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Treibstoffpreise und Umweltauflagen bremsen die Schiffsgeschwindigkeit

24.09.2008
Reedereien setzen auf neue Antriebskonzepte und Energierückgewinnung aus den Schiffsabgasen

Getrieben von hohen Energiekosten und steigenden Umweltabgaben setzen immer mehr Reedereien auf neue Antriebskonzepte: Statt Geschwindigkeit stehen Energieeinsparung, weniger Emissionen und optimale Motorisierung im Mittelpunkt ihrer strategischen Entscheidungen. „Die Reedereien denken um“, erklärte Ernst-Christoph Krackhardt, bei Siemens Marine Solution für die Handelsschifffahrt zuständig.


Anlagenschema zur Nutzung der Energie aus Schiffsabgasen

„Sie entscheiden sich für eine effizientere und betriebswirtschaftlich nachhaltigere Motorisierung ihrer Schiffe. Dafür werden alle Energiepotenziale, wie beispielsweise Abgase, genutzt“.

Hohe Treibstoffpreise und Betriebskosten, Investitionssicherheit, CO2-Zertifizierung oder die Hafenzulassung sind heute die Themen, denen sich Reedereien und Werften stellen und die den Bau neuer Schiffe beeinflussen. So können die Betriebskosten durch eine geringere Schiffsgeschwindigkeit deutlich reduziert werden: Fährt ein Containerschiff beispielsweise 20 statt wie bisher 25 Knoten, sinken die Brennstoffkosten um bis zu 40 Prozent. Auch die erforderliche Maschinenleistung zum Antrieb des Schiffes geht entsprechend zurück. Dies erlaubt künftig eine schwächere Motorisierung.

„Ergänzend bewirken unsere Lösungen zur Energierückgewinnung aus den Schiffsabgasen, die so genannte Waste Heat Recovery, in Kombination mit Booster-Antrieben eine deutliche Verbesserung der Energiebilanz“, so Krackhardt. Diese Lösungen können in der Designphase von Schiffsneubauten berücksichtigt und bei überschaubarem Umbauaufwand selbst in bestehende Schiffe nachgerüstet werden. Bei acht Schiffen einer dänischen Reederei konnte der Treibstoffverbrauch allein durch die Nutzung der Schiffsabgase zur Stromerzeugung um mehr als zehn Prozent pro Schiff reduziert werden. „Aus den Schiffsabgasen erzeugen wir bis zu neun Megawatt Strom, die für die Versorgung des Bordnetzes und/oder für den Booster-Antrieb – einen auf der Antriebswelle aufgesetzten Elektromotor zur weiteren Steigerung der Antriebsleistung – genutzt werden können“, sagte Krackhardt. „Und das zuverlässig - diese Technologie funktioniert heute bereits auf 14 Schiffen zur vollsten Zufriedenheit des Reeders“.

Bei dem „Waste Heat Recovery System“ wird die Energie der heißen Abgase von Schiffs-Dieselmotoren, die bislang ungenutzt über den Schornstein abgeleitet wurden, in nachgeschalteten Abhitzekesseln zur Dampferzeugung verwendet und damit Turbogeneratoren angetrieben, die Energie für die Stromversorgung an Bord erzeugen. Weitere elektrische Energie kann auch mit dem direkt auf der Propellerwelle montierten Generator/Motor erzeugt/abgegeben werden. Wenn die Leistung des Hauptantriebs nicht vollständig ausgenutzt wird, kann dieser so genannte Wellengenerator dem Bordnetz elektrische Energie zur Verfügung stellen und somit die Hauptmaschine höher auszulasten. Dies führt wiederum zu mehr und günstiger erzeugter Abgasenergie. Dadurch wird es möglich, die Betriebszeiten der Bordnetzdiesel signifikant zu reduzieren. Ebenso kann der Wellengenerator als elektrischer Motor eingesetzt werden, womit die Gesamtantriebsleistung des Schiffs erhöht werden kann, um bei Bedarf eine höhere Geschwindigkeit zu erreichen. Darüber hinaus lässt sich die elektrische Maschine im Motorbetrieb als alleiniger Antrieb beim Manövrieren im Hafen oder bei Langsamfahrt einsetzen. Bei diesen Manövern wird der Hauptantrieb (meist ein Großdiesel) abgeschaltet und von der Welle entkoppelt.

Alle Funktionen werden über ein Energie-Managementsystem gesteuert, das die verfügbare Energie und den Betrieb des Wellengenerators/-motors – allen aktuellen Anforderungen entsprechend – automatisch anpasst und optimal einsetzt. Das Abgasrückgewinnungssystem ermöglicht die flexible Erzeugung und Verwendung elektrischer Energie. Das Energiemanagement optimiert die Effizienz der Hauptmaschine und reduziert die Betriebszeiten der Generatorsätze und damit deren Betriebs- und Wartungskosten. Werften können durch Integrieren des Waste Heat Recovery Systems die Hauptmaschine mit geringerer Nennleistung auslegen und den Maschinenraum so flexibler nutzen. Der Wellengenerator ist ohnehin im vorhandenen Antriebswellentunnel installiert, daher entfällt ein zusätzlicher Installationsraum.

Bei den derzeit hohen Spritpreisen rechnet Krackhardt, dass der nachträgliche Einbau einer Waste-Heat-Recovery-Lösung eine Investition ist, die sich bereits nach zweieinhalb Jahren ausgezahlt hat. „Bei einer Schiffslebensdauer von 25 bis 30 Jahren rechnet sich das auf alle Fälle – für den Reeder ebenso wie für die Umwelt – zudem ist damit auch die Option geschaffen, das CO2-Trading- Szenario nutzbringend für alle Beteiligten zu gestalten.

Weitere Informationen über Lösungen für die Handelsschifffahrt und Marine unter: http://www.siemens.de/marine

Der Siemens-Sektor Industry (Erlangen) ist der weltweit führende Anbieter von Produktions-, Transport- und Gebäudetechnik. Mit durchgängigen Hardware- und Software-Technologien und umfassenden Branchenlösungen steigert Siemens die Produktivität und Effizienz seiner Kunden aus Industrie und Infrastruktur. Der Sektor besteht aus den sechs Divisionen Building Technologies, Industry Automation, Industry Solutions, Mobility, Drive Technologies und OSRAM. Mit weltweit rund 209 000 Mitarbeitern erzielte Siemens Industry im Geschäftjahr 2007 einen Umsatz von etwa 40 Milliarden Euro (pro forma, unkonsolidiert). http://www.siemens.com/industry Die Siemens-Division Industry Solutions (Erlangen) gehört mit den Geschäftsaktivitäten Siemens VAI Metal Technologies (Linz, Österreich), Siemens Water Technologies (Warrendale, Pennsylvania, USA) und Industry Technologies (Erlangen) zu den weltweit führenden Lösungsanbietern und Dienstleistern für Anlagen der Industrie und Infrastruktur. Mit eigenen Produkten, Systemen und Verfahrenstechnologien entwickelt und baut Industry Solutions für Endkunden Anlagen, nimmt diese in Betrieb und betreut sie über deren gesamten Lebenszyklus.

Wieland Simon | Siemens Industry Solutions
Weitere Informationen:
http://www.siemens.de/marine

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