Aufrufe
vor 6 Monaten

HANSA 03-2022

  • Text
  • Hansaplus
  • Wasserstoff
  • Maersk
  • Schifffahrt
  • Container
  • Shipping
  • Schiff
  • Schiffe
  • Methanol
  • Hansa
  • Maritime
Arktische Schifffahrt| St. Lawrence · Future Fuels| Interview Denise Kurtulus / Rolls-Royce| HCOB-Schiffsfinanzierung| Jones-Act-Flotten| Methanol-Neubauten für Maersk| Marine Surveyors

SCHIFFSTECHNIK | SHIP

SCHIFFSTECHNIK | SHIP TECHNOLOGY zwölf Schiffe eingespart werden können. Der Betrieb dieser Serie mit ausschließlich VLSFO und ULSFO emittiert 1,135 Mio. t CO2 pro Jahr. Bei der Verwendung von CO2-neutralem Methanol und Zündöl sind es 0 t CO2 per annum. Motorentechnik Die Hauptmaschine kann, wenn sie mit einer Wasser-Methanol-Mischung betrieben wird, die in den weltweiten ECA’s geltenden NOx-Grenzwerte laut IMO Tier III ohne den baulichen und operativen Kostenaufwand einer Abgasrückführung (EGR) oder eines Abgaskatalysators (SCR) erfüllen. Maersk gab bekannt, dass man das in 2023 abzuliefernde 2.100-TEU-Feederschiff mit zwei 4-Taktmotoren der Baureihe 6H32 F-LM von Himsen (Hyundai-Engine) ausrüsten wird. Diese wären die ersten mit Methanol betrieben 4-Takt-Motoren, auf einem Handelsschiff. Es ist davon auszugehen, dass auf den größeren Schiffen ebenfalls Himsen-Motoren verwendet werden. MAN will im Jahr 2022 Viertakt-Motoren ausliefern, die für Methanol-Betrieb ab 2024 nachgerüstet werden könnten. Wärtsilä gibt an, dass man ab 2024 lieferfähig ist. Hilfsbetrieb Die Regelung der dauerlaufenden Betriebspumpen und Lüfter wird sicherlich frequenzgeregelt ausgeführt werden, um den Bedarf an elektrischer Leistung in jedem Lastpunkt optimal niedrig zu halten. Ebenso darf man die Auswahl von energieeffizienten Pumpen und Lüftern erwarten. Mit Hilfe der rechnerischen und praktischen Optimierung der Rohrleistungsverluste der hydraulischen Hilfssysteme, wie die des See- und Frischkühlwassersystems oder des Schmierölsystems der Hauptmaschine, können mittels detaillierter Widerstandsberechnung signifikante Einsparungen im Vergleich zu früheren Neubauten erzielt werden. IMO – EEDI – C II Eine zentrale Bedeutung erfährt ab dem Jahr 2023 der von der IMO in Kraft gesetzte Emissions-Indikator CII (Carbon Intensity Indicator). Er entspricht einem CO2-Budget, das im Schiffsbetrieb innerhalb eines Jahres pro zurückgelegter nautischer Meile und Deadweight-Tonne verbraucht werden darf. Appendices Type Container Container Container Container Container Container Container Container Container Size TEU 0 - 999 1.000 - 1.999 2.000 - 2.999 3.000 - 4.999 5.000 - 7.999 8.000 - 11.999 12000 - 14.499 14.500 - 19.999 + 20.000 2012 Trajectory value 24,4 17,9 12,1 11,4 10,4 8,5 6,7 4,4 4,4 Die Fans des fossilen Motorsports kennen das vom 24-Stunden-Rennen in Le Mans – dort gelten seit vielen Jahren genau definierte Höchstmengen an Kraftstoff, die man zur Bewältigung der Distanz über 24 Stunden ausnutzen darf. Man kann also langsamer fahren, setzt dabei weniger Leistung und somit weniger Kraftstoff ein, oder man fährt schneller, nimmt dabei aber das Risiko in Kauf, dass einem der Sprit ausgehen könnte, wenn der Wirkungsgrad des Fahrzeugs das hohe Tempo nicht zuließe, um gesichert ins Ziel zu kommen. Bei dem, was sich die IMO mit dem CII ausgedacht hat, handelt es sich im Prinzip um nichts anderes. Wer bei der Erfüllung des CII also nur auf die Reduzierung der Motorenleistung (Engine Power Limitation – EPL) setzt, wird empfindliche Geschwindigkeitsverluste seines Produk tionsmittels Schiff erfahren, entspre chend weniger Distanz pro Geschäftsjahr zurücklegen können, somit weniger Reisen verkaufen und weniger Einnahmen erwirtschaften. Insofern sind alle Investitionen, die in energie- und CO2-sparende Maßnahmen fließen könnten, immer mit dem Zugewinn an Geschwindigkeit bzw. dem Vermeiden von Verlust an Geschwindigkeit und somit dem Verlust von Einnahmen zu vergleichen. Mit der Optimierung eines Schiffes, sei es existent oder in Planung befindlich, stößt man mit den bekannten baulichen und operativen Methoden und Ausrüstungen an eine Grenze, ab der nichts mehr verbessert werden kann, sondern lediglich der Status Quo erhalten werden kann. Die nächste Möglichkeit, den operativen CII zu senken, liegt daher in der Auswahl des Kraftstoffs. Jede bekannte Variante besitzt einen Faktor, der beschreibt, wie viel Klimagas bei der Verbrennung entsteht. So liegt VLSFO bei 3,151 g CO2 / g VLSFO, bei Gasöl sind es 3,206 g CO2 / g MGO. 2020 Trajectory value 20,5 15,1 10,2 9,6 8,7 7,2 5,6 3,7 3,7 2021 Trajectory value 20,0 14,7 10,0 9,4 8,5 7,0 5,5 3,6 3,6 2022 Trajectory value 19,5 14,4 9,7 9,1 8,3 6,8 5,4 3,5 3,5 Diese Werte ergeben sich aus der molekularen Formel eines gewählten Kraftstoffs, je nachdem ob er mehr oder weniger Kohlenstoff in sich birgt. Insofern stammen erneuerbare Kraftstoffe, anders als fossile Kraftstoffe, entweder aus geschlossenen Kreisläufen, wo bei der Verbrennung zwar CO2 emittiert, aber bei der Produktion wieder aus der Atmosphäre absorbiert wird. Oder man nutzt Kraftstoffe, die frei von Kohlenstoff sind, wie zum Beispiel Ammoniak (NH3), das aus Stickstoff und Wasserstoff besteht und somit keine klimaschädliche Wirkung zur Folge hat, solange bei der Herstellung klimaneutrale Prozessenergie verwendet wird. Der Schritt, den Maersk nun im großen Stil vollzieht und der somit eine Besonderheit darstellt, ist die konsequente Perfektion von Schiffskonzept, Schiffdesign und der Auswahl des zum Zeitpunkt der Entscheidung technisch, operativ, kommerziell sowie klimabezogen absehbar besten Kraftstoffs, der sowohl einen fossilen als auch einen defossilisierten Betrieb sowie ein sofortiges Loslegen ermöglicht. Methanol – nur ein C Poseidon Principles 2023 Trajectory value 19,0 14,0 9,5 8,9 8,1 6,7 5,2 3,5 3,5 Methanol (CH3OH) lässt sich auf Basis unterschiedlicher Verfahren herstellen, sowohl aus fossilen Grundstoffen (Feederstocks) unter Verwendung fossiler Prozessenergie, das sind dann die Methanole mit den schlechtesten CO2-Faktoren, die aus Kohle und Gas hergestellt werden, oder blaues Methanol, das aus fossilem Erdgas und mittels Zwischenspeicherung des während seines Herstellungsprozesses entstehenden CO2 entsteht. Blaues Methanol erreicht ein Verhältnis von etwa 1,4 g CO2 /g Methanol. Am besten sind jene Methanole, deren Feederstocks und die Prozessenergien bei der Herstellung aus geschlos senen, er- © Poseidon Principles 32 HANSA – International Maritime Journal 03 | 2022

SCHIFFSTECHNIK | SHIP TECHNOLOGY neuerbaren Kreisläufen stammen. Methanol aus Biomasse (Holz, Müll etc.) oder aus der Atmosphäre gewonnenem CO2, in Kombination mit elektrischer Energie aus Wind oder photovoltaischer Energie, die zur Wasserstoffgewinnung benötigt wird, kann dann einen neutralen CO2-Faktor von 0 g CO2 / g Methanol annehmen. Methanol besitzt den Vorteil, dass es an Bord, anders als LNG, einfach, kostengünstig und sicher gebunkert werden kann. Die Klassen sprechen in ihren Sicherheitsbetrachtungen (HAZID-Stu - dien) davon, dass das Gefahrenpotenzial von Methanol auf dem Niveau von Dieselölen liegt. Methanol kann in leicht korrosionsgeschützten Tanks direkt an der Schiffs außenhaut gelagert werden, wenn diese unterhalb der Wasserlinie positioniert werden. Um den Kontakt mit Menschen auszuschließen, sind in Richtung benachbarter Betriebsräume (wie zum Beispiel Maschinenräume) doppelwandige Leervolumen (Kofferdam) vorzusehen, was ein alter Standard im Schiffbau und somit leicht realisierbar ist. Man benötigt keine volumen- und kostenintensive thermische Isolierung (wie im Falle von LNG). Im Falle einer Leckage (Kollision oder Bunkerspill) in Richtung See vermischt sich Methanol sehr schnell mit dem Seewasser und wird nach kurzer Zeit vollständig darin gelöst und biologisch abgebaut. Gefahren bestehen eher aufgrund des sehr niedrigen Flammpunktes von Methanol, der bei 11° C liegt. Somit müssen die Methanoltanks mit Inertgas beaufschlagt werden, um dem Entstehen einer entzündlichen Atmosphäre im Tank entgegenzuwirken. Zudem müssen die Tankentlüftungen weg von Mensch und Zündquellen geführt werden, was aber technisch kein Problem darstellt. Kurz: Methanol ist heute bereits als Kraftstoff verfügbar und ist in seiner Handhabung in großer Breite in der chemischen Industrie und bei dem damit verbundenen Transport, auch auf See, Abstract: Methanol in shipping – Maersk takes the lead »Fascinating« – Star Trek’s character Spock quoted this when being positively impressed. With the new Methanol propelled 16.000 TEU vessels Maersk performs an impressive leap. They will move into unknown spheres, but their ship seems capable to master all challenges – whatever technically, politically or economically will be ahead. The article shows the new vessel and her performance based on details communicated by Maersk and their partners, combined with probable technical solutions. An invitation for readers to take part in the process shipping is in – to understand regulative challenges, discuss, learn and decide new concepts and designs, now. gut zu beherrschen und konstruktiv effizient im Schiff zu integrieren. Es befinden sich neue, nachhaltige Produktionsverfahren für Methanol in der Realisierungsphase, die CO2-neutrales Methanol in größeren Mengen zur Verfügung stellen können. Umweltergebnisse Für das betrachtete Schiff ergibt sich unter Berücksichtigung der schiffsspezifischen Berechnungsformel ein CII- Grenzwert von 5,37 g CO2 / nm x tdw für das Jahr 2023. Dieser Wert verschärft sich danach jährlich, bis er 2026 den Wert von 4,78 g CO2 / nm x tdw erreicht. Ein solcher Grenzwert CII gilt für jedes Schiff – für jene, die heute bereits fahren und ebenso für jene, die noch gebaut und in Fahrt gesetzt werden. Bei einer durchschnittlichen Dienstgeschwindigkeit von 18 kn mit vollem Tiefgang von 16,0 m sowie durchschnittlich 340 FEU Kühlladung, 270 See- und 95 Hafentagen auf einer Nordeuropa-China-Nordeuropa- Rundreise sowie unter ausschließlicher Verwendung von zu 100 % CO2-neutralem Methanol und Zündöl (CO2-Faktor 0) ergäbe sich ein CII von 0 g CO2 / nm x tdw. Unter Verwendung von zu 100% blauem (fossilem) Methanol, hergestellt aus Erdgas (unter CO2-Abspaltung und Zwischenspeicherung, CO2-Faktor 1,392) läge der erzielte CII von 3,8 immer noch weit unter dem IMO-Grenzwert des Jahres 2026. Im Falle eines ausschließlichen Betriebs mit VLSFO und ULSFO ergäbe sich ein CII von ca. 4,57, so dass man das für 2026 definierte CII-Limit selbst im »Worst Case« erfüllen könnte. Kapital – Poseidon Principles Interessant ist der von führenden Finanzhäusern im Rahmen der »Poseidon Principles« definierte Emissionsgrenzwert von 3,5 g CO2 / nm x DWT für die hier betrachtete Schiffsgröße. Dieser Wert wird bei der kommerziellen Bewertung eines Schiffes, für das von den Banken beliehene Portfolio eines Investors sowie für die jeweiligen Finanzierungsbeding - ungen ein zunehmend wichtiger Faktor. Der von den Banken definierte Grenzwert wird »Trajectory Value« (TV), übersetzt Zielwert / Führungswert, genannt. Der TV lehnt sich an die Pariser Klimavereinbarungen an. Sein Wert wird jährlich entweder von einer zu beauftragenden Klassifikationsgesellschaft berechnet und der Bank zur Verfügung gestellt, oder durch die Reederei selbst berechnet und an die Banken übermittelt. Die Banken favorisieren dabei das erstgenannte Verfahren. Um den Trajetory Value einzuhalten, müsste Maersk beim Betrieb der 16.000-TEU-Schiffe in dem bereits beschriebenen Einsatzprofil zu mindestens 10 % klimaneutrales Methanol und zu 90 % blaues Methanol einsetzen – oder eine andere Kombinationen von Kraftstoffen wählen oder das hier skizzierte Schiff noch effizienter ausführen. 1 2 3 4 A B info@shipdesign.de www.shipdesign.de READY HANSA – International Maritime Journal 03 | 2022 33

HANSA Magazine

HANSA Magazine

Hansa News Headlines