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Schiffe – undenkbar ohne Verbrennungsmotor

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Egal, ob es sich um Unterhaltungselektronik aus China, Kaffee aus Südamerika oder Kraftfahrzeuge aus den USA handelt: Ohne die Seeschifffahrt wäre der globale Handel nicht möglich. Containerschiffe, Frachter und Tanker befördern mehr als 80 % aller weltweit transportieren Waren. Hinzu kommen noch Fähren, Passagier- und Kreuzfahrtschiffe sowie die gesamte Binnenschifffahrt.

Kein anderes Transportsystem ist so effizient und umweltfreundlich wie der Schiffsverkehr. Diskutiert man bei Personenwagen einen Flottenverbrauch von knapp unter 100 g CO2-Ausstoß pro km ab 2020, liegt dieser bei Seeschiffen pro Tonne und Transportkilometer gerade einmal bei 3 bis 6 g.
Auch bei den Schademissionen ist die Schifffahrt schon heute voraus und wird den Vorsprung weiter ausbauen. Der Schwefelanteil im Kraftstoff soll spätestens 2020 auf weniger als 0,5 % vermindert werden, in besonders geschützten Zonen (Emission Control Areas, ECAs) wie der Nord- oder Ostsee auf 0,1 %. Bei den Stickoxiden ist in den ECAs künftig eine Reduktion um über 80 % vorgeschrieben.

Die zur Schademission verwendeten Technologien lassen sich grundsätzlich in zwei Bereiche einteilen: In innermotorische Maßnahmen, die eine optimierte Verbrennung sicherstellen und in die Abgasnachbehandlung, bei der die Schadstoffe im Anschluss an die Verbrennung eliminiert werden.

Optimale Parameter für eine perfekte Verbrennung: innermotorischen Maßnahmen.
Die Einführung der Common-Rail-Technik bei Schiffsmotoren brachte enorme Fortschritte bei der Optimierung von Verbrauch und Emissionen. Denn sie ermöglicht es über eine Steuerelektronik, den Zeitpunkt, die Dauer und die Mengen des in den Motor eingespritzten Kraftstoffs bei jedem Betriebspunkt zu wählen. Parallel hierzu werden auf Seiten des Luftmanagements Techniken entwickelt und eingeführt, die eine ähnlich genaue Steuerung der Ladeluftmenge ermöglichen und deutlich höhere Ladedrücke ermöglichen.

Zusätzliche Innovationen wie Mehrfacheinspritzungen verringern den Rußanteil der Abgase deutlich, Abgasrückführungen oder die Beimischung geringer Mengen Wasser wiederum senken die Temperatur im Brennraum und reduzieren so die Entstehung von NOx.

Scrubber und Katalysatoren für eine saubere Umwelt: Maßnahmen zur Nachbehandlung.
Um die Emissionen aus den Schiffsmotoren noch weiter zu senken, kommt zusätzlich zu den innermotorischen Maßnahmen auch Abgasnachbehandlung in Betracht. Zur Stickoxidminderung kommen SCR-Katalysatoren zum Einsatz, die künftig besonders in den ECAs eine wichtige Rolle spielen. Mit Scrubbern zur Auswaschung von Schwefeloxid lassen sich die SOx-Emissionen deutlich mindern. All diese Maßnahmen sind keine Zukunftsvisionen, sondern bereits in der Erprobung unter Realbedingungen oder sogar serienreif. Die Technologien zur Einhaltung von IMO Tier 3 stehen bereit.

Die deutsche Schiffsmotorenindustrie entwickelt nicht nur Technologien, um die strenger werdenden Abgasgrenzwerte sicher zu erfüllen, sie ist auch führend bei der Erforschung innovativer Antriebskonzepte. Ein erster Schritt in diese Richtung ist der Betrieb von Schiffen mit Gas. Hier sind auf Flüssiggastankern (LNG) und Fähren bereits Aggregate im Einsatz, die den strengen Anforderungen in den ECAs genügen.

Bildquelle : MAN Diesel & Turbo SE

jens.slama@vdma.org, jens.slama@vdma.org
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