In 2030 zit de kapitein misschien aan wal
Net zoals vliegtuigen automatische pilootfuncties aan boord hebben en autonome (bestel)wagens en trucks steeds dichterbij komen, zo zijn ook zelfvarende schepen geen verre sciencefiction meer. TU Delft-professor Rudy Negenborn, één van de Europese toponderzoekers binnen dit domein, vertelt waar we vandaag staan en hoe de technologie het potentieel heeft om de scheepvaart van morgen te revolutioneren. - Dimitri Dewever
Net iets meer dan een jaar geleden was de Soleil, een Japanse autoferry, het eerste grote schip dat navigeerde zonder menselijke tussenkomst. Het 220 meter lange vaartuig kon dankzij ingebouwde sensoren en een computerbrein gevoed door slimme data-algoritmes en artificiële intelligentie zélf aan- en afmeren, draaien, omkeren en zichzelf 240 kilometer lang over zee navigeren. Daar zaten een aantal manoeuvres bij die zelfs voor ervaren menselijke stuurlui een uitdaging vormen. “Net als bij zelfrijdende auto’s kunnen autonome schepen de veiligheid verbeteren; door aanvaringen effectiever te voorkomen, de route-efficiëntie verhogen én samen met schonere brandstoffen en motoren de milieu- impact verminderen”, zegt Rudy Negenborn, professor Multi-Machine Operations & Logistics en hoofd van het Onderzoekslab Autonome Scheepvaart aan de Technische Universiteit Delft.
Goedkoper, efficiënter en veiliger
Bovendien zou onbemand varen het goederentransport over water voor specifieke toepassingen 30 tot 40% goedkoper kunnen maken. Dat kan het vrachttransport per schip aantrekkelijker maken dan via wegvervoer. Bovendien sluit dat mooi aan bij de Europese doelstelling om het goederentransport te verduurzamen: door het meer van de weg te halen en over te hevelen naar het water en het spoor. Wat maakt transport via een zelfvarend schip mogelijk goedkoper? Wel, in de eerste plaats kan de technologie een antwoord bieden op het huidige tekort aan arbeidskrachten: scheepvaartpersoneel behoort wereldwijd tot de knelpuntberoepen. In 2030 zit de kapitein misschien aan wal in plaats van op zijn schip.
Net zoals vandaag het lucht- en treinverkeer geregeld wordt vanuit een verkeerscentrum, bekijkt die dan vanuit een regelcentrum in een haven alle naderende schepen. Die taken bestaan dan voornamelijk uit monitoring want de vaartuigen meren zelf aan en af. De schepen leggen vervolgens zelf contact met hun gezagvoerder aan wal. “Bijvoorbeeld als het erg druk is op het water en ze in een moeilijke situatie verzeild raken”, zegt Rudy Negenborn. “Of als er een onderdeel onderhoud nodig heeft. In dergelijke situaties kan een operator op afstand de controle overnemen. En is hij in staat om meerdere schepen tegelijk te besturen.”
Autonoom varende schepen rekenen ook af met inefficiëntie en congestie in havens: die zorgen vandaag ook voor extra vertragingen en kosten. “Soms gebeuren er ook ongelukken met verstrekkende gevolgen”, gaat Rudy Negenborn verder. “Iedereen herinnert zich ongetwijfeld nog het vastgelopen containerschip Ever Given in het Suezkanaal, met een mondiale impact op de scheepvaart- en goederenlogistiek.” Het (deels) geautomatiseerd navigeren door sluizen, met een lager energieverbruik, waarbij aanvaringen maximaal voorkomen worden, zou niet alleen een veiliger en optimaler gebruik van waterwegen mogelijk maken, maar ook kostenbesparend kunnen werken.
Veelbelovende pilootprojecten
De technologie is vandaag al in een vergevorderd stadium: dat bleek niet alleen uit de succesvolle pilootvaart van het Japanse containerschip in 2022, maar dat bewijzen vandaag ook diverse kleinere, volledig autonome boten, meestal minder dan tien meter lang. “Die zijn in afgeschermde omgevingen al in gebruik voor specifieke taken zoals de bewaking van de waterkwaliteit en de infrastructuur op open zee”, weet Rudy Negenborn. “In de nabije toekomst zullen we een grote ommekeer zien, met de eerste grotere maritieme autonome schepen die commercieel transport zullen uitvoeren.”
Zo staan er onder andere proefprojecten op stapel met het Noorse containerschip Yara Birkeland, een 80 meter lang schip dat naar verwachting in 2024 volledig autonoom kunstmest zal transporteren van een fabriek naar een exporthaven. “In Azië wordt een 120 meter lang elektrisch containerschip gedemonstreerd, dat op afstand en deels autonoom pendelt tussen twee havens in de provincie Shandong”, zegt Rudy Negenborn. De komende jaren zullen geautomatiseerde schepen ook steeds beter met elkaar kunnen communiceren en gebruik kunnen maken van gedeelde intenties. “De Vessel Train, een proefproject gefinancierd door de Europese Unie en gecoördineerd door de Netherlands Maritime Technology (NMT) Rotterdam, maakt gebruik van een bemand hoofdschip om een konvooi van kleinere, geautomatiseerde schepen efficiënt doorheen kleine waterwegen rond havens te leiden.”
Huidige uitdagingen
Toch zijn er vandaag nog een aantal uitdagingen om autonoom varende schepen op grote schaal te kunnen realiseren, bijvoorbeeld financieel: het bouwen van een groot schip kan miljoenen euro’s kosten en tien jaar in beslag nemen, aangezien het integreren van radars, camera’s en sensoren alsook technologie voor beeldherkenning, gegevensanalyse en AI-algoritmen erg complex is. “Net zoals bij autonome auto’s, moeten zelfvarende schepen ook met elkaar én met havens en loodsen kunnen communiceren, via een breder ecosysteem van maritieme technologieën”, zegt Rudy Negenborn. “Daar moet een soort standaardisatie bij ontstaan, zo ver zijn we nog niet.”
Er moeten ook nog technische oplossingen ontwikkeld worden die beperkingen van de huidige generatie sensoren overwinnen. Zo kunnen vandaag voorwerpen op of in het water zoals kleine drijvende of gezonken objecten, alsook roeiers en zwemmers, niet altijd goed herkend worden. En er is het juridische aspect: zo zijn er bijvoorbeeld nog aanpassingen in de scheepvaartregelgeving nodig. En wat met de verzekering? Momenteel schrijft de wet in veel landen voor dat er altijd bemanning aan boord dient te zijn.
Rudy Negenborn: “Autonome schepen zullen hoe dan ook nog steeds de mens nodig hebben: om de navigatie te controleren, onderhoud uit te voeren, lading te verwerken, toezichttaken te bewaken en risico’s in te schatten. Totdat een schip met een hoog niveau van autonomie volledig is getest, moet er minstens één mens het commando en de controle behouden.” Dat kan aan boord zijn, zoals een piloot van een luchtvaartmaatschappij, of op afstand, zoals bij een drone operator. Tot slot zal er ook extra aandacht besteed moeten worden aan cyberbeveiligingsrisico’s, die zullen toenemen bij gebruik van autonome schepen. “Over tien jaar acht ik deels autonoom varende schepen binnen commerciële opdrachten zeker mogelijk in Europa”, besluit Rudy Negenborn.