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MAN ES: 2020 steht vor der Tür

MAN präsentiert neuen MAN B&W ME-LGIP Motor für die Nutzung von LPG

Aufgrund der immer strenger werdenden Emissionsgrenzwerte forderten viele Betreiber von LPG-Tankern MAN Energy Solutions auf, einen Motor zu entwickeln der mit LPG (Liquid Petroleum Gas) betrieben werden kann. Damit können LPG-Tanker mit einem Bruchteil der bereits an Bord befindlichen LPG-Fracht nicht nur nachhaltig, sondern auch wirtschaftlich und komfortabel angetrieben werden.

LPG ist ein äußerst umweltfreundlicher Kraftstoff und in etwa mit verflüssigtem Erdgas (LNG) vergleichbar. Ein mit LPG betriebener Motor erzeugt erheblich weniger Emissionen (im Vergleich zu MGO/HFO), so dass die Schiffe die strengen SOx-Emissionsvorschriften der IMO erfüllen können, die ab 2020 weltweit in Kraft treten sollen. Außerdem stellen diese Motoren einen wichtigen Schritt in Richtung der bis 2050 zu erreichenden GHG-Ziele der IMO dar und leisten einen Beitrag zur EEDI-Konformität.

Wayne Jones MAN ES, Pontus Berg BW LPG Ltd, Rene Sejer Laursen MAN ES, Lars Juliussen MAN ES. ©MAN ES
Von links: Wayne Jones MAN ES, Pontus Berg BW LPG Ltd, Rene Sejer Laursen MAN ES, Lars Juliussen MAN ES. ©MAN ES

Vor diesem Hintergrund hat MAN ES Anfang September in Kopenhagen seinen neuesten Zweitaktmotor, den für LPG-Betrieb ausgelegten Dual-Fuel MAN B&W ME-LGIP-Motor, vorgestellt. An dem Event nahmen Chief Sales Officer Wayne Jones sowie eine große Zahl von Kunden und Geschäftspartnern teil. Gastgeber waren Thomas Knudsen, Leiter der Two-Stroke Business Unit von MAN Energy Solutions, und Bjarne Foldager, ‎Vice President Sales & Promotion, Two-Stroke Business Unit.

Thomas Knudsen erklärte: “Der ME-LGIP baut auf dem Erfolg unserer ME-GI und ME-LGI Dual-Fuel-Motoren auf, die seit ihrer Markteinführung mehr als 250 Mal verkauft wurden. Mit im Wesentlichen der gleichen bewährten Technik können wir jetzt LPG in die wachsende Liste der Nicht-HFO- und alternativen Kraftstoffe aufnehmen, die unsere Zweitakt-Technik nutzen kann.“

Dazu Bjarne Foldager: “Das Interesse an LPG als Kraftstoff wächst innerhalb und außerhalb des LPG-Tankersegments aufgrund der schwefelfreien Zusammensetzung, der hohen Verfügbarkeit und des einfachen Bunkerns von LPG. Im Gasbetrieb arbeitet der ME-LGIP-Motor mit nur 3 % Pilotöl und einer Last bis herunter auf 10 %. Letztendlich erwarten wir, dass der Motor ohne Pilotöl auskommt.“

MAN Energy Solutions rechnet mit einer starken Nachfrage nach dem ME-LGIP-Motor für sehr große Gastanker (VLGCs) und Küstenschiffe.

Foldager ergänzte: ”Der Motor kann auch flüssige, flüchtige organische Verbindungen verbrennen, wofür wir uns bewusst entschieden haben, da die IMO in Zukunft sicherlich die Reduzierung flüchtiger organischer Verbindungen ins Visier nehmen wird. Daher eignet sich der LPG-Motor unserer Meinung nach auch ideal zum Antrieb von Shuttle-Tankern und sehr großen Rohöltankern (VLCC).”

Das Diesel-Antriebskonzept verleiht dem ME-LGIP-Motor seine einzigartige Betriebsstabilität und Effizienz, auch bei Last- und Kraftstoffwechsel; und Eigenschaften wie die stabile und verlustfreie Umschaltung von einer Kraftstoffart zur anderen bleiben erhalten. Der vernachlässigbare Gasschlupf macht den ME-LGIP-Motor zur umweltfreundlichsten auf dem Markt erhältlichen Zweitakt-Technologie.

MAN Energy Solutions berichtet, dass mit dem ME-LGIP-Motor im LPG-Betrieb im Vergleich zum HFO-Betrieb eine Reduzierung von ca. 18 % bei den CO2-Emissionen und ca. 90 % beim Feinstaubausstoß erzielt werden konnte.

Die Maritime Energiewende

Ein imaginärer Blick in den Motor. ©MAN ES
Ein imaginärer Blick in den Motor. ©MAN ES

Die Entwicklung des ME-LGIP-Motors zur Verbrennung von LPG ist Teil der „Maritimen Energiewende“ – ein Oberbegriff, der alle Aktivitäten von MAN Energy Solutions zur Unterstützung einer klimaneutralen Schifffahrt abdeckt.

Der Begriff leitet sich aus der deutschen „Energiewende“ ab und verkörpert den Handlungsbedarf, den MAN Energy Solutions im Hinblick auf die Reduzierung von Emissionen und die Etablierung von Erdgas als Kraftstoff der Wahl in der globalen Schifffahrt sieht. Die Maritime Energiewende fördert in erster Linie eine globale „Wende zum Gasantrieb“, die von der IMO vorangetrieben wird, und einen gemeinsamen Ansatz der Schifffahrtsindustrie und der Politik im Hinblick auf Investitionen in den Ausbau und die Modernisierung der entsprechenden Infrastruktur.

Erste Aufträge

Der neue MAN ES B&W ME-LGIP Motor. ©MAN ES
Der neue MAN ES B&W ME-LGIP Motor. ©MAN ES

MAN Energy Solutions erhielt bereits im März 2018 den ersten Auftrag, den neuen Motor zu liefern, als Hanjin Heavy Industries ankündigte, in ihren philippinischen Anlagen für EXMAR, die belgische integrierte Gasreederei, zwei VLGC-Einheiten (Very Large Gas Carriers) zu bauen. Die 80.000 m3 großen Neubauten werden jeweils von einem eigenen MAN B&W 6G60ME-LGIP-Mk9.5-Motor angetrieben.

LPG wurde als Kraftstoffoption für die VLGC-Einheiten ausgewählt, um die neue IMO-Schwefelemissionsgesetzgebung zu erfüllen, die 2020 in Kraft treten soll. Die Auslieferung der Motoren an die Werft ist für Dezember 2019 geplant. Nach dem Bau werden die Schiffe von Statoil gechartert.

ME-LGIP-Technologie

Zylinderkopf des ME-LGIP mit LPG Einspritzventil und Gasblock. ©MAN ES
Zylinderkopf des ME-LGIP mit LPG Einspritzventil und Gasblock. ©MAN ES

Die Motoren arbeiten entsprechend dem 2-Takt-Dieselverfahren. Sie sind von 5 bis 12-Zylinderversionen entsprechend ihres Bohrungsdurchmesser (von 500 bis 950 mm) verfügbar. Mit diesen Daten wird ihr Leistungsbereich mit 5.350 bis 82.440 kW angegeben.

Haupteigenschaften der ME-LGIP-Motoren:

  • ein Niederdruck-Einspritzsystem
  • ein dem vor kurzem für herkömmliche MDO/HFO-Motoren von MAN ES entwickelten ähnliches Kraftstoff-Einspritzsystem – das FBIV (Fuel Booster Injection Valve)
  • ein Einspritzdruck von 500-600 bar
  • die Fähigkeit zur Verbrennung von Kraftstoffen mit niedrigem Schwefelgehalt und niedrigem Flammpunkt: Methanol, Ethanol, LPG und Dimethylether (DME).

MAN B&W ME-LGIP-Motoren sind für den Dual-Fuel-Betrieb mit Dieselkraftstoffen und LPG als gleichberechtigten Alternativen vorgesehen.

Außerdem ist der ME-LGIP-Motor flexibel im Hinblick auf die LPG-Zusammensetzung und kommt sogar mit LPG-Sorten mit einem erheblichen Ethan-Anteil zurecht.

Das ME-LGI-Konzept (Liquid Gas Injection) ist auf alle langsam laufenden Motoren von MAN ES ab einer 50er Bohrung anwendbar, die entweder als Originalteil bestellt oder nachträglich umrüstet werden.

Einbau der ME-LPG-Motoren

Mit dem ME-LGIP-Motor reiht sich LPG in die Liste der flüssigen, umweltfreundlichen Kraftstoffe ein, die das Portfolio der Zweitakt-Dual-Fuel-Motoren von MAN Energy Solutions antreiben können und bei allen Lizenznehmern erhältlich sind. Das Unternehmen geht weiterhin davon aus, dass die ME-LGIP-Installation an Bord eines Handelsschiffes im Vergleich zu anderen, mit zwei Brennstoffen betriebenen Motorentypen, preislich äußerst konkurrenzfähig sein wird.

LPG als Kraftstoff

Realtime Prüfstandsdiagram vom LPGMotor. ©MAN ES
Realtime Prüfstandsdiagram vom LPGMotor. ©MAN ES

Die Zukunft von LPG als nachhaltiger Treibstoff für den Seetransport sieht vielversprechend aus, da es im Vergleich zu anderen gasförmigen Treibstoffen geringere Investitionen in die Infrastruktur, z. B. Bunkeranlagen, erfordert. LPG ist eine weltweit verfügbare Energiequelle und im Vergleich zu kryogenen gasförmigen Kraftstoffen leichter zu lagern und zu handhaben.

Außerdem war LPG schon immer ein preiswerterer Kraftstoff als MGO, bietet aber dieselbe Leistungsfähigkeit und Effizienz. Wichtig ist auch, dass LPG Carrier-Besitzer oder -Charterer durch die Möglichkeit, LPG-Fracht als ergänzende Kraftstoffquelle zu nutzen, erhebliche Kosteneinsparungen erzielen sowie Zeit und Kosten beim Bunkern von Kraftstoff einsparen können. MAN Energy Solutions rechnet daher mit einer starken Nachfrage nach dem ME-LGIP-Motor für sehr große Gastanker (VLGCs) und Küstenschiffe. Gegenüber MGO/HFO bieten Motoren die mit LPG betrieben werden weitere beachtenswerte Vorteile:

  • Geringere Emissionen (CO2, NOx, PM, SOx)
  • Es tritt nur eine geringe Belastung des Motoröls auf (keine PM (Ruß), keine Kraftstoffverdünnung, keine Dampfblasenbildung), die eine Viskositätsverminderung bewirken könnte.
  • LPG ist nicht mit Wasser löslich und kann so das Grundwasser nicht gefährden.
  • Flüssiggas gilt als schadstoffarmer Kraftstoff. Es hat einen sehr geringen Schwefelgehalt, einen hohen Reinheitsgrad und verbrennt praktisch rückstandsfrei (keine PM (Ruß)).

Das ME-LGI-Konzept

Versuchsmotor im MAN ES Research Center Copenhagen. ©MAN ES
Versuchsmotor im MAN ES Research Center Copenhagen. ©MAN ES

Mit einem neuen, ursprünglich für Methanol entwickelten Einspritzkonzept erweitert das ME-LGI-Konzept das Dual-Fuel-Portfolio des Unternehmens erheblich und ermöglicht die Nutzung weiterer Kraftstoffe mit niedrigem Flammpunkt, wie Methanol, Dimethylether und jetzt auch LPG.

Das Präfix ‘ME’ gibt an, dass der neue Motor von der bewährten elektronischen Steuerung profitiert, die auch die Einspritzung des Kraftstoffs durch das sogenannte Kraftstoff-Booster-Einspritzventil umfasst. Durch diesen innovativen, speziell für den ME-LGI-Motor entwickelten Kraftstoff-Booster ist gewährleistet, dass ein Niederdruck-Brenngassystem eingesetzt werden kann, wodurch die Einführungskosten deutlich gesenkt werden und die Zuverlässigkeit steigt.

Der ME-LGI wurde aufgrund des Interesses der Schifffahrtsbranche an Alternativen zum Schwerölbetrieb entwickelt. Methanol- und LPG-Tanker sind schon seit vielen Jahren auf dem Meer unterwegs, und derzeit werden viele neue LPG-Tanker gebaut, da die globale LPG-Infrastruktur wächst. Wenn bereits ein nachhaltiger, komfortabler und vergleichsweise billiger Kraftstoff an Bord ist, liegt es nahe, einen Teil der Fracht für den Schiffsantrieb zu nutzen, wobei die Umweltfreundlichkeit ein wichtiger Nebeneffekt 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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