Schiffsantriebe: Neue Lösungen treffen auf neue Emissionen

Von Tom Mulligan, 31. Dezember 2018

Hersteller von Schiffsantrieben reagieren nicht nur auf die strengeren Leistungsanforderungen der US-Umweltschutzbehörde EPA und der IMO, sondern erwarten diese auch, indem sie sowohl neue als auch verbesserte Systeme auf Basis modernster Antriebstechnologien einführen. Tom Mulligan gibt einen Überblick über die neuesten Motorprodukteinführungen.

AIP für MAN-Kryo-Flüssigwasserstoff-Brennstoff-Gas-System MAN Cryo, eine Tochtergesellschaft von MAN Energy Solutions, hat in Zusammenarbeit mit Fjord1 und Multi Maritime 0f Norway ein Schiffsbrenngassystem für verflüssigten Wasserstoff entwickelt. Das Wasserstoffschiffdesign von Multi Maritime für Fjord1, einschließlich des vollständig integrierten „MAN Cryo – Hydrogen Fuel Gas System“, das vom DNV-GL die vorläufige grundsätzliche Genehmigung „AIP“ erhalten hat, ist insofern von Bedeutung, als das System das erste Schiffsschiff ist. Systemdesign weltweit, um eine solche Genehmigung zu erhalten.

„Als Lösung für Schiffe, die auf relativ kurzen Seewegen wie Fähren eingesetzt werden, ist diese Technologie eine Weltneuheit“, sagte Dr. Uwe Lauber, CEO von MAN Energy Solutions. „Wasserstoff ist ein sauberer Kraftstoff, dessen Profil perfekt zum allgemeinen Wunsch der Branche nach einer saubereren Technologie passt.“

MAN Cryo hat das Design des Liquid Hydrogen Marine Fuel Gas Systems intern am Hauptsitz in Göteborg, Schweden, entwickelt. Das System verfügt über ein skalierbares Design, das eine einfache Anpassung an verschiedene Versandarten, -größen und -bedingungen ermöglicht. Das Design eignet sich sowohl für Anwendungen über als auch unter Deck und bietet Schiffsdesignern die Flexibilität, ihre Designs im Hinblick auf Effizienz sowie Fracht- oder Passagierraum zu optimieren.

Verflüssigter Wasserstoff hat eine Temperatur von -253° Celsius und ist eines der kältesten kryogenen Gase überhaupt, was Systemkomponenten und Materialien extremen Belastungen aussetzt. Eine weitere Designherausforderung war die Explosivität von Wasserstoff, weshalb das MAN Cryo-Ingenieurteam der Sicherheit höchste Priorität einräumte. Sobald der Wasserstoff verflüssigt ist, wird er im Vergleich zu seiner Gasphase auf ein Achthundertstel seines Volumens reduziert, was eine effizientere Verteilung ermöglicht. Als Kraftstoff setzt Wasserstoff kein CO2 frei und kann eine wichtige Rolle beim Übergang zu einem sauberen, kohlenstoffarmen Energiesystem spielen. Mithilfe der Brennstoffzellentechnologie kann verflüssigter Wasserstoff zum Laden von Batterien für elektrische Antriebe verwendet werden.SCR-System für Baudouin Advanced Engines Moteurs Baudouin mit Hauptsitz in Cassis, Frankreich, bietet ein innovatives SCR-System (Selective Catalyst Reduction) für seine Reihe von Advanced Engines an, um die Einhaltung der neuesten IMO- und EPA-Standards zu ermöglichen, einschließlich der Forderung der IMO aus dem Jahr 2016 nach weiteren Reduzierungen der NOx-Emissionen in einigen Bereichen der Welt. Die Advanced Engines mit SCR des Unternehmens bieten laut Angaben des Unternehmens einen saubereren Motor ohne Kompromisse bei der Leistung, mit einer Reduzierung des durchschnittlichen Kraftstoffverbrauchs um bis zu 2 % und einer Geräuschreduzierung von bis zu 25 dB, und das alles in einem kompakten, modularen Design. Das SCR-System von Baudouin ist klein, leicht und flexibel, wodurch Kosten und Platzbedarf gesenkt und gleichzeitig die Produktzuverlässigkeit maximiert werden. Entwickler von Motorsystemen können Tank, Pumpe und Gehäuse bis zu 60 Meter vom Katalysator entfernt platzieren und das System darüber installieren über dem Getriebe, über dem Motor oder in einer eigenständigen Konfiguration, die sowohl bei Neubauten als auch bei Repowering-Projekten Freiheit und Flexibilität bietet. Moteurs Baudouin ist im Besitz des chinesischen Unternehmens Weichai Power Co. Ltd. und verfügt neben seinem französischen Werk über weitere Produktionsstandorte in Weifang, Provinz Shandong, China, und Produktvertrieb und -service sind in mehr als 130 Ländern weltweit auf sechs Kontinenten verfügbar.

Die betriebliche Konformität von Baudouin Advanced Engines mit den neuesten IMO- und EPA-Standards wird durch den Einsatz eines innovativen SCR-Systems (Selective Catalyst Reduction) erreicht, das das Unternehmen anbietet. (Foto: Moteurs Baudouin)

Das Batteriesystem von Rolls-Royce treibt den Schiffsantrieb an Rolls-Royce hat ein neues Energiespeichersystem auf Lithium-Ionen-Basis auf den Markt gebracht, um Schiffseignern ein vollständig sauberes, sicheres und kosteneffizientes System einschließlich intelligenter Leistungssteuerung zu bieten. Das Unternehmen liefert seit 2010 Energiespeichersysteme, die eigentlichen Energiespeichereinheiten wurden jedoch zuvor von einer externen Partei geliefert und das Unternehmen bietet jetzt sein SAVe Energy-System an, ein kostengünstiges, hocheffizientes und flüssigkeitsgekühltes Batteriesystem mit modularem Aufbau Design, das eine Skalierung des Produkts entsprechend dem Energie- und Leistungsbedarf ermöglicht. SAVe Energy erfüllt die internationalen Gesetze und Vorschriften für emissionsarme und emissionsfreie Antriebssysteme.

Die Entwicklung des Systems wurde teilweise durch das ENERGIX-Programm des norwegischen Forschungsrates finanziert. Drei Reeder, Color Line, Norled und die norwegische Küstenverwaltungsschifffahrtsgesellschaft, waren Partner bei der Entwicklung und stellten sicher, dass das Energiespeichersystem ein breites Spektrum an Schiffsanwendungen abdeckte, darunter Fähren, Kreuzfahrtschiffe und Mehrzweckschiffe.

SAVe Energy wird vom Rolls-Royce Power Electric-Standort in Bergen, Norwegen, als Teil des Angebots des Unternehmens an kompletten Schiffssystemen geliefert. Der potenzielle Einsatz des zum Patent angemeldeten SAVe Energy-Systems im Jahr 2019 wird auf 10 bis 18 MWh geschätzt.

SAVe Energy kann in mehreren Bereichen eingesetzt werden, einschließlich Spitzenlastausgleich, Spinnreserve und batteriebetriebenen Schiffen. In Kombination mit einem LNG- oder Dieselmotor in einer Hybridlösung erhöht es die Effizienz und reduziert die Emissionen und kann mit den meisten Antriebsarten gekoppelt werden.

In einem Hybridaufbau übernimmt SAVe Energy die Spitzenlast, während die Hauptstromgeneratoren sich auf die Durchschnittslast beziehen und die Schubfähigkeit der Antriebseinheiten nicht verringern.

SAVe Energy ist als Energiespeichersystem (ESU) klassifiziert und wurde kürzlich vom DNV GL als Klasse zugelassen. Dies bestätigt, dass es in Übereinstimmung mit dem neuesten Regelwerk von 2018 entwickelt wurde und für die Installation auf allen vom DNV GL klassifizierten Schiffen geeignet ist .

YANMAR bringt 4LV-Common-Rail-Dieselmotoren mit Z-Antrieb auf den Markt

Die neue fünfmotorige 4LV-Z-Antriebs-Schiffsdieselmotorenreihe mit 150 bis 250 PS bietet in Kombination mit dem ZT370-Z-Antrieb von YANMAR hohe Beschleunigung, Kraftstoffeffizienz, leisen Betrieb und geringe Vibrationen und eignet sich für eine Vielzahl von Schiffen. (Foto: Yanmar Marine International)

YANMAR MARINE INTERNATIONAL hat eine vollständige Palette von 4LV-Schiffsdieselmotormodellen mit Z-Antrieb auf den Markt gebracht, um seine 4LV-Serie hochentwickelter Common-Rail-Motoren (CR) zu vervollständigen. Die neue Fünfmotorenreihe mit 150 bis 250 PS bietet in Kombination mit dem ZT370-Z-Antrieb von YANMAR hohe Beschleunigung, Kraftstoffeffizienz, leisen Betrieb und geringe Vibrationen und eignet sich für eine Vielzahl von Schiffen. Als Ergänzung zur Anfang des Jahres eingeführten YANMAR 4LV-Innenbordmotorenreihe bietet der Die entsprechenden 150Z/170Z/195Z/230Z/250Z MHP-Z-Antriebsmodelle verfügen über die neuesten elektronisch gesteuerten CR-Kraftstoffeinspritzsysteme und das System der nächsten Generation nutzt die Thermo Swing Wall Insulation-Technologie für maximale thermische Effizienz, was zu einer vollständigeren und effizienteren Verbrennung führt Kraftstoffverbrauch, Drehmoment und geringere Emissionen. Die Schiffsdieselmotoren im Leistungsbereich von 150 bis 250 PS basieren alle auf einem identischen Motorblock mit denselben Abmessungen und demselben Gewicht, sodass Bootsbauer problemlos verschiedene Optionen installieren können. Die neuen Modelle sind mit dem YANMAR ZT370-Z-Antrieb mit hydraulischer Mehrscheibenbremse ausgestattet Kupplung für sanftes und leises Einlegen des Gangs sowie eine standardmäßige EXO-Hartanodisierungsbeschichtung zum Schutz vor Korrosion. Der ZT370-Z-Antrieb ist in verschiedenen Übersetzungsverhältnissen erhältlich und gewährleistet optimale Leistung für eine Reihe von Booten für Freizeit- und leichte kommerzielle Anwendungen. Weitere Merkmale sind präzisionsgeschmiedete Zahnräder mit besonders langer Lebensdauer, die Wahl zwischen elektrischen oder mechanischen Schaltmodellen und eine integrierte Abgasanlage. Alle YANMAR 4LV-Motoren mit ZT370-Z-Antrieb bieten eine Auswahl an Steuerungssystemen, darunter vollelektronische oder standardmäßige mechanische Steuerungen für kommerzielle und Freizeitanwendungen, und die Modelle sind auch mit dem YANMAR JC10 Joystick-System für einfaches Manövrieren erhältlich. Die YANMAR NMEA-Verbindung bietet Kunden eine einfache Anzeigelösung und stellt sicher, dass Motordaten für alle NMEA 2000-kompatiblen Multifunktionsanzeigegeräte verfügbar sind. Alle Modelle übertreffen sowohl die Emissionsvorschriften EPA Tier 3 als auch EU RCD Tier 2 und sind nahezu rauch- und geruchsfrei.

Neues Silent Pack für Motoren der Hatz H-Serie Die Motorenfabrik Hatz hat kürzlich das New Silent Pack für ihre Drei- und Vierzylindermotoren der H-Serie eingeführt. Die Plug-and-Play-Lösung kombiniert eine Schalldämmung von über 60 % mit Schutz vor Berührung, Regen, Schmutz oder Vandalismus und basiert auf Open-Power-Unit-Motoren (OPU), sodass sie komplett und schlüsselfertig bestellt werden kann -Installation ab Werk. Das New Silent Pack kann auch zur Nachrüstung bestehender Maschinen eingesetzt werden. Das New Silent Pack ist modular aufgebaut und für die Hatz H-Serie Motoren 3H50TI, 3H50TIC, 3H50TICD, 4H50TI, 4H50TIC und 4H50TICD geeignet. Aufgrund dieser universellen Bauweise ist es sehr einfach, ihn in die Maschinenstruktur einzubinden oder Maschinen mit unterschiedlichen Motoren mit der gleichen Kapselung auszustatten. Nahezu alle Teile sind für alle Motorvarianten der H-Serie identisch und für die EU Stage V-konformen Hatz TICD-Modelle ist eine passende Abdeckung für den Dieselpartikelfilter (DPF) erhältlich. Die Wartungshauben sind an die Abmessungen der Drei- und Vierzylindermotoren angepasst. Das New Silent Pack wurde von Grund auf neu konzipiert und bietet sowohl Maschinenherstellern als auch Betreibern erhebliche Vorteile: Das geringe Gewicht von unter 100 kg unterstützt insbesondere Hersteller, die ihre Maschinen möglichst leicht halten müssen. Bei den Dreizylinder-Modellversionen TI und TIC wiegt die Kapselung nur 91 kg, während sie bei der größten Version, dem Hatz 4H50TICD, 98 kg wiegt.

Was die Abmessungen betrifft, so wurden die Abmessungen der Kapselung im Laufe der Entwicklung im Vergleich zum Vorgänger um mehr als 10 % reduziert. Darüber hinaus hat Hatz beim New Silent Pack auf größtmögliche Wartungsfreundlichkeit geachtet, da die Wartungsöffnung schnell und einfach entfernt werden kann und einen einfachen Zugang zur Bedien- und Oberseite ermöglicht, sodass alle Wartungspunkte wie Ölfilter, Ölmessstab, Öleinfüllstutzen und Hauptkraftstofffilter leicht zugänglich.Cummins stellt X15-Schiffsmotoren vor Cummins Inc. hat eine Version seines X15-Motors für Schiffsanwendungen vorgestellt. Der Cummins X15 ist so konzipiert, dass er dem langen Dauerbetrieb standhält, der von Binnenschiffen, kommerziellen Fischereifahrzeugen und Passagiertransportschiffen gefordert wird. Der Marine-X15-Motor eignet sich für Neubauten und Umbauten.

Der X15 verfügt über variable und feste Drehzahlstufen zwischen 450 und 600 PS (336 und 447 kW) und erfüllt gleichzeitig die Emissionsnormen EPA Tier 3 und IMO Tier 2 in den USA. Der X15 nutzt die neueste Kraftstoffsystemtechnologie von Cummins, XPI, die für eine effiziente Kraftstoffverbrennung für saubere Emissionen und einen optimierten Kraftstoffverbrauch ausgelegt ist. Darüber hinaus nutzt der X15 für die Schifffahrt das Motorsteuermodul CM2350 von Cummins, um erweiterte Diagnose- und Überwachungsfunktionen bereitzustellen, darunter Leistungsreduzierungen und automatische Motorabschaltungen, um katastrophale Ausfälle zu verhindern.www.cummins.com/marineVerbessertes Wärtsilä 20 Wärtsilä berichtet, dass es eine Reihe von Bestellungen für die verbesserte Version seines Wärtsilä 20-Motors erhalten hat, wobei mehr als 30 Motoren für kommerzielle Hilfsstromanwendungen in drei großen Schiffbauprojekten bestellt wurden. Die Aufträge wurden mit Wärtsilä Qiyao Diesel Company Ltd. (WQDC) vergeben, dem Joint Venture-Unternehmen von Wärtsilä und dem Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute. Die Verträge umfassen drei Motoren für vier Very Large Crude Carriers (VLCCs), die auf der CSIC-Werft Dalian Shipbuilding Industry Corporation (DSIC) für China COSCO Shipping Energy gebaut werden; drei Motoren für jeden der drei Suezmax-Öltanker, die bei DSIC für China COSCO Shipping Energy gebaut werden; und drei Motoren für jeden der vier Large Ore Carriers (VLOC), die auf der CSIC-Werft Tianjin Xingang für COSCO Shipping Bulk gebaut werden. Der Wärtsilä-Input umfasst komplette Hilfsstromaggregate und die gesamte damit verbundene Technik. Die Lieferung der Ausrüstung beginnt im Jahr 2019.