SMM treibt Volldampf voran

Jun 07, 2023

Von Roberta Prandi, 14. November 2022

Nach vierjähriger Abwesenheit kehrte die SMM als eine der weltweit führenden maritimen Ausstellungen zurück

Es war vielleicht überraschend, dass der Begriff „Zukunftskraftstoffe“ auf der SMM eine neue Bedeutung zu bekommen schien. Während wir es alle sehr gewohnt sind, von Elektrizität oder Wasserstoff als zukünftige Kraftstoffe für alle Arten der Mobilität zu hören, schien die in Hamburg versammelte Schifffahrtsindustrie zu einem etwas anderen Konsens gekommen zu sein – die Kraftstoffe der Zukunft sind hauptsächlich Methanol und Ammoniak (beide besser mit einem „e-“ davor).

Dieser Konsens bezieht sich vor allem auf Hochseeschiffe, wohingegen für Schiffe auf kurzen Routen oder im Küstenbetrieb Hybrid-, Wasserstoff- und vollelektrisch betriebene Schiffe immer noch als effiziente Optionen gelten.

Eines der gemeinsamen Themen der Messe betraf die Verfügbarkeit dieser zukünftigen Kraftstoffe. DNV schätzt in seinem Maritime Forecast 2050, dass der Vorstoß der Schifffahrtsindustrie in Richtung einer vollständigen Dekarbonisierung bis 2050 rund 270 Millionen Tonnen alternativer Kraftstoffe erfordern wird. Nach den Worten von DNV ist dies eine gewaltige Herausforderung, obwohl es immer noch positiv ist, dass die Ziele für 2050 erreicht werden können, wenn alle Beteiligten auf das gemeinsame Ziel hinarbeiten.

Dies stellt einen großen Schub für Dual-Fuel-Motoren dar, wie mehrere Neuvorstellungen auf der SMM zeigen. Einigen Motorenherstellern zufolge suchen Kunden nach Lösungen, die flexibel sein können, um künftig unterschiedliche Betankungsoptionen zu berücksichtigen. Dual-Fuel-Aggregate können diese Flexibilität bieten und haben zusätzlich den Vorteil, dass sie bei fehlenden alternativen Energiequellen auf konventionelle Kraftstoffe zurückgreifen können.

Hier ist ein Rückblick auf einige der Highlights der SMM.

Anglo Belgian Corp. (ABC) hat den zweiten Motor seiner Evolve-Familie auf den Markt gebracht, den 20EV23, der auf den Ende letzten Jahres eingeführten Typ 4EL23 folgt.

Das Unternehmen sagte, dass der 20-Zylinder-Mittelgeschwindigkeitsmotor in V-Konfiguration zukunftssicher sei, da sich sein Zylinderkopfdesign an Multi-Fuel-Lösungen anpassen könne – flüssige Kraftstoffe mit Common-Rail oder Pumpe-Leitung-Düse-Kraftstoffeinspritzung Dual-Fuel mit Mikro -Pilotflüssigkeitseinspritzung und Gaseinspritzung und 100 % gasbetrieben mit Fremdzündung.

Der Motor kann Diesel, Biodiesel, Schiffsdieselöl (MDO), Schweröl (HFO), Wasserstoff, Methanol, Flüssigerdgas (LNG) und komprimiertes Erdgas (CNG) verarbeiten. Es ist für IMO Tier 2 und 3 sowie für die EU-Abgasvorschriften Stufe 5 zertifiziert. Der Nennleistungsbereich des 20EV23 reicht von 3960 kW bei 720 U/min mit einem einstufigen Turbolader bis zu 7200 kW bei 1200 U/min mit einem zweistufigen Turbolader.

MAN Energy Solutions stellte die Dual-Fuel-Motorenfamilie 49/60DF vor, die nach Angaben des Unternehmens mit LNG, Diesel und HFO sowie einer Reihe nachhaltigerer Kraftstoffe wie Biokraftstoffmischungen und synthetischem Erdgas betrieben werden kann.

Die Motorenfamilie wird in fünf Reihenversionen – 6, 7, 8, 9 und 10 Zylinder – sowie in 12- und 14-Zylinder-V-Konfigurationen erhältlich sein. Die Bohrung und der Hub betragen 490 x 600 mm und die Leistung beträgt 1300 kW pro Zylinder bei 600 U/min.

Der 49/60DF ist bestellbar und basiert auf der neuen 49/60-Motorplattform, die die neuesten Technologien von MAN beinhaltet, darunter zweistufige Turboaufladung, Common-Rail-Kraftstoffeinspritzung der zweiten Generation, das Automatisierungssystem SaCoS5000 und MANs Adaptive Combustion der nächsten Generation Control ACC 2.0 ist so konzipiert, dass die Verbrennung automatisch auf optimale Werte eingestellt wird. Der Motor behält auch bestehende MAN-Technologien wie das Gaseinspritzsystem, das Zündölsystem und das MAN SCR-Nachbehandlungssystem bei.

Der 49/60DF kann im Gasbetrieb starten, wo er ohne Sekundärmaßnahmen der IMO Tier 3 entspricht. Im Dieselbetrieb erfüllt er in Kombination mit dem SCR-System von MAN Tier 3. Durch das neue MAN-Common-Rail-System 2.2 werden die Rußemissionen im Dieselbetrieb halbiert, auch die Methanemissionen des 49/60DF werden im Gasbetrieb im Vergleich zum Vorgänger drastisch reduziert.

MAN Energy Solutions plant, im Jahr 2023 einen reinen Dieselmotor auf Basis der 49/60-Plattform einzuführen, der bei späterem Bedarf für den Betrieb mit Methanol und LNG nachrüstbar sein wird.

Rolls-Royce Power Systems (RRPS) kündigte die Freigabe von mtu-Schiffsmotoren für nachhaltige Kraftstoffe im Jahr 2023 an. Insbesondere die mtu-Schiffsmotoren der Serien 2000 und 4000 werden ab Anfang 2023 schrittweise für synthetische Dieselkraftstoffe nach EN15940 freigegeben Prüfstands- und Feldtests.

Laut RRPS ist durch den Betrieb mit hydrobehandeltem Pflanzenöl (HVO/erneuerbarer Diesel) eine Reduzierung der CO2-Emissionen um bis zu 90 % möglich.

An der Flotte des kalifornischen Betreibers Golden Gate Ferry wurden Tests durchgeführt. MTU-Motoren sind 41.000 Stunden lang mit HVO gelaufen und haben eine überzeugende Leistung gezeigt, sagte RRPS.

Tests belegen, dass mtu-Motoren beim Einsatz von HVO hinsichtlich Maximalleistung, Lastaufnahme und Kraftstoffverbrauch auf Augenhöhe mit Diesel liegen. Swindler fügte hinzu, dass der sichtbare Rauch, der am Dock mit herkömmlichem Diesel zu sehen war, durch die Umstellung auf HVO reduziert wurde.

RRPS kündigte außerdem die Einführung von Methanolmotoren, Brennstoffzellensystemen und Hybridantriebspaketen in den nächsten sechs Jahren an.

Ab 2023 wird RRPS das mtu Hybrid Propulsion Pack für mtu-Motoren der Serien 2000 und 4000 auf den Markt bringen. Ab 2026 wird das Unternehmen Methanolmotoren auf Basis der mtu-Baureihe 4000 einführen.

Das Unternehmen sagte, dass die neuen Motoren mit 100 % Methanol-Kraftstoff mit fremdgezündeter Verbrennung betrieben werden können, basierend auf dem Otto-Verfahren, das Rolls-Royce Power Systems hauptsächlich bei seinen MTU-Gasmotoren verwendet.

Die Motoren der Baureihe werden die gleichen Leistungswerte wie die aktuellen Motoren der 4000er-Serie haben, sagte RRPS, wobei die 16-Zylinder-V-Konfiguration Nennleistungen von 2000 bis 2200 kW liefert.

Schließlich plant RRPS ab 2028 die Einführung von mtu-Brennstoffzellensystemen für Schiffsanwendungen, die sowohl für den Hauptantrieb als auch für die Stromerzeugung an Bord verfügbar sein werden. Das Unternehmen erklärte, dass mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellen keine schädlichen Emissionen verursachen – weder CO2 noch Stickoxide oder Partikel.

Moteurs Baudouin stellte seinen neuen Schiffsantriebsmotor 6F21 vor, einen kompakten, leistungsstarken Schiffsdiesel, der für intermittierenden Betrieb (815 PS/599 kW), leichten Betrieb (900 PS/662 kW) und Hochleistungsbetrieb (1000 PS/735 kW) geeignet ist ) Anwendungen. Alle drei Leistungsoptionen sind auf 2300 U/min ausgelegt.

Die Auswahl an Leistungsbereichen ermöglicht die Anpassung an eine Vielzahl leichter Anwendungen, darunter Militär-, Freizeit- und Lotsenboote. Kommerzielle Bewertungen für Hochleistungsanwendungen wie Fischerei, Brandbekämpfung und Passagierboote werden in den kommenden Monaten verfügbar sein.

Der Sechszylinder 6F21 hat eine Bohrung und einen Hub von 127 x 165 mm und einen Gesamthubraum von 12,5 Litern. Für größere Anwendungen entwickelt das Unternehmen eine Achtzylinder-Version mit 17 Litern Hubraum.

Der Motor verfügt über eine verstärkte Motorstruktur, um einem hohen Drehmoment und einem höheren Zylinderdruck von über 200 bar standzuhalten, sowie über ein zweistufiges Turboladersystem, zwei Ladeluftkühler und ein elektronisches Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, das bei 2200 bar arbeitet. Diese Funktionen sind in der kleinsten Engine untergebracht, die das Unternehmen jemals herausgebracht hat; es misst gerade einmal 1470 x 1100 x 1705 mm.

Das Schwungradgehäuse, die Ölwanne, Abdeckungen, Halterungen, Stützen und sogar die Wärmetauscherkörper bestehen alle aus Leichtmetalllegierungen, um das Gesamtgewicht zu reduzieren. Einzelne Zylinderköpfe ermöglichen eine einfachere Wartung auch in kleinsten Motorräumen.

Der 6F21 entspricht den Standards IMO 2 und EPA 3, IMO 3 und EPA 4 folgen bald, so das Unternehmen.

Der deutsche Schiffsantriebsspezialist Reintjes stellte sein neues Hybrid-Schiffsgetriebe mittlerer Größe vor, das WAF 863.

Hagen Birkholz, Entwicklungsleiter bei Reintjes, sagte, dass das neue Hybridgetriebe eine Weiterentwicklung bestehender Modelle in der Produktpalette des Unternehmens sei. Es handelt sich um ein Rückwärts-Untersetzungsgetriebe mit integriertem Elektromotor und einer Leistung von 200 kW. Der WAF 863 wird an den Dieselmotor angeflanscht und sorgt für einen steuerbaren Nebenabtrieb und Nebenabtrieb.

Im Power-Take-In-Modus treibt der Elektromotor das Schiff an. Der Geräuschpegel und der Energieverbrauch des Antriebsstrangs werden auf ein Minimum reduziert, und ein effizienter Betrieb wird mit Strom aus einem Aggregat oder einer anderen Stromquelle an Bord erreicht.

Im Power-Take-Off-Modus kann der Elektromotor des Hybridsystems als Generator betrieben werden und Strom in das Schiffsnetz einspeisen, um vorhandene Generatorsätze zu unterstützen. Optional kann die verbleibende Energie in Batterien gespeichert werden.

Im Boost-Modus arbeiten Elektromotor und Dieselmotor zusammen, um eine höhere Geschwindigkeit und einen höheren Schub zu erzielen.

Laut Birkholz eignet sich das Hybridgetriebe für Arbeitsboote wie Schlepper. Das Gerät sei auch in anderen Größen erhältlich, sagte er.

Schottel, ein Hersteller von steuerbaren Antriebssystemen für Schiffe und Offshore-Anwendungen, stellte seinen neuen SRP-D (dynamischen) Ruderpropeller vor, der den gestiegenen Anforderungen für einen effizienteren Betrieb von Walk-to-Work-Schiffen (W2W) gerecht wird.

Schottel sagte, der SRP-D basiere auf dem bewährten Prinzip des Ruderpropellers, sei aber eine wirtschaftliche und dennoch leistungsstarke Lösung, die die Positionsgenauigkeit von Schiffen im dynamischen Positionierungsbetrieb erheblich verbessere.

Schottel stellte auch seinen Azimutpropeller EcoPeller SRE aus, der insbesondere auf dem europäischen Fährmarkt großen Erfolg hatte. Das Unternehmen sagte, es werde zunehmend in andere Schiffstypen eingebaut und zu den neuen Aufträgen zählen Installationen in LNG-Bunkerschiffen, Superyachten und Forschungsschiffen.

Die EcoPeller-Azimuteinheit wurde für den Elektroantrieb entwickelt, wodurch das Getriebe entfällt und maximale mechanische Effizienz und ein reduzierter Geräuschpegel erreicht werden. Der Propeller hat gezeigt, dass bei der Nachrüstung einer norwegischen Fähre Energieeinsparungen von bis zu 25 % erzielt wurden.

Der in Finnland ansässige Experte für Kraftstoff- und Hilfssysteme Auramarine stellte seine neue Kraftstoffversorgungseinheit für Methanol vor, die für Zweitakt- und Viertaktmotoren geeignet ist. Es versorgt den Motor und andere Verbraucher mit Methanol aus dem Tank.

Das System regelt den Kraftstoffdruck und hält den Versorgungsdruck bei Lastwechseln innerhalb der vorgegebenen Toleranzen. Es reguliert außerdem die Kraftstofftemperatur und fungiert als Filter gegen Verunreinigungen im Kraftstoff.

Auramarine erklärte, dass die Kraftstoffversorgungseinheit strenge Sicherheitsanforderungen an Materialien und Komponenten, Montage, Betrieb und Wartung erfüllt, da Methanol giftig und ein Kraftstoff mit niedrigem Flammpunkt ist.

Bonfiglioli stellte seinen Windenantrieb der Serie 800 vor, der in fünf Größen von 25.000 bis 160.000 Nm in seewasserbeständiger Lackierung erhältlich ist und für die Hochdruckreinigung geeignet ist.

Ein wesentliches Merkmal des neuen Windenantriebs ist laut Bonfiglioli die einfache und schnelle Montage der Getriebe der Serie 800 in die Windentrommel. Auch die Wartungsanforderungen seien vereinfacht worden, teilte das Unternehmen mit.

Die neue Windenantriebsserie 800 basiert auf einer modularen Architektur mit zusätzlichen Standardstufen, die den verfügbaren Drehmoment- und Geschwindigkeitsbereich erweitern. Mehrere verfügbare Motorflansche ermöglichen die Kombination mit bevorzugten Elektro- und Hydraulikmotoren; rechtwinklige Bühnen ermöglichen platzsparende Windenkonstruktionen.

Alle Bonfiglioli-Antriebe sind für die Standards des American Bureau of Shipping (ABS) zugelassen und von Det Norske Veritas und Germanischer Lloyd (DNV GL) sowie der China Classification Society (CCS) zertifiziert.

ZF stellte eine Hybridversion seines ZF AT 80-Triebwerkssystems vor, das für eine Reihe professioneller Schiffe mit einem Leistungsbereich von etwa 900 kW bis 1600 kW geeignet ist.

Das Hybrid-AT 80 ist als Azimutstrahlruder mit einem am Power-Take-In (PTI) des oberen Getriebes platzierten Elektromotor und einer auf den jeweiligen Schiffstyp und die Anwendung zugeschnittenen Leistung erhältlich. Die Anwendungen können von Schleppern und Schubschiffen bis hin zu Fähren, Forschungsschiffen, Versorgungsbooten und mehr reichen.

Das neue Triebwerk ermöglicht vollelektrisches Segeln und Manövrieren, was besonders in Häfen oder Wasserstraßen mit strengen Emissions- und Lärmvorschriften von Vorteil ist. Es kann auch als zusätzlicher Booster verwendet werden, um Hindernissen auszuweichen oder die Höchstgeschwindigkeit nach Bedarf zu erhöhen, sowie für Brandbekämpfungszwecke, wobei der Dieselmotor und der Elektromotor separat die Feuerlöschpumpe und das Strahlruder antreiben.

Der Hybrid AT 80 verfügt über eine spezielle Dichtungsanordnung, die für biologisch abbaubares Öl (EAL) ausgelegt ist. Es ist auch als rein elektrisch angetriebene Lösung (L-Drive-Konfiguration) sowie mit verschiedenen optionalen Features wie integrierter Bremse oder Zapfwelle (PTO) erhältlich.

Der Filtrationsspezialist Alfa Laval stellte auf der SMM neue integrierte Brennstoffzellenmodule vor. Das Unternehmen stellt selbst keine Brennstoffzellen her, sondern ist als Systemintegrator tätig.

Jeroen van Riel, Senior Business Development Manager Marine Energy Solutions bei Alfa Laval, erklärte, dass die Entwicklungen des Unternehmens im Bereich Brennstoffzellentechnologien zwei verschiedene Projekte umfassen.

Das erste ist ein Konzept mit einer Hochtemperatur-Protonenaustauschmembran (HT-PEM), die bei einer höheren Temperatur als Standard-PEMs arbeitet und eine hohe Energieeffizienz bietet. Dieses System befindet sich derzeit in der Testphase mit Methanol in einer 10-kW-Anlage und wird letztendlich in 200-kW-Racks für ein standardisiertes und skalierbares System verfügbar sein.

Das zweite Projekt bezieht sich auf Testmöglichkeiten für Ammoniakkraftstoff und untersucht die gesamte Kette der Kraftstoffaufbereitung und -handhabung sowohl für Verbrennungsanwendungen als auch für Brennstoffzellensysteme. In diesem Fall handelt es sich bei der Brennstoffzelle, die ab 2023 mit Ammoniak getestet wird, um ein 7-kW-Festoxid-Brennstoffzellenkonzept.

„Wir haben die Genehmigung, Ammoniak in unserem Testzentrum zu verwenden, wo wir einen kompletten Schiffsmaschinenraum nachgebaut haben“, sagte van Riel. „Die überschüssige Wärme, die bei den Testprozessen entsteht, wird für die lokale Fernwärme genutzt.“

Das Unternehmen testet bereits verschiedene Kraftstoffe wie LNG, Methanol oder Biokraftstoffe.