TU GrazDieser Motor soll Container-Schiffe "sauber" machen

Die TU-Graz hat ein Konzept vorgestellt, das den Ausstoß von CO2 und NOx von Frachtschiffen drastisch reduzieren würde.

Frachtschiffe blasen tonnenweise Schadstoffe aus dem Rauchfang
Frachtschiffe blasen tonnenweise Schadstoffe aus dem Rauchfang © Gary Blakeley - Fotolia
 

Im weltweiten Warentransport fahren rund 90 Prozent der Containerschiffe mit Schweröl. Das führt zu sehr hohen, wenig umweltverträglichen Emissionen. 80 Prozent weniger Ausstoß von Stickoxiden und 97 Prozent weniger Treibhausgasemissionen versprechen sich Forscher am Large Engines Center (LEC) an der TU Graz mit einem auf einem Wasserstoffverbrennungsmotor basierenden Konzept.

Nach den Vorstellungen des europäischen Projektkonsortiums "HyMethShip" werden künftige Containerschiffe einen Verbrennungsmotor, aber dennoch eine vorbildliche Umweltbilanz haben, wie Andreas Wimmer, vom Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik der TU Graz und zugleich Wissenschaftlicher Leiter und Geschäftsführer des am Gelände der TU Graz angesiedelten LEC schilderte. Von Graz aus wird das Großprojekt, dem in den kommenden drei Jahren 9,2 Millionen Euro zur Verfügung stehen, koordiniert. Neben den beiden Grazer Partnern sind auch noch GE Jenbacher, Fraunhofer IKTS, Chalmers Teknisa Hoeskola, SSPA Sweden, Lloyd´s Register IMEA IPS, SE.S, Colibri, Exmar Marine, MUW Screentec, MEYER WERFT und HOERBIGER Verntilwerke mit an Bord.

Methanol-Reformierung

Wimmer umriss das Konzept: Wasserstoff, ist ein Energieträger, der für seine saubere Verbrennung und hohe Energiedichte je Masseeinheit bekannt ist. An Bord des Containerschiffes, das mit einem Methanoltank ausgestattet ist, soll demnach Wasserstoff unter Nutzung der Abgaswärme des Motors durch Methanol-Reformierung hergestellt werden. Das dabei entstehende Kohlendioxid wird abgeschieden und in einem Tank gespeichert. Der Wasserstoff kann dann in einem konventionellen Hubkolbenmotor, der speziell für den Wasserstoffbetrieb optimiert wurde, nahezu ohne Verursachung von CO2-Emissionen verbrannt werden.

Methanol-Reformierung

Bei der Methanol-Reformierung wird ein Gemisch aus Methanol (Methylalkohol) und Wasser unter 20 bar Druck auf bis zu 360 Grad erhitzt. Dabei trennt sich das Methanol in Wasserstoff und CO2.

Diese Methode wird immer wieder als mögliche Komponente von Wasserstoff-Verbrennungsmotoren und Brennstoff-Zellen genannt.

 

Ausschlaggebend für die drastische Reduktion der CO2-Emissionen sei einerseits, dass regenerativ erzeugtes Methanol verwendet wird und die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung bereits vor der Verbrennung erfolgt. Idealerweise könnte das Methanol an Land aus dem auf dem Schiff gespeicherten Kohlendioxid erzeugt werden, so dass ein geschlossener CO2-Kreislauf für den Schiffsantrieb stattfindet.

Speichern von erneuerbarer Energie

Das Konzept stelle einen möglichen Weg dar, um große Mengen an erneuerbarer Energie über einen längeren Zeitraum zu speichern und in einem nahezu emissionsfreien Schiffsantrieb umzusetzen, zeigte sich Konsortiumspartner Stephan Laiminger von Jenbacher Gasmotoren überzeugt. "Theoretisch und im Labormaßstab funktioniert es. Die Herausforderung ist es, es in wirkliche Motorengröße zu skalieren und die Zusammenarbeit der Einzelkomponenten zu überprüfen", wie Laiminger die Forschungsaufgabe umriss.

Die entsprechende On-Shore-Demonstratoranlage soll in den kommenden 36 Monaten am Gelände der TU Graz aufgebaut werden. Neben dem LEC und der TU Graz sind weitere wissenschaftliche Partner sowie Komponenten- und Anlagenhersteller, eine Werft, eine Reederei mit an Bord. Peter Steinrueck vom Technologiekonzern Hoerbiger schilderte die weitere Arbeit, die noch vor der Einführung des neuen Gesamtsystems liegt: "Die Durchsetzung von neuen, emissionsarmen bzw. emissionsfreien Technologien liegt in der Hand von staatlichen Regulierungen. Diese werden aber nur sehr schleppend den Notwendigkeiten des Klima- und Umweltschutzes nachgezogen. Es ist noch viel Überzeugungsarbeit zu leisten." Projekte wie das "HyMethShip" würden eine technisch und wirtschaftlich vertretbare Lösung aufzeigen.

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