Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schärfere Ökostandards für Schiffe

16.12.2013
Universität Rostock forscht am Ein-Zylinder-Motor

Schiffsherzen könnten bereits 2016 umweltfreundlicher schlagen. An der Universität Rostock soll das Brennverfahren für so genannte Dual-Fuel-Motoren, die sowohl mit Diesel oder Schweröl als auch mit Gas betrieben werden können, entwickelt und konstruiert werden.

Der weltweite Vertrieb liegt beim international agierenden Motorenbauer Caterpillar. 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 Prof. Harndorf.

Anders als bei den bereits heute erhältlichen Dual-Fuel-Motoren, wie dem MaK M 46 DF von Caterpillar, geht es bei dem zu entwickelnden Modell darum, neue Brennverfahren zu erproben, um auf zukünftige verschärfte Abgasnormen vorbereitet zu sein. Auch die Leistungsdichte soll bei gleichzeitiger Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit der CO2-Emissionen erhöht werden.

Schon in drei Jahren müssen Schiffsmotoren in Neubauten auf schadstoffärmere Treibstoffe ausgerichtet werden, um die Schwefel- und Stickoxidemissionen deutlich zu reduzieren. Damit das Öko-Projekt auch danach weitergeht, ist die Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik der Universität Rostock gemeinsam mit dem Motorenbauer Caterpillar, der in Rostock eine seiner Produktionsstätten hat und der aus der Uni ausgegründeten Firma FVTR GmbH, vom Bundeswirtschaftsministerium mit einer Lösung beauftragt worden. Gefordert ist, heute bereits die Abgasstandards der Zukunft zu antizipieren. Das innovative Verbundvorhaben wird vom Bund mit knapp vier Millionen Euro gefördert. Etwa 100 Studenten, vier Doktoranden und zwei Mechaniker werden an der Uni Rostock in das Forschungsprojekt eingebunden.

„Eine Herkulesaufgabe, aber lösbar“, sagt Professor Horst Harndorf, der den Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren leitet und gemeinsam mit Professor Egon Hassel vom Lehrstuhl für Technische Thermodynamik nach Lösungen sucht. „ Das Öko-Motor-Projekt kommt nicht von ungefähr zu uns. Wir haben uns durch unsere erfolgreiche maritime Forschung empfohlen“, sagt Prof. Harndorf. Die Uni Rostock forscht bereits seit einigen Jahren gemeinsam mit Caterpillar. „Das große Verbundprojekt ist ein nächster Schritt“, sagt Andreas Banck, in der Entwicklungsabteilung von Caterpillar Motoren zuständig für neue Technologien und die Optimierung von Schiffsdieselmotoren. Das Verbundprojekt sieht der 43-Jährige zwar „als große Aufgabe, aber es ist kein Hexenwerk“. Für Banck steht fest, dass die Forschung am Ein-Zylinder-Motor neue ökologisch vertretbare Brennverfahren bringen wird. „Die Zusammenarbeit mit der Uni Rostock läuft sehr gut und ergebnisorientiert“.

Hassel und Harndorf ist klar: „Klimaschutz ist zum globalen Marktfaktor geworden“. Deshalb seien für einen umweltfreundlichen Motor unter anderem „völlig neue Verbrennungskonzepte mit Erdgas nötig“. Die Herausforderung für die Rostocker Forscher: Kunden wollen ein Schiff, das effizient fährt. Denn: Über 90 Prozent des weltweiten Warenstroms werden über den Seeweg abgewickelt. 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 weitere Verschärfungen in der Zukunft sind zu erwarten.

Der neuartige Ein-Zylinder-Motor wird auf Basis des MaK M 34 DF Zweistoffmotors von Caterpillar individuell konstruiert. Dabei werden mathematische und numerische Simulationen des Verbrennungsablaufes in der virtuellen Realität abgebildet. „Wir brauchen detaillierte Berechnungsmodelle“, sagt Dr. Christian Fink, Teamleiter am Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren. Weltweit gibt es nur drei Universitäten, die im Bereich Schiffsdieselmotoren und maritime Kraftstoffe nach Lösungen für den Dual-Fuel-Betrieb mit Erdgas suchen. „Ein Alleinstellungsmerkmal für uns in Deutschland“, so Prof. Hassel. 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.

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 in Betrieb genommen werden kann. Im kommenden Jahr werden vier Wissenschaftler eingestellt, die Computermodelle entwickeln, bis der Motor läuft. „Dann werden diese Modelle der Wirklichkeit angepasst“, verdeutlicht Fink. „Solche Berechnungen gibt es bislang für Dual-Fuel-Motoren noch nicht auf der Welt.“ (Text: Wolfgang Thiel)

Fotos
Prof. Dr. Horst Harndorf, Prof. Dr. Egon Hassel und Manager Andreas Banck
Kontakt
Universität Rostock
Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik
Prof. Dr. Horst Harndorf
Fon: +49 381 498-9150
Mail: horst.harndorf@uni-rostock.de

Ingrid Rieck | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-rostock.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Nutzfahrzeuge: Neuer Professor entwickelt effizientere und leichtere Bauteile mit 3D-Metall-Drucker
03.05.2018 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Die Zukunft des Fliegens auf dem Prüfstand
25.04.2018 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Was einen guten Katalysator ausmacht

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Superkondensatoren aus Holzbestandteilen

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Schaltschrank-Plattform für die Energiewelt

24.05.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics