Industriële AI – hoe machinale leermodellen datalacunes kunnen dichten om compliantie te waarborgen
Een digitale tweeling maakt voorspellende emissiebewaking mogelijk en zorgt voor emissiecompliantie – zelfs bij een storing van een enkele gasanalyzer.
In het kort
- Aangezien rederijen verplicht zijn de uitstoot van hun schepen op zee continu te monitoren, kan onvolledige documentatie leiden tot extra werk en extra kosten.
- Hier komen digitale oplossingen – zoals de Maritime Suite MARpems – van pas. Als onderdeel van de Maritime Suite waarborgt deze oplossing (kort voor “Maritiem voorspellend emissiebewakingssysteem”) dat emissiegegevens aan boord beschikbaar zijn – zelfs als het continue-emissiebewakingssysteem niet werkt.
- Daartoe analyseren machinale leermodellen historische gegevens om een digitale tweeling van het meetsysteem aan boord van het schip te creëren. Dit is mogelijk door een algoritme dat bij een storing van bepaalde meetparameters de uitlaatemissies berekent op basis van de overige waarden om volledige compliantie voor scheepsexploitanten te waarborgen.
- Wat in samenwerking met classificatiebureaus als DNV en RINA, projectpartners en rederijen is ontwikkeld, is onlangs succesvol geïmplementeerd op diverse schepen.
Continue bewaking van emissiewaarden is nodig
Steeds strengere wetten en voorschriften voor emissiebewaking vormen een uitdaging voor scheepswerven, scheepsexploitanten en scheepseigenaren. Zo schrijven strenge milieuregels voor dat de uitstoot van schepen voortdurend moet worden gemonitord en gedocumenteerd:
Voorschriften voor de scheepvaartindustrie zijn al aanzienlijk strenger geworden. Zwavellimieten voor scheepsbrandstoffen zijn wereldwijd in 2020 geïntroduceerd. En de EU heeft sinds 2024 regels dat schepen moeten betalen voor hun CO2-emissies. Er wordt ook gewerkt aan mondiale regels waarbij de Internationale Maritieme Organisatie bepaalt dat de scheepvaartindustrie in 2050 netto-nul-broeikasgas-emissies moet hebben bereikt. Klanten en investeerders hebben lang aangedrongen op transparantie over de ecologische voetafdruk van de industrie, waardoor het steeds belangrijker is geworden om emissies nauwkeurig te meten en snel te reduceren.
Schepen die op zware stookolie varen, kunnen worden uitgerust met gaswassers om het zwavelgehalte in hun uitlaatgassen te verlagen. De efficiëntie van de gaswassers wordt geanalyseerd met behulp van continue emissiebewakingssystemen (CEMS). Deze systemen – zoals de MARSIC-analyzers– meten de concentratie van de betreffende verontreinigende stoffen in de uitlaatgassen van de motor, zowel vóór als na de reiniging. Kortom: de meetwaarden geven niet alleen de uitstoot in het milieu weer, maar geven ook inzicht in de efficiëntie van de gaswassers en katalysatoren zelf.
Hoe kan de emissiecompliantie altijd gewaarborgd zijn?
Scheepsexploitanten moeten deze emissiewaarden continu bewaken en op verzoek rapporteren aan de autoriteiten. Als een CEMS niet werkt, ontbreken bepaalde uitlaatgaswaarden en kan de scheepsexploitant niet meer aantonen dat het schip voldoet aan de grenswaarden. Deze riskeert niet-naleving en kan worden gesanctioneerd, omdat het voldoen aan de voorgeschreven grenswaarden niet meer kan worden aangetoond.
Doorgaans kunnen alleen geïnstrueerde specialisten een defecte sensor repareren. Dit stelt de scheepsexploitant aan onvoorziene risico's bloot, variërend van extra handmatige werkzaamheden en hogere kosten door het gebruik van hoogwaardigere brandstof tot boetes voor het niet voldoen aan voorgeschreven limieten.
Digitale tweeling van het emissiebewakingssysteem aan boord
Maritime Suite MARpems (voor “maritiem voorspellend emissiebewakingssysteem”) biedt hier een oplossing – het is in feite de digitale tweeling van een CEMS: als een CEMS (ongeacht de CEMS-leverancier) niet (goed) werkt, neemt de digitale oplossing het over: machinale leermodellen berekenen de actuele emissiewaarden op basis van de beschikbare operationele gegevens van het schip en de scrubber.
Op deze manier waarborgt Maritime Suite MARpems tijdelijke emissiecompliantie, waardoor wordt voldaan aan IMO-eisen. Deze machinale leermodellen zijn hetzelfde voor elk schip, maar ze worden afgestemd voor elk schip met behulp van systeem-specifieke gegevens van verschillende recente maanden.
Maritime Suite: MARpems Dashboard
Autorisatie door vlaggenstaten
Maritime Suite MARpems wordt lokaal gebruikt, wat betekent dat de gegevens op de servers van de rederij blijven staan. Momenteel is het de enige oplossing op de markt die door de belangrijkste vlaggenstaten wordt geaccepteerd – zoals Liberia, Duitsland en Malta – en classificatiebureaus als DNV. Vlaggenstaten bepalen de regels voor de supervisie van technische en administratieve zaken aan boord van schepen die volharden. Meer goedkeuringen van vlaggenstaten en classificatiebureaus zullen binnenkort volgen. Hierdoor zal de oplossing geleidelijk worden geaccepteerd.
Een tool voor meer efficiëntie en versterking van de concurrentiepositie
Behalve de waarborging van compliantie en het verminderen van tijd en moeite als een CEMS defect raakt heeft Maritime Suite MARpems een ander positief effect: de oplossing vergroot de transparantie over de status van de emissiebewakingsuitrusting en scrubbers, wat kan helpen bij het voorkomen of plannen van kortetermijn-reparaties en onderhoud. Zo vergroot het systeem de procesbetrouwbaarheid en vermindert het servicemeldingen tot een minimum. In het algemeen vergroot MARpems de bedrijfsefficiëntie, de concurrentiepositie en bespaart deze geld.
