Neuer Zweistoffmotor für umweltfreundlicheren Schiffsbetrieb
Ein neuartiger Zweistoffmotor, der sowohl mit Diesel oder Schweröl als auch mit Gas laufen kann, soll Anfang 2015 in Betrieb genommen werden. Der Ein-Zylinder-Schiffsmotor wird von der Universität Rostock und der Firma Caterpillar entwickelt und nimmt die zukünftigen verschärften Abgasnormen im Schiffsverkehr vorweg.
Der neuartige Ein-Zylinder-Motor, den die Universität Rostock in den nächsten Jahren entwickeln will, wird auf Basis des MaK M 34 DF Zweistoffmotors von Caterpillar individuell konstruiert. Der sogenannte „Dual-Fuel-Motor“ läuft sowohl mit Diesel oder Schweröl als auch mit Gas.
Foto: Caterpillar
An der Universität Rostock wird an einem neuartigen Brennverfahren für Zweistoffmotoren gearbeitet. Diese so genannten „Dual-Fuel-Motoren“ können aufgrund ihrer besonderen Motor-Konstruktion auch gasförmige Kraftstoffe verwerten, die sich mit der Ansaugluft mischen. Bei hoher Verdichtung wird das Gas-Luft-Gemisch durch Einspritzung von Heizöl gezündet und verbrannt. Mit dem Zweistoffmotor, der nun neu entwickelt werden soll, werden auch neue Brennverfahren erprobt, um auf zukünftige verschärfte Abgasnormen vorbereitet zu sein. Auch die Leistungsdichte soll erhöht und dabei gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch und damit die CO2-Emissionen reduziert werden
Größter Ein-Zylinder-Motor an einer deutschen Universität
Der weltweite Vertrieb für den Motor liegt beim Motorenbauer Caterpillar, der in Rostock eine seiner Produktionsstätten hat und bereits seit 2009 an der Entwicklung und Erprobung von Zweistoff-Schiffsmotoren arbeitet. Kernstück der Forschungen ist ein neuartiger Ein-Zylinder-Motor, der nächstes Jahr auf dem Prüfstand und im ersten Quartal 2015 in Betrieb genommen werden soll. „Das ist dann der größte Ein-Zylinder-Motor, an dem an einer deutschen Universität geforscht wird“, sagt Professor Horst Harndorf von der Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik der Universität Rostock. Etwa 100 Studenten, vier Doktoranden und zwei Mechaniker werden an der Uni Rostock in das Forschungsprojekt eingebunden. Weltweit gibt es nur drei Universitäten, die im Bereich Schiffsdieselmotoren und maritime Kraftstoffe nach Lösungen für den Dual-Fuel-Betrieb mit Erdgas suchen. Das Verbundvorhaben wird vom Bundeswirtschaftsministerium mit knapp vier Millionen Euro gefördert.
Der neuartige Ein-Zylinder-Motor wird auf Basis des MaK M 34 DF Zweistoffmotors von Caterpillar individuell konstruiert. Dabei wird der Verbrennungsablauf anhand mathematischer und numerischer Berechnungen am Computer simuliert. Im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Anforderungen an die saubere Verbrennung der jeweiligen Brennstoffe sind beispielsweise zwei Einspritzsysteme notwendig sowie die Entwicklung eines Sicherheitskonzeptes für den Gasbetrieb.
Die schärferen Abgasstandards ab 2016 schon jetzt einhalten
Bis zum Herbst 2014 soll die Infrastruktur für den neuen Motor an der Uni Rostock stehen. Dazu gehört ein Fundament für 70.000 Euro, das private Investoren finanzieren, damit der Motor mit seiner Höhe von vier Metern und einem Gewicht von etwa 35 Tonnen dort sicher steht und betrieben werden kann. Im kommenden Jahr werden vier Wissenschaftler eingestellt, die Computermodelle entwickeln, bis der Motor läuft.
Ziel des Projektes ist es, heute bereits die Abgasstandards der Zukunft zu antizipieren, denn schon in drei Jahren müssen Motoren in neuen Schiffen auf schadstoffärmere Treibstoffe ausgerichtet werden. Die Vorgaben der Internationalen Maritimen Organisation (IMO) bezüglich der Reduktion der Schwefel- und Stickoxidwerte setzen enge zeitliche Grenzen. Bis 2016 soll die Umstellung bei Schiffsneubauten auf wesentlich umweltfreundlichere Motoren und Treibstoffe vollzogen sein. Und es sind weitere Verschärfungen in der Zukunft zu erwarten.
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