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MAN’s ME-GIE Motor läuft erfolgreich mit Ethan

Positives Betriebsverhalten erweitert die Möglichkeiten von MAN B&W-Motoren mit alternativen Kraftstoffen

Der weltweit erste ME-GIE-Zweitaktmotor (Gas Injection Ethane) hat die Gaserprobung an Bord des LEG-Tankers GASCHEM BELUGA bei einer Fahrt zwischen Houston und den Bahamas erfolgreich absolviert.

Der Mitsui-MAN B&W 7G50ME-C9.5-GIE Motor ist der erste von zwei Motoren, die als Hauptantrieb für LEG-Tanker mit einer Lade-Kapazität von 36.000 m³ dienen, die von der deutschen Hartmann Reederei und der norwegischen Ocean Yield bestellt und bei Sinopacific Offshore Engineering (SOE) in China gebaut wurden.
Personal von MAN Diesel & Turbo überwachte das Verfahren an Bord des Schiffes und meldete den erfolgreichen Betrieb des ME-GIE mit Ethan, der bei verschiedenen Lasten wie vorgesehen arbeitete. Keine Gasleckagen wurden festgestellt während die Ethan-Füllstände in den doppelwandigen Rohrleitungen konstant deutlich unterhalb der unteren Explosionsgrenze (LEL) lagen.

GASCHEM BELUGA
Die GASCHEM BELUGA. © MAN D&T

Die GASCHEM BELUGA überquerte anschließend den Atlantik auf dem Weg nach Europa und wurde dabei ausschließlich mit dem Kraftstoff Ethan berieben. Der Motor hat inzwischen insgesamt 550 Betriebsstunden absolviert.

Kapitän Ulrich Adami, der Flottenmanager der Hartmann Reederei, sagt: „Die Entwicklung und Fertigstellung dieses Schiffstyps war für das ganze Team harte Arbeit und der Prozess beanspruchte mehrere Jahre. Daher wussten wir bereits, dass die GASCHEM BELUGA ein sehr gutes Schiff mit einer bahnbrechenden Technik ist. Doch zwischen einem Plan und seiner erfolgreichen Umsetzung ist immer ein Unterschied. Wir sind stolz, dass wir die erwarteten Ergebnisse voll und ganz erreicht haben.“

René Sejer Laursen, Sales & Promotion Manager, MAN Diesel & Turbo, sagt: „Die Berichte von der Erprobung des ME-GIE und die ersten Betriebserfahrungen sind sehr vielversprechend und sie bestätigen unseren Glauben an diese bahnbrechende Technik. Während der Motor in erster Linie für die Verbrennung von Ethangas ausgelegt ist, zeigen unsere Untersuchungen, dass der Motor auch mit anderen Gasen betrieben werden kann. Diese Entwicklung ist besonders spannend, da sie die Aussicht auf eine Verbrennung mit unterschiedlichen Kraftstoffen eröffnet, darunter die Verbrennung von Methan, Deponiegasen und flüchtigen organischen Verbindungen (VOC).“

Die Untersuchungen, die MAN D & T vorgenommen hat, haben eindrucksvoll bestätigt, dass der Betrieb des ME-GIE mit VOC machbar ist, was ihn zu einem äußerst gut geeigneten Hauptantrieb im Segment der Shuttle- Tanker und der VLCC-Supertanker macht.

Die GASCHEM BELUGA ist mit einem Antriebspaket ausgestattet, das von MAN D & T in Frederikshavn (Dänemark) geliefert wurde. Es umfasst eine AT3000 Fernsteuerung, einen VBS 1350 – ODS Mk5 CP-Propeller und einen Wellengenerator mit Frequenzwandler, der den Betrieb des Motors bei variablen Drehzahlen zwischen 80 und 100/min ermöglicht. Bei MAN D & T liegen gegenwärtig mehrere Bestellungen für weitere ME-GIE Motoren vor.

Die Vorteile der Verbrennung nach dem Dieselprinzip, die beim ME-GIE angewandt wird, können jetzt voll ausgeschöpft werden. Der Motor kann ohne Abstriche beim Wirkungsgrad mit praktisch allen Gasqualitäten betrieben werden, und zudem wird die vollständige Verbrennung durch einen relativ hohen Gaseinspritzdruck aufrechterhalten.

Der Motor ist in der Lage, mit einer Mischung aus LPG und Methan oder Ethan bei einem unveränderten Wirkungsgrad im Gasmodus zu laufen. Eine solche Mischung kann aus bis zu 50 Prozent LPG bestehen, wobei die Erkenntnisse von MAN D & T darauf hindeuten, dass sogar ein noch größerer LPG-Anteil verwendet werden kann.

Beträchtliches Potenzial

Das Oberteil eines 6-Zylinder-ME-GIE-Motors
Das Oberteil eines 6-Zylinder-ME-GIE-Motors. © MAN D&T

Große Möglichkeiten sieht das Unternehmen in der weiteren Entwicklung des ME-GIE, da der Motor nahezu jedes Gas als Kraftstoff nutzen kann. Solche Gase können zum Beispiel aus leichten Kohlenwasserstoffen oder VOC bestehen, die bei der Lagerung, dem Laden oder Löschen von Rohöl entstehen. Das eröffnet völlig neue Anwendungen für den Motor zum Beispiel in Shuttle-Tankschiffen, zur Stromerzeugung in abgelegenen Kraftwerken oder für Offshore-Anwendungen wie schwimmende Produktions-, Lager- und Verladeeinrichtungen (FPSOs), wo VOC in großen Mengen entstehen und gefährlich für die Umwelt sind.

Ethan

MAN B&W ME-GI-Motoren wurden bereits für den Betrieb mit Methan konstruiert, doch die Verwendung von Ethan ist neu. Nach Methan ist Ethan ein wesentlicher Bestandteil von Erdgas mit Anteilen zwischen rund einem und bis zu über zehn Prozent. Bevor Erdgas aber als Kraftstoff verwendet werden kann, muss es gereinigt werden, um Fremdstoffe wie etwa Ethan zu entfernen. Wie viele andere Kohlenwasserstoffe wird Ethan industriell durch Verflüssigung bei tiefen Temperaturen aus Erdgas isoliert. Es wird hauptsächlich in der Ethylenproduktion verwendet. Laut MAN D & T, wurde Ethan aufgrund des wettbewerbsfähigeren Preises anstelle von Schweröl als Treibstoff für LEG-Tanker gewählt. Das Emissionsprofil von Ethan weist ähnlich gute Werte wie bei der Nutzung von Methan mit einer vernachlässigbaren Menge Schwefel und vergleichsweise wenig CO2 auf.

Die ME-GIE Technik

Der ME-GIE-Motor verfügt über die neu entwickelte Pumpzerstäubereinheit (PVU) von MAN D & T, welche die Anforderungen an die Zufuhr von Hochdruck-Erdgas zum ME-GIE-Motor erfüllt. Die PVU übertrifft herkömmliche Brenngasversorgungssysteme dank ihrer niedrigeren Einbaukosten, des geringeren Platzbedarfs und der vollen Pumpenredundanz. In Verbindung mit SCR-Systemen (Selektive Katalytische Reduktion) – mit Hochdruck oder Niederdruck – wird auch ein Betrieb entsprechend Tier III erreicht. Der Motor ist im Leistungsbereich zwischen 5 und 90 MW erhältlich.

Der ME-GI-Motor – der neue Industriemaßstab

Die Technik des ME-GIE basiert auf dem erfolgreichen ME-GI-Motor (Gas Injection), der mit inzwischen über 200 bestellten Einheiten einen neuen Industriemaßstab für Zweitakt-Antriebsmotoren an Bord von Flüssiggastankern und Containerschiffen gesetzt hat. Der ME-GI-Motor bietet Schiffseignern und -betreibern eine sehr gute Lösung im Rahmen der umweltfreundlichen und hocheffizienten Zweitakttechnik.

Mit dem ME-GI-Motor hat die Entwicklung der Zweitaktmotoren durch die Kombination der speziellen Eigenschaften der Verbrennung mit mehreren Kraftstoffen und der bewährten Zuverlässigkeit des ME-Motors einen großen Schritt nach vorne gemacht. Das Dieselprinzip gibt dem ME-GI-Motor eine hohe Betriebsstabilität und Effizienz auch bei Lastwechseln und Kraftstoffwechseln, während wesentliche Eigenschaften wie der stabile Wechsel von Diesel zu Gas ohne Verbrauchseinbußen beibehalten werden. Der zu vernachlässigende Kraftstoffschlupf beim ME-GI-Motor macht ihn zur umweltfreundlichsten Zweitakttechnologie, die heute verfügbar ist.

Dipl. -Ing. Peter Pospiech
Redaktionsleitung bei VEUS-Shipping.com mit Schwerpunkt Schiffsbetriebstechnik, Transport, Logistik, Schiffahrt, Hafen und dem weitreichenden Thema Umweltschutz sowie gesetzliche Auflagen für Antriebsmaschinen.

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