Groeidilemma: Hoe op het gebied van transport economische groei ooit samen kan gaan met het behalen van klimaatdoelstelling blijft een actueel vraagstuk op menig agenda. Economische groei vergt immers een grotere transportcapaciteit en een intensiever gebruik van de infrastructuur. Met de huidige modaliteiten lukt het niet om bij intensivering minder emissies te produceren. Als er geen alternatieven worden ontwikkeld zal dat nog heel lang zo blijven. Een hardnekkig dilemma, zo lijkt het. Het Stevelduct belooft daar verandering in te brengen. Een emissieloze vorm van containertransport. Juist dat type van transport dat zich door de wereldwijde standaardisatie uitstekend leent voor innovaties.

Stevelen

Het concept van het Stevelduct komt er in het kort op neer dat vrachtcontainers, geplaatst in onbemande en ongemotoriseerde pontons, worden vervoerd in een aquaduct, een nauwsluitend kanaal dat zowel bovengronds als ondergronds kan worden aangelegd. De voorstuwing wordt veroorzaakt door de kracht van de waterstroom in het kanaal, vergelijkbaar met de eeuwenoude techniek die “stevelen” wordt genoemd.

Een Stevelduct met doorsnede

Stevelen is een in onbruik geraakte techniek van schippers om met een schip zonder aandrijving, door gebruik te maken van de zwaartekracht, op de stroom een rivier af te varen. Het natuurkundige fenomeen doet zich dan voor dat het schip sneller gaat varen dan de stroom. Dat komt omdat het wateroppervlak niets anders is dan een hellend vlak. Stevelen laat zich dan ook het makkelijkst vergelijken met wat er met een auto gebeurt als op een helling de handrem niet wordt gebruik. De auto heeft dan immers de neiging te gaan rollen? Op rangeerterreinen wordt een afgeleide van het stevelen nog wel in de praktijk toegepast, namelijk bij het “heuvelen” van wagons. Sinds mensenheugenis wordt er al gesteveld op de grote rivieren. Het is de meest milieuvriendelijke manier van vervoer, omdat deze van alle transporttechnieken deze veruit de minste energie vraagt. Maar de techniek past door het drukke scheepvaartverkeer niet meer in deze tijd en is daarom bij wet verboden. Welnu in het Stevelduct wordt dat fenomeen nagebootst.

Aquaduct

De waterstroom in het Stevelduct wordt veroorzaakt door de aangebrachte bouwhoogteverschillen van het kunstwerk, net als bij de bekende Romeinse aquaducten. Neem bijvoorbeeld Le Pont du Gard. Van dat bouwwerk is bekend dat met een verval van slechts 28 cm. per km. dagelijks 35.000 mtr3 vers drinkwater vanuit de bergen naar de stad Nimes werd getransporteerd. Stel, je vouwt een papieren bootje en je laat dat in het water van het duct, lekker spelevaren. Zonder enige toegevoegde energie vaart het dan richting eindpunt, heel eenvoudig en goedkoop. En dat moet in het groot ook werken bijvoorbeeld met containers in pontons. Zo komen opzienbarende innovaties soms voort uit het combineren van eenvoudige, efficiënte en eeuwenoude technieken. De combinatie van het aquaduct en stevelen levert hier een nieuw en emissieloos modaliteitsalternatief op waaruit de benaming ook is ontsproten, het Stevelduct.

Ondersteboven rijdende vaartuigen

Van de pontons, ondersteboven rijdende vaartuigen, wordt het surplus aan drijfvermogen via bovenlangs geplaatste wielstellen afgedragen aan de daarboven ten behoeve van een gecontroleerde horizontale beweging aangebrachte loopbanen. Hierdoor liggen de vaartuigen altijd onder “voorbelasting”, ongeacht de mate van belading, steeds op dezelfde positie in het water zodat storende bewegingen zoals driften, slingeren, stampen en rollen niet optreden. Het ondersteboven rijdend vaartuig zoals in het Stevelduct wordt gebruikt is het enige soort voertuig ter wereld waarbij de rolweerstand omgekeerd evenredig is met de mate van belasting. Met andere woorden, de energie-efficiency is het grootst in maximaal beladen toestand.

Een ondersteboven rijdend vaartuig

Capaciteit

Vanaf het overslagstation wordt elke 30 seconden een ponton in het Stevelduct “gelanceerd”. Per etmaal zijn er dan 2.880 containers op transport in een gestage en bestendige stroom. Behoudens handelingen in volgende overslagstations ondervindt het transport onderweg geen enkel oponthoud. Elke dag kan er een hele scheepslading in het achterland worden afgeleverd en vise versa. Dat maakt het ook nog eens tot een uiterst doelmatig transportmiddel. Die doelmatigheid laat zich ook wel uitdrukken in exploitatiecijfers. Een rekensommetje is snel gemaakt als je uit kan gaan van € 100,- per afgeleverde container.
Zo’n grote hoeveelheid containers is te vergelijken met minstens 7 volgeladen binnenvaartschepen. Het verschil is echter wel dat het Stevelduct geen enkele emissie voortbrengt: geen geluid, geen trilling, geen afval en geen fijnstof, maar bovenal geen CO2.

Overslagstation met revolverlift

Emissieloos systeem

Als een 40-voets container per vrachtwagen wordt vervoerd vanaf de nieuwe Maasvlakte naar Duisburg is dat over de weg zo’n 250 km. Stel dat de vrachtwagen 1 liter diesel op 5 kilometer verbruikt, dan is het totale verbruik voor die afstand 50 liter. Volgens de well to wheel¹ methodiek is de CO2 emissie ongeveer 3,2 kg CO2 per liter diesel. De CO2 uitstoot ten gevolge van deze rit voor één container is daardoor dus 160 kg. Als de vrachtauto gemiddeld 50 kilometer per uur rijdt, dan bereikt die de eindbestemming in 5 uur. Het Stevelduct lanceert per uur 120 containers in twee richtingen. In die zelfde 5 uur zijn er dus 1.200 containers op weg gestuurd. 1.200 x 160 kg. CO2 = 192.000 kg. oftewel 192 ton CO2. In een etmaal: 24 x 240 x 160 = 921.600 kg CO2 oftewel 921.6 ton en in een jaar: 365 x 921.6 ton = 336.384 ton CO2.

Een stevelduct door bebouwd gebied

Weliswaar wordt voor pompen en overslaan in de overslagstations energie toegevoegd, maar doordat er sprake is van een stationaire energieopname, kan volop gebruik worden gemaakt van duurzaam opgewekte stroom. Dat lukt bij de binnenvaart en bij het wegtransport niet. Ook lukt het andere modaliteiten niet om zonder bezwaren eventueel dwars door bewoond gebied te worden aangelegd.

Natuurcompensatie

De bovengronds aangelegde gedeeltes van het Stevelduct kunnen zo worden gemaakt dat flora en fauna er volop gebruik van kunnen maken. In de pilaren kunnen mogelijkheden worden gemaakt om vleermuizen te doen huisvesten of bijen en vogels te doen nestelen. En alles kan volgroeien met uiteenlopende vegetatie. Bovendien wordt het bouwwerk C2C ² gebouwd en wordt industriële restwarmte gebruikt om bij vorst alles vloeibaar te houden. Dit alles, opgeteld bij de emissieloosheid, zorgt voor een overweldigend surplus aan natuurcompensatie die mogelijk zelfs kan worden “uitgeleend” aan andere civiele werken waarvoor nog geen compensatie kan worden bedacht. Denk maar eens aan het tumult rondom de Hedwigepolder.

Grap wordt serieus

Het Stevelduct werd als een “grap” ingestuurd om mee te dingen naar de Zuid-Hollandprijs 2010. Uit balorige nieuwsgierigheid met de gedacht eens te zien hoe ver je kunt komen met 0 budget en een gek idee. Benieuwd naar wie je zoal komt te spreken, hoe het draagvlak zich ontwikkeld en bovenal of het concept ook werkelijk zou kunnen werken en er geen gaten in te schieten zijn. En uitgaande van de gedachte eerst te delen om te kunnen vermenigvuldigen bezien of de vinding wordt geroofd of dat het sympathiek wordt omarmd. Het laatste lijkt momenteel nadrukkelijk het geval.

Aad van den Ende, Initiator Stevelduct concept

Meer informatie

• Technical feasibility study of the Stevelduct by the TUDelft

Referenties

• ¹Well to Wheel = Van bron tot het wiel. Volgens de well to wheel methodiek wordt alle CO2 die ontstaat bij het opsporen, produceren, raffineren, transporteren en opslaan van dieselolie toegerekend aan de CO2-uitstoot van dieselolie.
• ² C2C = Cradle to cradle. De centrale gedachte van de cradle to cradle (wieg tot wieg) filosofie, is dat alle gebruikte materialen na hun leven in het ene product, nuttig kunnen worden ingezet in een ander product.