Technologieevaluation für Marinemotoren zur Erreichung der THG-Ziele 2030 und folgend
Kooperationsprojekt TEME 2030+ erforscht praktikable Wege zur Senkung der Treibhausgase aus Schiffsantrieben um 35% bis 2030.
Die Schifffahrt steht in den kommenden Jahrzehnten weltweit vor großen Umwälzungen. Die Forderungen zum Klimaschutz und ein deutlich gestiegenes Umweltinteresse, nicht nur im Fähr- und Kreuzfahrtgeschäft, zeigen, dass die Branche an technischen Lösungen, aber auch an ihren eigenen Ansprüchen arbeiten muss. Nach Expertenmeinungen können rein batterieelektrische Antriebslösungen in der internationalen Seefahrt bis 2050 jedoch nur einen kleinen Anteil der notwendigen Reduzierung der Treibhausgase leisten.
Wie kann also der Weg hin zu einer vollständig klimaneutralen Schifffahrt erfolgreich beschritten werden?
Um hierauf Antworten zu liefern, hat sich ein Konsortium aus Industrie und Wissenschaft zusammengefunden. Gemeinsam werden ein namhafter deutscher Großmotorenhersteller und die Partner FVTR GmbH, Schaller Automation Industrielle Automationstechnik GmbH & Co. KG, Umicore AG & Co. KG, Universität Rostock, KS Kolbenschmidt GmbH, Kompressorenbau Bannewitz GmbH und Sick AG in einem vierjährigen Forschungsprojekt technische Lösungen aufzeigen, die die Treibhausgasemissionen von Schiffsantrieben bis 2030 um 35% gegenüber dem heutigen Stand senken. Das Vorhaben wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie und Eigenanteilen der beteiligten Unternehmen finanziert.
Ausgehend vom Kraftstoff LNG, der die geringsten Partikel-, Stick- und Schwefeloxidemissionen aller heutigen Schiffskraftstoffe ermöglicht, sollen Lösungen untersucht werden, die auch die Emission klimaschädlicher Gase erheblich reduzieren. Aktuelle erdgasbetriebene Schiffsmotoren entlassen kleine Anteile des eingesetzten Brenngases als Methanemission in die Atmosphäre. Aufgrund der starken Klimawirkung von Methan (es ist um den Faktor 28 klimaschädlicher als CO2) können die Potenziale des sehr sauberen Erdgases heute noch nicht vollständig ausgenutzt werden. Deshalb sollen im Rahmen des Forschungsprojekts sowohl alle innermotorische Maßnahmen zur Reduktion der Methanemissionen als auch spezielle Abgaskatalysatoren systematisch unter die Lupe genommen werden. Ziel ist eine Reduktion des Methanschlupfes im Abgas um 90%. Das entspricht einer Gesamtreduzierung der Treibhausgasemissionen aus dem Motorbetrieb um 20%.
Durch gezielte Maßnahmen zur Steigerung des motorischen Wirkungsgrads im Gasbetrieb sollen weitere 5% Prozent der klimaschädlichen Emissionen eingespart werden. Dazu werden vor allem die Potenziale grundsätzlich neuer Gemischbildungsverfahren und einer gesteigerten Abgasturboaufladung zur Anhebung des Wirkungsgrads der innermotorischen Energiewandlung erschlossen.
Die vielfältigen Initiativen zum Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft werden dazu führen, dass zukünftig in vielen Anwendungsbereichen Wasserstoff in zunehmendem Umfang dem fossilen Erdgas zugemischt wird. Das hat deutlich positive Effekte auf die Treibhausgasemissionen bei der Nutzung dieser Gasgemische, stellt den Betrieb von Großmotoren aber vor große Herausforderungen. Im Projekt TEME2030+ werden deshalb Wasserstoffzumischungen von bis zu 30% von Anfang an bei der Entwicklung der zukünftigen Motortechnologien berücksichtigt. Eine Besonderheit des Projekts TEME2030+ ist, dass bei allen untersuchten Lösungsansätzen und Systemoptimierungen auf deren schnelle praktische Übertragbarkeit in die zukünftige Generation von Großmotoren geachtet wird. Damit soll sichergestellt werden, dass die Projektergebnisse schon in der kommenden Dekade zu real belegbaren Treibhausgasreduzierungen beitragen.
Ausgehend vom fossilen Energieträger Erdgas und der Ausschöpfung der damit erreichbaren Treibhausgasminderungen, schaffen die Projektergebnisse gleichzeitig eine wichtige Brücke zu einer vollkommen klimaneutralen Schifffahrt. Mit Fortschreiten der Energiewende kann der fossile Treibstoff Erdgas, der im Wesentlichen aus Methan besteht, schrittweise durch synthetisch erzeugtes Methan aus erneuerbaren Energiequellen abgelöst werden. Dabei können die heute für Erdgas aufgebauten und verwendeten Infrastrukturen kontinuierlich weiter genutzt werden. Bestehende Erdgasmotoren und LNG-Schiffe sind mit dem zukünftigen synthetischen Methan ebenfalls vollständig kompatibel. Auf diesem Wege können daher auch die Treibhausgasemissionen der bereits existierenden Schiffsflotte schrittweise reduziert werden, was wegen der langen Nutzungsdauer großer Handelsschiffe für die Erreichung der Klimaziele unabdingbar ist.
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