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Auf Luftblasen durch die Nordsee – mit Erdgas im Hafen

Aktuelle Umwelttechnik auf der AIDAPRIMA

Die jetzt in Hamburg vorgestellte neue AIDAPRIMA des deutschen Kreuzfahrtveranstalters AIDA Cruises, Rostock, ein Unternehmen der amerikanischen Carnival Corp., wurde mit der modernsten Umwelttechnik ausgerüstet, die aktuell auf dem Markt verfügbar ist. Neben einem Abgasfilter im Dauerbetrieb, Erdgas statt Mineralölkraftstoff im Hafen und Wärmerückgewinnung zählen auch ein optimiertes Rumpfdesign und eine patentierte Luftblasenschmierung zu den Neuerungen dieses einzigartigen Kreuzfahrtschiffes.

Kürzlich erklärte der Leitende Ingenieur des Neubaus, Eckbert Schubert, die technischen Neuerungen des Schiffes, von denen die über 3000 Gäste ein paar Decks weiter oben kaum etwas mitbekommen. Neben technischen Maßnahmen zur Schadstoffreinigung führen auch verschiedene innovative Maßnahmen zu einem deutlich reduzierten Kraftstoffverbrauch von bis zu 20 Prozent und somit eben auch zu einem verringerten Schadstoffausstoß. Nach Angaben von Schuster verbraucht die AIDAPRIMA heute im Durchschnitt 2,7 Liter Kraftstoff auf 100 Kilometer, wobei schon die vorherigen Neubauten der Meyer Werft mit einem Wert von nur 3 Litern auch schon sehr gut im Rennen lagen.

Umfassende Abgasnachbehandlung

Die in Genua beheimatete AIDAPRIMA der „Kussmundreederei“ verfügt als erstes Kreuzfahrtschiff weltweit über ein dreistufiges System zur Abgasnachbehandlung. Die besonders kompakte Bauweise des Systems ermöglicht es erstmals, alle maßgeblichen Reinigungsstufen technisch unterzubringen. Stickoxide werden in einem Wärtsilä-Katalysator gebunden und Ruß- und Brennstoffrückstände in einem Filter ausgefällt. Die Schwefeloxide werden ohne Zusatz von Chemikalien in einem Wäscher im Open-Loop-System des italienischen Herstellers Eco Spray entfernt. Mit dieser bislang einzigartigen Filter-Technik werden die Emissionen von Rußpartikeln, Stickoxiden sowie Schwefeloxiden auf der AIDAPRIMA um 90 bis 99 Prozent reduziert. Der Ausstoß von Kohlenmonoxid wird um 70 Prozent und die Emissionen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen um 85 Prozent gesenkt. Gefahren wird diese Filteranlage im Dauerbetrieb, das heißt auch außerhalb der entsprechenden SECA-Schutzzonen (Sulphur Emission Control Area) in der Nord- und Ostsee.

Erdgaseinsatz im Hafen

Eine Premiere in der Kreuzfahrtindustrie ist die Installation eines Dual-Fuel-Motors von Caterpillar-MAK vom Typ 12VM46DF mit einer Leistung von 10.800 kW, zu den anderen drei Caterpillar-MAK-Dieselmotoren mit einer Leistung von jeweils 12.000 kW, auf der AIDAPRIMA. Dieser Dual-Fuel-Motor kann sowohl mit Schweröl, Marinediesel (MGO) als auch im Hafenbetrieb mit Erdgas, nach einer Vorlaufzeit von rund einer Stunde, betrieben werden und zwar in den Häfen, in der die erforderliche Infrastruktur während der Hafenliegezeiten vorhanden ist. Der komplette Einsatz von Erdgas des Schiffes ist nicht möglich, da das Schiff nicht über die geeigneten Lagertanks (LNG-Tanks) verfügt. Diese waren nach Auskunft von Schuster zur damaligen Planungszeit der AIDAPRIMA vor rund sieben Jahren auf Kreuzfahrtschiffen noch nicht zugelassen gewesen. Durch den Erdgas-Einsatz geht das Unternehmen nunmehr einen wichtigen Schritt zur Senkung der Emissionen, denn 40 Prozent seiner Betriebszeit verbringt ein Kreuzfahrtschiff durchschnittlich in einem Hafen.

Bereits seit 2010 verwendet AIDA Cruises in allen europäischen Häfen entsprechend der Vorgaben der IMO ausschließlich Kraftstoff mit einem maximalen Schwefelgehalt von 0,1 Prozent. In Hamburg erfolgt dies von AIDA Cruises bereits freiwillig seit 2007. Durch die Erdgas-Nutzung werden die Emissionen noch einmal weiter gesenkt: Der Ausstoß von Schwefeloxiden und Rußpartikeln wird gänzlich vermieden. Die Emission von Stickoxiden verringert sich um bis zu 80 Prozent und die CO2-Emissionen werden um 20 Prozent reduziert. Die Erdgas-Anwendung wurde bei der Mitsubishi-Bauwerft in Japan bereits umfangreich getestet, der Motor lief hier schon über 100 Stunden störungsfrei mit Erdgas. Die technischen Anlagen laufen einwandfrei, teilte Schuster bei der Begehung des unter besonderen Sicherheitsbestimmungen eingerichteten LNG-Regasifizierungsstation im Maschinenraum der AIDAPRIMA nun mit.

Die Vorbereitungen und erste Genehmigungsverfahren für den Einsatz von Erdgas während der von AIDA durchgeführten Metropolenreisen in den Häfen Hamburg, Southampton, Le Havre, Rotterdam und Zeebrügge sind bereits in vollem Gange, die erforderliche Infrastruktur befindet sich derzeit im Aufbau. Die LNG-Versorgung der AIDAPRIMA im Hafen wird dabei über LNG-Tankwagen erfolgen und in den kommenden Wochen geht man in den ersten Häfen in den Testbetrieb.

“Wir glauben an Erdgas als den saubersten fossilen Brennstoff”, sagte Felix Eichhorn, President AIDA Cruises bei der Vorstellung des neuen Schiffes in Hamburg. “Mit der AIDAPRIMA versorgen wir als weltweit erste Kreuzfahrtreederei ein Schiff im Hafenbetrieb emissionsarm mit Erdgas und stellen damit erneut unsere Innovationskraft unter Beweis. Ich bin überzeugt, dass unser Weg auch ein klares Signal an die Häfen und LNG-Produzenten ist, in die notwendige Infrastruktur zu investieren”, so Eichhorn weiter. Mit der nächsten Schiffsgeneration, die von der Meyer Werft erbaut wird und 2019/2020 in Dienst gestellt wird, geht AIDA noch einen Schritt weiter. Diese Neubauten werden dann mit dem Konzept “Green Cruising” zu 100 Prozent Erdgas betrieben.

Anlässlich des Erstanlaufs der AIDAPRIMA in Rotterdam am 19. April 2016 besiegelten AIDA Cruises und der weltweit tätige Energieproduzent Shell die Partnerschaft für die künftige Versorgung der AIDAPRIMA und ihrem noch im Bau befindlichen Schwesterschiff AIDAPERLA, die im Juni 2017 in Fahrt kommen soll, mit LNG. Dabei wird Shell als exklusiver strategischer Partner von AIDA Cruises, in allen Häfen das LNG für einen emissionsarmen Schiffsbetrieb liefern.

Aidaprima beim Erstanlauf in Hamburg am 21.4.2016LNG-Hauptmotor mit Chief Eckbert SchusterMALS-TurbinengebläseLNG-AufbereitungsanlageLNG-Aufbereitungsanlage

 

Hydrodynamische Optimierung und Luftblasenteppich

Neben der Verringerung der Emissionen ist die Erhöhung der Effizienz ein wesentliches Kriterium für einen umweltfreundlichen Schiffsbetrieb. Im Vergleich zur AIDASTELLA, dem bislang jüngsten Schiff der letzten AIDA-Generation von der Meyer Werft, verbraucht die AIDAPRIMA durch unterschiedliche Maßnahmen rund 20 Prozent weniger Antriebsenergie pro Person an Bord. Dazu trägt vor allem die hydrodynamische Optimierung des Neubaus bei.

Das auffällige Design mit dem senkrechten Bug ist vor allem den neuen optimierten Rumpfdesign und der innovativen MALS-Technologie geschuldet. Dieses so genannte Mitsubishi Air Lubrication System (MALS), ein Luftblasenschmiersystem, das in ähnlicher Form auch vor über 10 Jahren schon bei den in Deutschland erbauten Futura-Frachtschiffen zum Einsatz kam, wurde erstmals bei einem Kreuzfahrtschiff angewendet. Dabei wird an drei Stellen im Doppelboden des Schiffes bei einer Fahrgeschwindigkeit von mehr als 10 Knoten ein Luftstrom mit 1 bar herausgeleitet. Der Turbinengenerator mit einer Leistung von 360 kW liefert hierzu in der Stunde ein Volumen von rund 10.000 Kubikmeter Luft. Durch dieses Verfahren gleitet das Schiff reibungsarm über einen Teppich aus Luftblasen, wodurch Antriebsenergie eingespart wird. Dies führt zu einer Energieeinsparung von bis zu 5 Prozent, zudem wird das Schiff nach Angaben von Schuster bis zu 0,9 Knoten schneller.

Weiterhin kommen auf der AIDAPRIMA erstmals nun auch modernste, um 360 ° drehbare und sehr strömungsgünstige ABB-Pod-Antriebe vom Typ Azipod XO2100 mit einer Leistung von jeweils 14 MW und einer exzellenten Manövrierfähigkeit zum Einsatz, die ebenfalls zur Senkung des Treibstoffverbrauches führen.

Hindernisse beim Landstrom

Die AIDAPRIMA ist theoretisch zwar in der Lage, die Maschinen komplett abzustellen und Landstrom zu beziehen, wobei dieser Landstrom bislang in keinem der angelaufenen Häfen zur Verfügung steht. Zwar gibt es neuerdings am Kreuzfahrtterminal in Hamburg-Altona einen Landstromanschluss, dieser Liegeplatz kann aber aufgrund der Größe der rund 300 Meter langen AIDAPRIMA nicht angelaufen werden.

Wärmerückgewinnung

An Bord der AIDAPRIMA finden verschiedene Verfahren zur Senkung des Energieverbrauches Anwendung. Dazu gehört der Einsatz von Mittelspannung, drehzahlgesteuerten Pumpen aber auch so genannten Absorbtions-Kälteaggregate, um Abwärme wiederzuverwenden. So wird die von den vier Hauptmaschinen zurückgewonnene Wärmeenergie für die Vorwärmung der Tankheizung und Dampfproduktion genutzt sowie im Winter für die Heizung der Raumluft. Durch die Absorbtions-Kälteaggregate wird aus Abwärme wiederum Kälte für die Klimaanlage, d.h. diese Geräte entziehen der Raumluft Wärme und kühlen dadurch die Luft.

Im gesamten Technikbereich finden sich weitere umweltfreundliche und energiesparende Maßnahmen wieder: So kommt bei der Beleuchtung fast ausschließlich LED-Technik zum Einsatz und durch den Einsatz einer Tunnel-Waschanlage in der Wäscherei konnte der Wasserverbrauch auf nur noch 2,5 Liter pro Kilogramm Wäsche reduziert werden. Hierbei wird über eine Osmose-Anlage aufbereitetes Meerwasser eingesetzt. Dieses technische Wasser verfügt über eine sehr geringe Härte, so dass der Waschmitteleinsatz reduziert werden kann. Anfallendes Abwasser des gesamten Schiffes wird in einer Wärtsilä-Abwasserreinigungsanlage MBR (Membran-Bio-Reaktor) vor der Ableitung in die See vollständig geklärt.

Christian Eckardt
Redaktionsmitglied bei VEUS-Shipping.com mit Schwerpunkt Schifffahrt und Offshoretechnik.

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