Kunnen we Nederland baggeren zonder fossiele brandstoffen?

Datum: 5 augustus 2018 Geschreven door: Kris De Decker en Melle Smets

De baggerindustrie vormt al eeuwenlang de ruggengraat van de Nederlandse economie. Als kanalen, havens en rivieren een paar jaar niet onderhouden zouden worden, zou het hele land letterlijk tot stilstand komen.

Tegenwoordig gebeurt het baggeren met schepen op olie, die tot 3.000 liter brandstof per uur verbruiken. In vroegere tijden werden de Nederlandse waterwegen echter grotendeels met de hand gebaggerd, met behulp van eenvoudige maar ingenieuze instrumenten.

Handmatig baggeren was zwaar werk, vooral naarmate de waterwegen dieper werden. Daarom werd dit aangevuld met dierlijke kracht, windenergie en getijdenkracht. In sommige delen van Nederland koos men echter voor een andere strategie: men ontwierp een nieuw type vrachtschip dat in ondiepe wateren kon varen.

35 miljoen m³ slib

Verzanding is een ernstig probleem in Nederland, dat in het delta-gebied van verschillende rivieren ligt die grote hoeveelheden slib en kleideeltjes aanvoeren. Tegelijkertijd zijn bevaarbare waterwegen essentieel voor transport en handel — het land herbergt de grootste haven van Europa, Rotterdam.

Jaarlijks wordt er ongeveer 30 tot 35 miljoen m³ slib uitgebaggerd voor het onderhoud van de Nederlandse waterwegen. Ongeveer 75% hiervan is afkomstig uit zout water. In de haven van Rotterdam alleen al wordt jaarlijks 20 miljoen m³ slib verzameld.

De vraag naar baggerwerkzaamheden blijft toenemen. Zowel binnenvaartschepen als zeeschepen worden steeds groter, waardoor waterwegen steeds dieper en breder moeten worden. Ook het beleid van een "modale shift", waarbij vrachttransport van de weg naar het water verschuift om de duurzaamheid te verbeteren en congestie te verminderen, leidt tot meer en grotere schepen, en dus tot meer baggeren.

Hoewel het meeste slib in zee wordt gedumpt, moet er jaarlijks 3,5 tot 5 miljoen m³ verontreinigde sedimenten worden gestort op land. Daarnaast is er de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. Een typisch zuigsleephopper baggerschip heeft een pompkracht van 2.500 kW en verwijdert 100 m³ sediment per minuut. De grootste baggerschepen hebben motoren van 30.000 kW en een pompkracht van 6.000 kW. Bij vol vermogen verbruiken deze schepen 3.000 liter olie per uur.

Een land met de hand baggeren

Verzanding is een zeer oud probleem in Nederland. Hoe werd dit werk uitgevoerd vóór de komst van baggermachines en -boten op fossiele brandstoffen?

Eeuwenlang werd Nederland voornamelijk met de hand gebaggerd. Baggeraars stonden op een klein bootje en schraapten met hun "baggerbeugel" modder van de bodem. In een alternatieve configuratie stond de baggeraar op een houten plank die aan de ene kant werd ondersteund door de rivieroever en aan de andere kant door een drijvende container.

De baggerbeugel, een instrument dat ook werd gebruikt voor het turfsteken, bestond uit een lange stok (tot 6 meter lang) met aan het uiteinde een ringvormige metalen schraper en een net. Er waren verschillende soorten netten en zakken, afhankelijk van de samenstelling van het sediment. Bij het werken met de baggerbeugel rustte men de steel tegen de schouder, zodat het net met twee handen over de bodem kon worden getrokken.

Voor grote baggerwerken werden duizenden arbeiders met baggerbeugels ingezet. Het slib werd naar de oever getrokken of in een platte barge gestort. Voor grote projecten, zoals de aanleg van het Noordhollandsch Kanaal in 1822-1825, werden duizenden van deze arbeiders ingezet. Tot ongeveer 1960 maakten aannemers van baggerwerken nog gebruik van mannen met baggerbeugels voor het onderhoud van ondiepe sloten en kanalen. Het instrument is nog steeds te koop.

Baggermolens

Handmatig baggeren is zwaar en tijdrovend werk, dus werd er technologie ontworpen om de taak te vergemakkelijken en te versnellen. Bovendien werden schepen steeds groter. In het laatste kwartaal van de zestiende eeuw werd de "baggermolen" geïntroduceerd, die tot een diepte van twee meter kon werken. Deze was nog steeds gebaseerd op menselijke kracht, maar nu dienden mensen enkel als krachtbron voor een machine.

Op een baggermolen bediende een groep mensen grote tredmolens of kappels, die een schoepenrad aandreven. Dit wiel schepte het slib van de bodem en wierp het in een barge die daarnaast lag aangemeerd. De baggermolen bestond meestal uit twee platte bakken met het draaiende wiel ertussen. Deze machines werden vaak bediend door gevangenen.

Een eeuw later was de diepgang van een koopvaardijschip echter toegenomen tot tussen de 3,5 en 5 meter — te diep voor de door mensen aangedreven baggermolen. In 1622 werd de eerste door paarden aangedreven baggermolen gebouwd. Drie tot zes paarden dreven een spil aan die een bakkenketting in beweging zette. De paarden moesten elk uur worden gewisseld vanwege het zware werk.

In 1829 konden paardendreven baggermolens tot een diepte van 5-7 meter baggeren. Bij een diepte van 3,2 meter kon met drie tot zes paarden ongeveer 20 m³ slib per uur worden verzameld. Ter vergelijking: een gemiddelde moderne zuigersuiger, die 100 m³ slib per minuut verwijdert, is even krachtig als 300 paardendreven baggermolens.

Ook de oorspronkelijke baggertechnieken werden verbeterd. In de zestiende eeuw ontstonden mechanische baggerbeugels, waarbij men op het idee kwam om de baggerbeugel met een touw over een lier te trekken. Mechanische baggerbeugels konden op schepen worden gemonteerd, maar meerdere beugels en lieren konden ook zij aan zij op een ponton werken.

Tijdens de eerste helft van de negentiende eeuw werd het klepschip uitgevonden. De bodem van dit kleine bootje kon worden geopend zonder dat het schip zonk. Op deze manier kostte het verwijderen van het slib minder tijd. Deze techniek wordt nog steeds gebruikt in sommige moderne baggerschepen.

Krabbelaars

De Nederlanders maakten ook gebruik van hernieuwbare energiebronnen om het werk te verlichten — in het bijzonder wind- en getijdenkracht. Vanaf de vijftiende eeuw werd de "krabbelaar" gebruikt, een schraper die geulen kon baggeren als er voldoende stroming was.

Bij een sterke stroming wordt baggeren gemakkelijker, omdat het slib alleen maar losgemaakt hoeft te worden. De getijden zorgen vervolgens voor het afvoeren van het materiaal naar zee. Eenvoudige krabbelaars waren een soort grote harken die over de bodem van het water werden getrokken. Deze werden getrokken door paarden of mensen — sommige werden getrokken door een roeiboot.

Windgedreven baggerschepen

In havens met sterke wind en getijden werden krabbelaars uitgerust met zeilen. Deze driehoekige zeilschepen hadden een brede spiegel en een platte bodem. Aan de bodem was een hark met ijzeren pinnen bevestigd. Bij middengetijde werd de krabbelaar net voor de sluizen van een spoelbekken geplaatst, dat tijdens vloed werd gevuld.

Bij eb werden de sluizen van het bekken geopend en werd de krabbelaar met grote kracht door de haven geduwd, waarbij de ijzeren tanden over de bodem schraapten. Het schip kreeg extra snelheid door de brede spiegel en, bij gunstige wind, door het gebruik van de zeilen. In het geval van ongunstige wind konden paarden het schip trekken.

Windgedreven krabbelaars waren ten minste sinds 1435 in gebruik in het zuidoosten van Nederland. De platte bodem van de krabbelaar was scharnierend en kon met behulp van kabels zakken om de diepgang te verbeteren. Twee draaideuren, die een scherpe hoek van ongeveer 45 graden met het schip konden maken, vergrootten het bereik van de barge.

Toch was er nog steeds mankracht nodig. Vijf tot zes mannen hielden het monster in de juiste baan, terwijl twee tot drie mannen de hark op de gewenste diepte hielden via katrollen en hijsblokken.

Alternatieven voor baggeren

Baggeren was niet het enige antwoord op de verzanding van waterwegen. Tot in de negentiende eeuw werd er ook gekozen voor het verhogen van rivieroevers en dijken, zodat het waterpeil mocht stijgen. Dit gold vooral voor grote rivieren.

In een rapport uit 1825 werd het baggeren van grote rivieren niet als een mogelijkheid beschouwd, omdat ze te diep en te breed waren voor de technologie van die tijd. Pas met de komst van stoomkracht werd er ook op grote rivieren gebaggerd.

De provincie Friesland in het noorden van het land toont een ander alternatief voor baggeren. De Friezen maakten nooit gebruik van baggermolens, paardenmolens of andere instrumenten dan baggerbeugels. Zij bleven met de hand baggeren tot de komst van de stoommachine.

Ze innoveerden echter op een andere manier: van 1889 tot 1933 bouwden ze 1.200 grote vrachtschepen met een zeer beperkte diepgang — de zogenaamde "skûtsjes". Booten met een kleinere diepgang betekenden overduidelijk minder baggerwerk. Deze strategie doet denken aan de middeleeuwse Chinese kruiwagen, die transport mogelijk maakte op een moment dat de weginfrastructuur in verval was.

Hoeveel mensen zijn er nodig?

Zouden we in een duurzamere toekomst Nederland kunnen baggeren zonder fossiele brandstoffen? Duurzaamheid gaat vaak over auto's en slimme apparaten, maar hoe zit het met grote infrastructuur en onderhoudswerken? Het aandrijven van hedendaagse baggerschepen met zonne- of windenergie klinkt onrealistisch: die schepen zouden enorme chemische batterijen vereisen, wat niet praktisch of duurzaam is.

Daarom hebben we, als onderdeel van de Human Power Plant, onderzocht hoeveel mensen er nodig zouden zijn als we Nederland weer met de hand zouden baggeren. Om deze vraag te beantwoorden, hebben we een workshop georganiseerd waarin we een stuk van een Friese waterweg met de hand hebben gebaggerd en hebben gemeten hoe lang het duurt om 1 m³ slib te verzamelen.

***

Bronnen:

• Interviews en documentatie Nationaal Baggermuseum, Sliedrecht, Rotterdam.
• Canon van de geschiedenis van Smallingerland, Smelne’s Erfskip 2010; Drachtstervaart, Smelne’s Erfskip 2015, ISBN 978-94-90543-08-02.
• Geschiedenis van de Techniek in Nederland. De wording van een moderne samenleving (1800-1890). H.W. Lintsen, 1992.
• Rosmolens en krabbelaars: baggeren in pre-industriële tijd, Maritiem Digitaal.
• Groot onderhoudsplan Baggeren 2015 tot 2020, Hoogheemraadschap de Stichtse Rijnlanden.
• Uitvoeringsplan 2010 Meerjarenbaggerprogramma Waterschap Rivierenland.
• Scheepsmodel Krabbelaar, Katie Heyning, Zeeuwse Ankers, juli 2015.
• Evaluatie van het Friese Merenproject, 2000-2010, Provincie Fryslân.
• Baggeruitvoeringsplan 2007-2015, Wetterskip Fryslân.
• Baggerproblematiek in Nederland, Compendium voor de leefomgeving.
• Meerjarenbaggerplan 2012-2018, Waterschap Hollandse Delta.
• Baggerschepen: van baggermolen tot sleephopperzuiger, Maritiem Nederland.