Emissionen im Seeverkehr senken
Die Schifffahrt ist zwar für die Weltwirtschaft bedeutsam, stellt aber auch eine große und wachsende Quelle der Umweltverschmutzung dar. Im Jahr 2018 entsprachen die globalen Emissionen des Seeverkehrs 1 076 Millionen Tonnen CO2 und hatten einen Anteil von rund 2,9 % an allen durch menschliche Aktivitäten verursachten Emissionen. Eine energieeffizientere Schifffahrt ist daher besonders wichtig, um Emissionen zu senken und die europäischen Klimaziele zu erreichen. Ziel des EU-finanzierten Projekts SeaTech war es, durch die Anwendung technologischer Innovationen dazu beizutragen, diese Zielvorgaben zu erfüllen.
Dynamische Flügekonstruktionen und effiziente Motoren
„Es gibt Tausende Schiffe, die alte Technologien nutzen und mit fossilen Brennstoffen wie Diesel betrieben werden“, erklärt der Projektkoordinator von SeaTech, Anders Öster von Wärtsilä. „Wir haben zwei Schlüsselinnovationen ermittelt, von denen wir dachten, dass sie dieses Problem angehen und dazu beitragen könnten, die Emissionen erheblich zu senken.“ Ziel des Projekts war es, neue Schiffsmotoren- und Antriebsinnovationen zu kombinieren und nachzuweisen, dass diese nachgerüstet werden können, um bestehende Schiffe kraftstoffeffizienter zu gestalten. Die Antriebsinnovation besteht aus einem dynamischen Flügel, der einer Flosse eines großen Wals ähnelt. Er ist am Bug des Schiffes angebracht und funktioniert, indem er die Wellenenergie einfängt, um zusätzlichen Schub zu erzeugen. „Wir ernten Energie aus dem Meer und nutzen die Kraft, die beim Auf und Ab der Wellen entsteht“, fügt Öster hinzu. „Dieser Flügel ist biomimetisch, d. h. er ist von der Natur inspiriert. Wale und Delfine nutzen dasselbe System, um sich fortzubewegen.“ Der Flügel kann ebenso zur Stabilisierung des Schiffes bei rauem Wetter eingesetzt werden. Mit der vorgeschlagenen Motorinnovation wird unterdessen darauf abgezielt, eine bessere Kontrolle der Verbrennung zu erreichen. Am effizientesten ist es, wenn es mit Flüssigerdgas betrieben wird, das sauberer ist als Diesel. Mit der Lösung wird ebenso das Ziel verfolgt, die Methangasemissionen von Schiffen so weit wie möglich zu verringern.
In Wellentanks und auf See erprobt
Das Projektteam wollte verdeutlichen, dass diese beiden Innovationen am besten funktionieren, wenn sie zusammenarbeiten. Wenn zum Beispiel der Flügel dem Schiff auf rauer See zusätzlichen Schub verleiht, kann die Motorleistung reduziert werden, wodurch der Kraftstoffverbrauch gesenkt wird. „Wir haben viele Tests in Wellentanks durchgeführt und auch ein 10 Meter langes Schiffsmodell gebaut“, sagt Öster. „Das wurde in der Ägäis getestet.“ Es wurden Daten erhoben und analysiert, um zu prüfen, wie die beiden Innovationen abschneiden. Dabei wurde festgestellt, dass die vom Flügel gelieferte Energie sehr stark von der Schiffslänge und den Wellenbedingungen abhängt. Diese Motorinnovation wurde auch in eine kleine Passagierfähre nachgerüstet. Ein weiteres EU-finanziertes Überwachungsprojekt namens GREEN RAY ergab, dass die Methanemissionen an Bord der Fähre geringer waren, und bestätigte, dass die modernisierte Motorentechnologie das Potenzial birgt, die Gesamtemissionen zu senken.
Den Seeverkehr verändern
Wärtsilä hat die Motorinnovation auf den Markt gebracht und plant, sie für andere Motortypen weiterzuentwickeln. „Angenommen, nur 10 % der europäischen Küstenschiffe würden auf diese Weise nachgerüstet, würden jährlich 32,5 Millionen Tonnen CO2 vermieden“, so Öster. „Das entspricht den Emissionen von 200 000 Pkw.“ Die nächsten Schritte für das Antriebssystem umfassen Prototyperstellung und Pilotversuche. „Der Flügel erfordert viele Tests auf See, weil es so viele Variablen zu berücksichtigen gibt“, kommentiert Öster.
Schlüsselbegriffe
SeaTech, Schifffahrt, Seeverkehr, Verkehr, Motor, Antrieb, Emissionen, biomimetisch
