Nog maar een paar jaar geleden was het idee van zelfvarende schepen die zonder bemanning opereren niets meer dan een fantasie. Deze fantasieën worden echter werkelijkheid in het voorjaar van 2022 met de exploitatie van Yara Birkeland, 's werelds eerste volledig elektrische en autonome containerschip, dat voor specifieke operaties zonder bemanning aan boord vaart.
Dus, wat zijn autonome schepen, ook wel bekend als maritieme autonome oppervlakteschepen (MASS), precies? En wat zouden de implicaties zijn van hun toepassing in de internationale vrachtscheepvaart? Immers, veel van de wereldwijde handel — in feite, Bijna 80% ervan— gebeurt over zee. Lees verder om de antwoorden te vinden terwijl we de korte- en langetermijnvooruitzichten van autonoom varen onderzoeken!
Inhoudsopgave
1. Wat is een autonoom schip?
2. Kortetermijnontwikkelingen in autonoom varen
3. Langetermijnvoorspellingen voor autonome scheepvaart
4. Autonome schepen zullen de zeevrachtvaart stroomlijnen
Wat is een autonoom schip?
Een autonoom schip is, zoals de naam al doet vermoeden, een zelfrijdend vaartuig dat zelfstandig kan varen en manoeuvreren zonder dat er directe menselijke bediening nodig is. In plaats van bemanningsleden aan boord, gebruiken deze schepen geavanceerde technologieën zoals kunstmatige intelligentie (AI), geavanceerde sensoren en monitoringalgoritmen.
Deze autonome vaartuigen opereren en nemen belangrijke beslissingen, waaronder sturen, versnellen of vertragen en botsingen met andere vaartuigen of obstakels vermijden. De mate van autonomie kan variëren en er zijn over het algemeen drie niveaus:
- Op afstand bestuurbaar: Dit type autonoom schip wordt bediend vanaf een andere locatie, vergelijkbaar met het besturen van een drone met een afstandsbediening. Echter, menselijke bemanningsleden blijven aan boord om verschillende taken uit te voeren en indien nodig in te grijpen.
- Semi-autonoom: Dit soort autonome schepen hebben geautomatiseerde processen en beslissingsondersteuning. Ze kunnen misschien sturen en met een constante snelheid bewegen, maar ze hebben misschien een persoon nodig om de controle over de navigatie over te nemen in drukke gebieden, bijvoorbeeld.
- Volledig autonoom: Een volledig autonoom schip wordt volledig aangestuurd door kunstmatige intelligentiesystemen en boordmachines, zonder enige menselijke tussenkomst. Het is alsof het schip zijn eigen kapitein is.
Kortetermijnontwikkelingen in autonoom varen
De snelle vooruitgang in geautomatiseerde navigatiesystemen, AI en machine learning, en snelle satellietcommunicatie hebben inderdaad de komst van maritieme autonome oppervlakteschepen mogelijk gemaakt. Deze technologieën moeten echter nog de noodzakelijke volwassenheid bereiken voor toepassing in grote vrachtschepen binnen de internationale scheepvaart en logistiek.
Hieronder staan enkele ontwikkelingen die we op korte termijn kunnen verwachten op het gebied van autonoom varen in de komende 3 tot 5 jaar, voordat we grote vrachtschepen zien die autonoom goederen over zee vervoeren:
Afstandsbediening zal de eerste stap zijn
Aangezien autonome technologieën zich nog grotendeels in de experimentele fase bevinden en de hoge kosten die gepaard gaan met de integratie van dergelijke technologieën in bestaande maritieme infrastructuur, zal de overgang naar autonoom vrachtvervoer waarschijnlijk een geleidelijk proces zijn. Van bedrijven in de scheepvaartindustrie wordt verwacht dat ze als eerste op afstand bestuurde schepen zullen adopteren.
De hybride operationele modus van op afstand bestuurde schepen combineert de efficiëntie van automatisering met de aanpasbaarheid en veiligheid van het hebben van mensen aan boord. Deze geleidelijke overgang zal, naast economisch rendabel te zijn, real-world testen van autonome navigatiesystemen, sensoren en software vergemakkelijken, wat uiteindelijk zal leiden tot grotere autonomie.
Meer pilotprojecten en testen
Omdat overheden overal ter wereld de voordelen van autonome scheepvaarttechnologieën erkennen, investeren ze fors in onderzoek en ontwikkeling om autonome vaartuigen in internationale wateren mogelijk te maken.
Zo heeft de Chinese overheid onlangs een 300 vierkante mijl grote testbed voor autonome scheepvaart in Guangdong opgericht. Deze stap is niet verrassend, aangezien China naar verluidt houdt ongeveer 96% in van de geregistreerde patenten met betrekking tot de ontwikkeling van autonome vaartuigtechnologie.
Bovendien zullen toonaangevende technologie- en softwarebedrijven hun samenwerking met scheepsbouwers en motorfabrikanten voortzetten om autonome scheepvaartproeven uit te voeren.Zhi Fei, wat letterlijk ‘Vliegende Wijsheid’ betekent, is een exemplarisch baanbrekend project in China’s vooruitgang richting autonome maritieme scheepvaart.
Dit autonome containerschip, met een lengte van 120 meter en een elektrisch voortstuwingssysteem, heeft een capaciteit van 300 Twenty-foot Equivalent Units (TEU's) en kan vrachtcontainers vervoeren tussen havens langs de Chinese kust.
Ontwikkelen en actualiseren van het regelgevingskader
Het huidige regelgevingskader vormt een aanzienlijke uitdaging voor de groei en acceptatie van autonome scheepvaart. De bestaande regelgeving en richtlijnen zijn nauw afgestemd op bemande operaties.
Bijvoorbeeld, de STCW-code A, Sectie VIII/2, paragraaf 8.4, benadrukt dat officieren die belast zijn met wachttaken “een behoorlijke wacht moeten houden, waarbij ze het meest effectieve gebruik maken van alle beschikbare middelen.” Dit impliceert de aanwezigheid en taken van menselijke wachters en officieren aan boord.
De Internationale Maritieme Organisatie (IMO) erkent deze regelgevende uitdagingen. Tijdens haar 103e sessie in mei 2021 ondernam het Maritime Safety Committee (MSC), een belangrijk comité binnen de IMO, een grondige regelgevende reikwijdte-oefening gericht op autonome maritieme oppervlakteschepen (MASS).
De MSC zet zich in om de ontwikkeling van een doelgericht instrument gericht op het reguleren van de werking van MASS verder te bevorderen. Nationale overheden zijn ook actief betrokken bij het vormgeven van het regelgevingslandschap om autonome vaartuigen veilig te integreren in hun maritieme industrie. Zo heeft de Europese Commissie de eerste versie van Operationele richtlijnen van de EU over proeven met MASS.
Verbetering van de bestaande maritieme infrastructuur
De huidige maritieme infrastructuur is gebouwd en aangepast in de loop van jaren, zo niet eeuwen, om bemande schepen te accommoderen. Havens en hun faciliteiten zijn gebouwd om menselijke interactie en toezicht te anticiperen. Veel havens vertrouwen bijvoorbeeld op menselijke piloten en sleepboten om vrachtschepen te helpen bij het aanmeren.
Parallel aan de ontwikkeling van autonome technologieën, wordt verwacht dat de komende jaren investeringen in haveninfrastructuurverbeteringen zullen aantrekken. Terminals worden naar verwachting gemoderniseerd om directe communicatie met de vrachtsystemen van de schepen mogelijk te maken, wat de coördinatie van de geautomatiseerde laad- en losprocedures vergemakkelijkt.
Daarnaast zal Vessel Traffic Services (VTS) geavanceerde algoritmen en kunstmatige intelligentie gebruiken om routeplanning en verkeersmanagement van zowel autonome als bemande vaartuigen te stroomlijnen. Dit zal de nauwkeurige voorspelling van autonome vaartuigbewegingen mogelijk maken op basis van huidige positie-, snelheids- en koersgegevens.
Omdat autonome vrachtschepen sterk afhankelijk zijn van geïntegreerde technologieën voor navigatie, communicatie en systeemcontrole, zijn ze potentieel kwetsbaar voor cyberdreigingen. Als reactie hierop zal maritieme cybersecurity worden verbeterd met robuuste encryptieprotocollen die zijn ontworpen om gegevens tijdens het transport te beschermen tegen zowel onderschepping als ongeautoriseerde toegang.
Langetermijnvoorspellingen voor autonome scheepvaart
We hebben een scala aan onderwerpen onderzocht van de ontwikkelingen op korte termijn tot nu toe, waarvan wordt verwacht dat ze de wijdverbreide inzet van autonome vrachtschepen in het komende decennium haalbaar zullen maken. Volgens een marktanalyserapport van Mordor-intelligentieDe markt voor autonome schepen zal naar verwachting in 11.93 een omvang van 2029 miljard dollar bereiken.
Hieronder staan enkele langetermijnprognoses voor autonoom vervoer en de mogelijke gevolgen hiervan voor vrachtvervoer en logistiek:
Wereldwijde vloot wordt volledig autonoom
Naarmate off-site scheepsoperaties de komende jaren steeds haalbaarder worden door op afstand bestuurde schepen, wordt verwacht dat toezichthouders en rederijen vertrouwen krijgen in autonome technologieën. Een dergelijke verschuiving zal ertoe leiden dat de scheepvaartindustrie geleidelijk semi-autonome schepen zal omarmen.
Door de ontwikkeling en integratie van sensorfusietechnologie en geavanceerde satellietcommunicatie wordt verwacht dat volledig autonome schepen binnen de komende twee decennia de traditionele vaartuigen grotendeels zullen vervangen. Hierdoor zal de internationale scheepvaart voornamelijk door AI worden aangestuurd.
Deze verschuiving zal leiden tot een aanzienlijke afname van de vraag naar traditionele functies op zee, zoals scheepsofficieren, dekknechten en onderhoudspersoneel, omdat werknemers de overstap maken van taken aan boord naar functies aan de wal.
Tegelijkertijd zal de opkomst van autonome operaties de vraag naar nieuwe functies vergroten, waarvoor specialisten in autonome voertuigen en geavanceerde technologieën nodig zijn om de complexe systemen die bij autonoom varen betrokken zijn, te beheren, onderhouden en problemen op te lossen.
Aanzienlijke vermindering van de maritieme operationele kosten
In een volledig autonome scheepvaartindustrie worden vrachtschepen uitgerust met innovatieve voortstuwings- en energiesystemen. Zulke systemen vertrouwen op milieuvriendelijke en hernieuwbare energie, wat helpt om maritieme emissies tot bijna nul te minimaliseren. Tegelijkertijd kunnen AI-aangedreven onderhoudssystemen gegevens van sensoren in realtime analyseren.
Deze autonome algoritmen kunnen voorspellen wanneer systemen kunnen falen of bepalen wanneer onderdelen vervangen moeten worden, en dat allemaal zonder bemanningsleden aan boord. Dankzij deze vooruitgang zouden rederijen hun totale kosten met een geschatte 20%.
Zelfs in brandstofaangedreven autonome schepen kunnen navigatiesystemen worden geprogrammeerd om consistent op optimale snelheden te werken, wat resulteert in minder brandstofverspilling. Daarnaast kunnen autonome schepen routes optimaliseren op basis van weer, zeecondities en andere factoren, waarbij zowel geplande routes als snelheden proactief worden aangepast voor maximale brandstofefficiëntie.
In een onderzoek naar de operationele en economische voordelen van autonoom varen is geschat dat de besparingen op brandstofkosten en bemanningskosten voor elk autonoom schip kunnen oplopen tot USD 4.3 miljoen gedurende de levenscyclus van 25 jaar.
Verbeterde maritieme veiligheid en minder menselijke fouten
Er wordt aangenomen dat menselijke fouten een factor zijn bij ongeveer 80% tot 90% van maritieme ongevallen. Bemanningsleden zijn immers vatbaar voor een reeks factoren, zoals vermoeidheid en overwerk, slechte besluitvorming en miscommunicatie.
Autonome schepen zijn daarentegen uitgerust met geavanceerde sensorische en situationele bewustzijnssystemen die de nauwkeurige detectie van nabijgelegen objecten, kustlijnen en andere vaartuigen mogelijk maken. AI-algoritmen kunnen de veiligste en meest efficiënte navigatiepaden bepalen, waardoor de koers van het schip automatisch kan worden aangepast om gedetecteerde gevaren te vermijden.
Bovendien gebruiken autonome schepen geautomatiseerde systemen om voortstuwing, besturing en andere vitale handelingen te beheren. Zulke systemen werken met precisie en consistentie, wat de kans op menselijke fouten bij handmatige bedieningen, waaronder onnauwkeurige snelheidsaanpassingen of navigatiemanoeuvres, verkleint. In de komende 20 jaar zou de maritieme industrie een punt kunnen bereiken waarop botsingen en grondingsincidenten vrijwel zijn geëlimineerd.
Innovatieve scheepsontwerpen zonder beperkingen door bemanningsvereisten
Omdat er geen bemanning in autonome schepen hoeft te worden ondergebracht, kunnen ruimtes die traditioneel zijn gereserveerd voor woonruimten, keukenfaciliteiten en andere levensondersteunende infrastructuur, opnieuw worden ingericht om de vrachtcapaciteit te vergroten of de indeling van de apparatuur te optimaliseren voor een betere efficiëntie.
Dit zou kunnen leiden tot futuristische ontwerpen die strakker en gestroomlijnder zijn, waardoor de luchtweerstand en het brandstofverbruik worden verminderd. Vrachtschepen zouden bijvoorbeeld volledig onder water kunnen varen en volledig onder water kunnen varen, waarbij ze profiteren van stabielere omstandigheden en gevaren op het oppervlak vermijden.
Als alternatief kunnen vrachtschepen worden ontworpen om hun structuur te transformeren en aan te passen in reactie op de behoeften van de lading. Een gesegmenteerd ontwerp kan bijvoorbeeld onderdelen van het schip in staat stellen om onafhankelijk los te koppelen en aan te meren, waardoor het ruimtegebruik wordt geoptimaliseerd en de efficiëntie van laad- en losprocessen wordt verbeterd.
Autonome schepen zullen de zeevrachtvaart stroomlijnen
Zelfrijdende schepen gaan een revolutie teweegbrengen zeevracht en wereldwijde handel. Met deze ontwikkelingen kunnen we kortere transittijden, een lager brandstofverbruik en een aanzienlijke afname van navigatie-ongelukken door menselijke fouten verwachten.
Bovendien zouden autonome schepen mogelijk gebieden kunnen bereiken die te gevaarlijk of minder economisch zijn voor conventionele schepen met menselijke bemanning. Zo zouden autonome schepen van ijsklasse bijvoorbeeld door Arctische routes kunnen varen die doorgaans het grootste deel van het jaar ontoegankelijk zijn, waardoor nieuwe handelsroutes ontstaan.
Wilt u meer weten over hoe automatisering kan worden toegepast op supply chain-activiteiten buiten de verzending? Bekijk dit blogpost om te ontdekken hoe generatieve AI het gehele proces van douaneafhandeling kan automatiseren!
Op zoek naar een logistieke oplossing met concurrerende prijzen, volledige zichtbaarheid en direct toegankelijke klantenservice? Bekijk de Chovm.com Logistieke Marktplaats <p></p>
