanMarine, vertelt over een van de belangrijkste uitdagingen van de verwerking van oliehoudend afval. "De ladingen die vanaf de schepen naar de installaties worden overgebracht, bevatten steeds verschillende samenstellingen van water, zout, olie en vaste stoffen. Er is dus geen standaardproduct", zegt hij. Zoals Doussis uitlegt, is het medium zelf potentieel explosief omdat ruwe olie lichte fracties bevat – de kleinere moleculen met lagere kookpunten die bijvoorbeeld worden gebruikt bij het maken van benzeen of gas om te koken – en giftig is vanwege de aanwezigheid van waterstofsulfide. De uitdaging is des te groter omdat het scheidingsproces wordt bemoeilijkt door het zeer kleine verschil in dichtheid tussen zware ruwe olie en water. “We pakken dit aan met onze eigen ervaring, gecombineerd met GEA's overvloed aan expertise en top-of-the-line decanters,” zegt Doussis. "Persoonlijk ben ik er erg trots op dat ik deel mocht uitmaken van de ploeg die dit systeem heeft ontworpen en heeft laten functioneren."

Aan de kant van GEA werkte Markus Arndt, Product Sales Manager Oil & Gas and Energy. "De behandeling van dit aardolieafval vereist zeer efficiënte centrifuges, een stikstofatmosfeer om het explosiegevaar te beheersen en een goede voorbehandeling bij temperaturen van 100 graden om de viscositeit veilig te verminderen", aldus Arndt. "Tegelijkertijd moeten demulsifiers of polymeren worden gebruikt omdat water en olie sterke bindingen hebben. Om raffinaderijen en klanten van alternatieve brandstoffen de teruggewonnen olie te laten gebruiken, moeten we voldoen aan de maximaal toegestane waarden voor het watergehalte in de olie.” 

Het proces begint met decantercentrifuges die de meeste vaste stoffen scheiden. In de tweede stap wordt de oliefase, die nog steeds restwater en fijne vaste deeltjes bevat, door een fijne-filteringseparator gevoerd. Olie-waterseparatoren verfijnen het proces verder door overtollig water te verwijderen, wat de kosten van afvalverwerking verlaagt en de kwaliteit van teruggewonnen olie verbetert. 

"Het is van cruciaal belang om een machine te hebben die een variabel proces mogelijk maakt – en dat is een van de meest opvallende kenmerken van onze decanters die gebruikt worden in de joint venture tussen PanMarine en GEA in Griekenland," zegt Arndt. "Deze specifieke decanters zijn volledig uitgeruste plug-and-play skids voor eenvoudige integratie in elk systeem. Ze worden voorgemonteerd en getest in onze fabriek, met een capaciteit die varieert van 1000 liter per uur voor kleine producties tot 20.000 liter per uur voor grootschalige behandeling. Dit specifieke geval betrof het volledig ontwerp van een MARPOL-faciliteit in nauwe samenwerking met PanMarine en HEC."

Wat precies maakt GEA-centrifugetechnologie zo goed? Doussis legt het voordeel van GEA als volgt uit: "De machine is een zeer efficiënte scheidende decanter met een aanzienlijke capaciteit." Arndt voegt hieraan toe: “Verder is er het feit dat de aandrijfsystemen van deze decanters een zeer breed regelbereik hebben, wat weer een even breed bereik aan differentiële snelheden oplevert waardoor ze extreem flexibel en ideaal zijn voor zulke grote productschommelingen.”

Vanuit milieuoogpunt zijn de voordelen van de behandeling van olieslib duidelijk: GEA-decanters en zelfreinigende separatoren scheiden de problematische oliemengsels op de meest milieuvriendelijke manier in water, vaste stoffen en oliën. "De behandeling maakt een efficiënte winning mogelijk van grondstoffen waar veel vraag naar is. Deze olie wordt vervolgens als afzonderlijke olie met een hoge calorische waarde beschikbaar gesteld voor scheepsactiviteiten, hetzij rechtstreeks door het MARPOL-bedrijf, hetzij door een plaatselijke raffinaderij verderop, met de mogelijkheid om de olie als brandstofolie met een speciale vergunning te verkopen. Het recyclen van olie bespaart dus grondstoffen, met name zware ruwe olie," aldus Arndt. "En er is ook een voordeel wat betreft het water: De afgescheiden waterfase kan in een nageschakelde waterzuiveringsinstallatie zodanig worden behandeld dat ze veilig in het milieu kan worden geloosd."

Gemoedsrust en kostenbesparingen voor rederijen

Door te zorgen voor maximale olieterugwinning verminderen deze systemen de hoeveelheid onbehandeld afval die wordt afgevoerd, waardoor PRF's economisch rendabeler worden voor scheepvaartmaatschappijen. "Aan de kostenkant voor de reder is er een enorm besparingspotentieel door de aanzienlijk lagere leveringskosten", zegt Doussis, die de prijs van HEC vergelijkt met de prijs die bedrijven zouden moeten betalen voor een veilige afvoer zonder behandeling. Uiteindelijk is de hoge efficiëntie van GEA-centrifugetechnologie essentieel om de kosten laag, en het oceaanwater schoon te houden. 

"De primaire missie van een PRF is het voorkomen van illegale dumping en zorgen dat afvalverwerking conform MARPOL toegankelijk en economisch levensvatbaar is voor scheepvaartmaatschappijen", zegt Doussis. "Als de tarieven te hoog zijn, kan dat de scheepvaartmaatschappijen naar goedkopere maar gevaarlijkere alternatieven leiden, zoals het lossen van afval in havens met een minder strakke handhaving en een onjuist lozingsbeleid, waardoor de ecosystemen van de oceaan in gevaar komen." 

De HEC-installatie in Piraeus was de eerste in de reeks Global Green Ports, een particuliere groep die bestaat uit een dynamisch netwerk van milieubedrijven op strategische locaties, namelijk Griekenland, Duitsland, Gibraltar en Malta. De groep wil haar infrastructuur voor milieubescherming uitbreiden tot havens wereldwijd die onder de MARPOL-regelgeving vallen.

"We verwerken ongeveer 20 procent van het MARPOL olieafval in de EU", aldus Georgia Reppa, Research & Development Manager bij HEC. "Dit is een enorme verantwoordelijkheid en een opmerkelijke kans om een schonere en meer circulaire scheepvaartindustrie te bevorderen. Door samen te werken met partners zoals GEA, zorgen we voor de gezondheid en veiligheid van zowel het milieu als ons team, terwijl we dit afval omzetten in waardevolle brandstofenergiebronnen die opnieuw op de markt kunnen worden gebracht.”