Der Brennstoff im Brennpunkt

Trends auf der Schiffbaumesse SMM 2008

Über 52.000 Fachbesucher informierten sich auf der "Shipbuilding, Machinery & Marine Technology" (SMM) Ende September in Hamburg über neueste Entwicklungen im Schiffbau. 1.965 Aussteller aus 56 Nationen zeigten, dass Effizienzsteigerung und Umweltschutz keinen Widerspruch darstellen.

"Vieles hat einen neuen Stellenwert erlangt", beschreibt Carsten Lehfeld, der für Hanseatic Lloyd die SMM besuchte, den häufig veränderten Blickwinkel. Viele Methoden sind nicht neu, aber unter aktuellen Gesichtspunkten und mit angepasster Technologie meist mehr als einen neugierigen Blick wert. Der Anstieg der Bunkerpreise (Mitte des Jahres hatte der Ölpreis ein Allzeithoch von fast 150 US-Dollar pro Barrel erreicht) hat eine neue Sichtweise in den Mittelpunkt gerückt. Den Brennstoff-Verbrauch reduzieren ist das Ziel schlechthin. Dazu wird bei Neubauten sehr viel an der Form gearbeitet. Eine weitere Optimierung der Hauptmaschinen ist Gegenstand intensiver Bemühungen der Hersteller. Auch dem Abgas will man wieder nutzbare Energie abtrotzen.

Rumpfoptimierung

Einen möglichst geringen Widerstand für den Rumpf im Wasser suchen die Ingenieure bei Neubauten. Die neuere Entwicklung von Soft- und Hardware, insbesondere schnelle Rechner, ermöglicht heute, mit entsprechenden Programmen in kurzer Zeit Hunderte von Varianten für einen Rumpf durchzurechnen. Die Randbedingungen wie etwa Länge, Breite und Tragfähigkeit werden vorgegeben. Einzelne Faktoren werden verändert und von der Software in wiederholten Berechnungen so lange optimiert, bis ein vernünftiges Ergebnis vorliegt. "Der Anwender muss trotzdem wissen, was er tut", betont Carsten Lehfeld die Erfahrung der Ingenieure trotz großer Vorteile der stark automatisierten Prozesse. Ansätze in dieser Richtung hatte es schon länger gegeben, doch inzwischen ist die Software verbessert und marktgerecht. "Jedes Kilowatt, das ich nicht installieren muss, spart Platz, Brennstoff, Kosten und reduziert automatisch die Schadstoffemissionen", urteilt Projekt-Manager Lehfeld.

Variable Turbinenschaufeln

Um die Bunkerpreise ansatzweise auszugleichen, wurden die Reisegeschwindigkeiten auf vielen Routen reduziert. Das spart zwar einigen Brennstoff, doch die Hauptmaschinen sind auf einen bestimmten Betriebspunkt passend zur ursprünglichen Reisegeschwindigkeit optimiert. "Bei einer reduzierten Reisegeschwindigkeit arbeitet die Maschine aber nicht mehr am optimalen Betriebspunkt", erläutert Lehfeld. Verbessert man die Rahmenbedingungen wieder, so lässt sich weiterer Brennstoff einsparen. MAN hat dafür beispielsweise einen Turbolader mit variablen Turbinenschaufeln ("VTA") entwickelt. Diese lassen sich im Anstellwinkel so verändern, dass die in den Motor eingeblasene Verbrennungsluft dem eingespritzten Brennstoff angepasst wird - und so auch bei niedrigeren Drehzahlen wieder optimale Bedingungen herrschen.

Energie aus dem Abgas zurückgewinnen

Seit Jahrzehnten wird an der Verbesserung des Wirkungsgrades der Großdieselmotoren auf Schiffen gearbeitet. Bei rund 50 % ist dieser mittlerweile angelangt. Doch weitere Verbesserungen werden von Schritt zu Schritt kleiner. Betrachtet man es aber anders herum, so gehen immer noch 50 % des Energieinhalts des Schweröls weitgehend ungenutzt verloren. Etwa die Hälfte davon wird direkt durch den Schornstein hinaus geblasen. Ein Ansatz ist es, die Wärme aus dem heißen Abgas ("waste heat recovery") zu nutzen. Schon vor ein paar Jahren wurden Konzepte dazu entwickelt, wie man über Dampf- und Abgasturbinen Energie aus dem Abgas wieder herausholen und damit etwa Hilfsdiesel auf See abschalten könnte. "Die Abhandlungen haben vor zwei Jahren kaum jemanden interessiert", sagt Carsten Lehfeld über den neuen Blickwinkel. Eine deutliche Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads und Brennstoffeinsparungen im Bereich von 10 % könnten damit erreicht werden. Wann die jedoch im Millionen-Bereich liegenden Kosten durch geringeren Brennstoffverbrauch wieder eingespart sind, ist natürlich abhängig vom Ölpreis. Bei 150 US-Dollar fürs Barrel könnten sich die Investitionen bei Neubauten schnell amortisieren.

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