Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Energietechnik, Bereich Schiffsmaschinen
Prof. Dr.-Ing. Horst Rulfs, Christoph Thielen
Das IGF-Vorhaben 14640 N der Forschungsvereinigung Center of Maritime Technologies e.V. (CMT) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Der Bericht kann beim FSM bestellt werden. Bitte senden Sie eine E-Mail an info(at)fsm-net.org
Zusammenfassung
Durch die hohen Gastemperaturen während der periodischen Verbrennung in Großdieselmotoren sinken die spezifischen Kraftstoffverbräuche und die CO2- Emissionen, andererseits bilden sich erheblich mehr Stickoxide (NOx). Dieser Zielkonflikt prägte insbesondere in den letzten Jahren die Entwicklung von Schiffsmotoren. Man schätzt, dass sich der Anteil der durch die Schifffahrt emittierten Stickoxide an den Gesamtemissionen von heute 15 bis 18% im Laufe der nächsten 50 Jahre fast verdoppeln wird, falls keine Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes waren verschiedene Verfahren zur NOx- Reduzierung auf Schiffen zu vergleichen. Zunächst wurde die Bildung von Stickoxiden sowie deren Einfluss auf die Umwelt betrachtet und die weitere Entwicklung der weltweiten NOx-Emissionen durch den Seeverkehr untersucht. Aufgrund der geschilderten Situation wurden durch nationale und internationale Gesetze Grenzwerte für die NOx-Emissionen eingeführt. Es ist zu erwarten, dass diese heute noch mit konventionellen Methoden einzuhaltenden Grenzwerte in naher Zukunft deutlich verschärft werden. Daher wurden die Potentiale von
- innermotorischen Maßnahmen,
- Abgasrückführung,
- Wasser-Direkteinspritzung,
- Kraftstoff/Wasser-Emulsion,
- Ladeluftbefeuchtung sowie
- Abgasnachbehandlung durch SCR-Katalysatoren
auf Schiffen betrachtet. Auf MS „Cellus“ wurden umfangreiche Emissionsmessungen durchgeführt, um quantitative Ergebnisse zur Bewertung von SCR-Anlagen auf Schiffen zu bekommen. Zur Berechnung der Kosten von NOx-mindernden Verfahren ist ein Rechenprogramm entwickelt worden. Hier können durch Eingabe von Motordaten und Fahrprofilen die überschlägigen Kosten für die verschiedenen Maßnahmen ermittelt werden. Zur Überprüfung der technischen Umsetzbarkeit und der Wirtschaftlichkeit der Verfahren zur NOx-Reduzierung wurde in Zusammenarbeit mit einer Werft eine Fallstudie am Beispiel des ConRo-Schiffes „Pauline“ durchgeführt.
