Ökologische Schiffsmotoren
Wenn von der Reduzierung von Abgasen und Schadstoffemissionen gesprochen wird, denkt man in der Regel an Autos, LKWs oder auch Flugzeuge. Von der Schifffahrt ist in dem Zusammenhang mit Emissionen nur selten die Rede. Große und häufig veraltete Schiffe profitieren von umweltfreundlichen Technologien, wobei eine nachhaltige Schifffahrt und längere Lebensdauern der Motoren zu erheblichen Kosteneinsparungen führen. Im Rahmen des Projekts Hercules ("High efficiency engine R&D on combustion with ultra low emissions for ships") wollten europäische Wissenschaftler fortschrittliche Technologien für Seeschiffe entwickeln. Zu den Zielen gehörte eine deutliche Reduzierung von Gas- und Partikelemissionen bei gleichzeitiger Erhöhung von Effizienz und Zuverlässigkeit der Motoren. Das Konsortium bestand aus Herstellern und Zulieferern, Hochschulen und Forschungseinrichtungen sowie den führenden Reedereien, die einen Anteil von 80% des Weltmarktes für Schiffsmotoren ausmachen und somit über die besten verfügbaren Technologien verfügen. Mit umfassenden und kooperativen Forschungsarbeiten befasste man sich mit Verbrennungsprozessen unter extremen Bedingungen. Die Wissenschaftler bewerteten und testeten Materialien und Komponenten für Motoren unter extremen Betriebsbedingungen. Sie entwickelten Thermo-Fluiddynamik-Modelle, um Verbrennungsprozesse und Emissionsbildung zu simulieren, und führten Experimente hinsichtlich der gleichen Konzepte durch. Darüber hinaus wurden Konzepte zur Steigerung des Wirkungsgrads der Motoren untersucht und entwickelt, ebenso wie verschiedene Emissionsmaßnahmen. Nach dem Studium von Techniken zur Emissionsreduktion wurden Systemprototypen entwickelt, mit denen die Emissionen entweder während der Verbrennung oder durch Nachbehandlung reduziert werden können. "Intelligente" Materialien, die auf Veränderungen des lokalen Umfelds reagieren, haben zahlreichen technologischen Fortschritten in vielen Bereichen den Weg geebnet. Das Herkules-Konsortium entwickelte neue Designs für eine Vielzahl von Motorkomponenten und nutzte dafür intelligente Materialien, um Motorreibung zu reduzieren und damit mehr Effizienz und eine längere Lebensdauer zu erreichen. Die Wissenschaftler befassten sich außerdem mit adaptiver Motorsteuerung, mit der der Betrieb je nach vorherrschenden Bedingungen computergestützt optimiert werden kann. Onboard-Tests für ein selbstlernendes System wurden entwickelt und durchgeführt, um verschiedene Programme für eine zielorientierte Motorleistung zu erstellen. Das Herkules-Projekt leistete enorme Fortschritte bei der Entwicklung von Technologien für eine höhere Effizienz von Schiffsmotoren, eine Reduzierung von Emissionen und eine längere Lebensdauer der Komponenten. Die Innovationen führten zu mehr als 30 Patentanmeldungen. Vollständige Tests an Bord von Schiffen boten einen Ausblick auf die nächste Generation von Schiffsmotoren.