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HANSA 05-2022

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»Grünes« Methanol

»Grünes« Methanol für die kleine Maersk-Schwester © Maersk Neben den bestellten Großcontainerschiffen lässt Maersk einen Feeder mit 2.100 TEU für das Fahrtgebiet Europa bauen. Selbst mit fossilem Kraftstoff wird das EEDI-Limit unterboten. Es soll jedoch das wesentlich »grünere« Methanol zum Einsatz kommen Auf dem »One Ocean Summit« in Brest trafen sich Anfang Februar hochrangige Vertreter aus Politik, Wirtschaft und von Nichtregierungsorganisationen, um reale Schritte zum Schutz der Meere und des Weltklimas vorzustellen. Wer sich die Kurzbeiträge der CEO von MSC, Maersk, CMA CGM und Hapag- Lloyd auf YouTube anschaut, kann erkennen, dass sich eine echte Wende in der Strategie dieser Firmen abzeichnet. Gleichzeitig gibt es eine Wunschliste: einen global einheitlichen CO2-Preis zum kommerziellen Ausgleich zwischen konventioneller und de-fossiler Technik, eine »Well-to-Tank«-Analyse der GHG- Bilanz von maritimen Kraftstoffen, um eine faire marktbasierte Bewertungsbasis zu haben und die Herstellung von »Green Corridors«, um die Hauptschifffahrtsrouten zeitnah mit de-fossilen Kraftstoffen zu versorgen. Dazu kommt die Schaffung eines Forschungsfonds, um die benötigte Technik sicher und schnell verfügbar zu machen, Vorschriften für Neubauten mit dem Ziel, die fossile Technik ab einem Tag X zu verbieten, sowie die Schaffung einer verlässlichen, weltweiten Logistik, um de-fossile Kraftstoffe überall verfügbar zu machen. Søren Skou, CEO von Maersk, kündigte dabei die ambitioniertesten Schritte an. Man will die Technik an Bord und die Beschaffungsprozesse für Kraftstoffe bis 2040 so umgestellt haben, dass man die eigene Flotte zu 100 % de-fossil betreiben kann. Die technischen Voraussetzungen zum Umbau der Bestandsschiffe will man ab 2025 entwickelt haben. Konventionelle, fossile Technik will Maersk bei der Projektierung von Neubauten ab sofort nicht mehr anwenden. Maersk ist nach eigener Aussage bereits auf der Suche nach Schiffbaustahl, der klimaneutral hergestellt wird, um auch jene 4 % an CO2-Emissionen, die beim Bau eines Schiffes entstehen, aus der eigenen Klimabilanz streichen zu können. Maersk wählt für seine Neubauten der 2.100-TEU- und 16.000-TEU- Klasse (siehe Hansa 03/2022) Methanol als primären Kraftstoff aus. Die Konkurrenz von MSC, Hapag-Lloyd und CMA CGM hat sich hingegen für die Verwendung von fossilem LNG als Übergangskraftstoff entschieden. Die kleine Schwester Maersk will das erste de-fossilisierte 2.100-TEU-Containerschiff mit 10.000 t an CO2-neutralem Methanol pro Jahr aus dänischer Produktion versorgen. Die nachhaltige Primärenergie soll aus Photovoltaik im Aabenraa Kasso Solar PV Park in Südjütland produziert werden. Die Anlage wird eine Kapazität von 300 MW haben, wobei die Investitionssumme mit 157 Mio. $ angegeben wird. Entwickler und Betreiber der Anlage ist European Energy. Siemens gab kürzlich die Lieferung einer 50-MW-Elektrolyseanlage bekannt. Die Anlage soll in der zweiten Jahreshälfte 2023 den kommerziellen Betrieb aufnehmen. Weitere Quellen für grünes Methanol, insbesondere für die Versorgung der großen 16.000-TEU-Schwestern, sind eine Methanolproduktion des Betreibers Proman in Nordamerika mit bis zu 200.000 t pro Jahr aus Holz und Haushaltsmüll, sowie eine per LOI zwischen Ørsted und Maersk vereinbarte, auf Wind und photovoltaischer Energie basierende Produktion am Golf von Texas mit bis zu 300.000 t an grünem Methanol pro Jahr, die jeweils ab 2025 lieferfähig sein sollen. Bereits 2020 hatte Maersk seine Beteiligung an der Entwicklung einer Produktionsstätte auf Bornholm (Rønne Banke) bekannt gegeben, die fünf dänischen Unternehmen mit bis zu 250.000 t eFuels pro Jahr beliefern soll. Noch vor der Bestellung von zwölf Großcontainerschiffen hatte Maersk Pläne für einen Methanol-Feeder mit 2.100 TEU öffentlich gemacht, damals das weltweit erste Projekt seiner Art. Dieser Neubau, geordert bei Hyundai Mipo für die Ablieferung in 2023, wird 172 m lang und 32 m breit. Bei einer angenommenen Seitenhöhe von 16,8 m ergibt sich eine Tragfähigkeit von etwa 25.200 t auf einem maximalen Tiefgang von 9,5 m beziehugs- 46 HANSA – International Maritime Journal 05 | 2022

SCHIFFSTECHNIK | SHIP TECHNOLOGY Der Methanol-Motor 6G50 ME-LGIM von MAN Das Schiff soll laut Maersk zwei Dual- Fuel-Generatoren 6H 32 F-LM von Himsen erhalten, die dem elektrischen Bordnetz jeweils eine Leistung von cirka 2.150 kWel. zur Verfügung stellen. Diese Motoren scheinen sich noch in der Entwicklungsphase zu befinden, da Himsen diesen Motor bisher nicht im hauseigenen Katalog publiziert. Aufgrund der Methanolanwendung wird hier zunächst von einer Zylinderleistung von cirka 380 kWmech./Zylinder ausgegangen, die von den 500 kWmech./Zylinder bei Betrieb mit Dieselkraftstoff abweichen mag. Des Weiteren wird mit der Ausrüstung mit einem Wellengenerator (PTO) mit einer Leistung von 1.700 kWel. gerechnet, der ebenfalls motorisch (PTI) betrieben werden kann. Im Falle von Verspätungen könnten bei der Aufschaltung freier Generatorenleistung auf den PTI zeitliche Schleusenfenster mittels höherer Geschwindigkeit wie geplant eingehalten werden. © MAN weise etwa 20.955 tdw auf 8,6 m. Die mittlere Servicegeschwindigkeit wird im typischen europäischen Shortsea-Trade, unter Berücksichtigung von Wartezeiten in Häfen und am Nord-Ostsee-Kanal, mit 16 kn angenommen. Die Topspeed liegt bei 18 kn auf Design-Tiefgang. Die Kapazität der Bunkertanks dürfte bei rund 2.350 m2 Methanol sowie cirka 650 m3 ULSFO/eDiesel liegen, was einem Aktionsradius von gut 10.000 sm entspräche. Die Dieselkapazität wurde ausreichend groß gewählt, um dem Schiff auch im Falle von Lieferengpässen für grünes Methanol, besonders in der Frühphase des Projekts, eine gute Versor - gungs- und somit Betriebssicherheit zu gewährleisten. Antrieb und Verbrauch Als Hauptmaschine wählt Maersk einen MAN-Motor 6G50 ME-LGIM mit einer maximalen Ausdauerleistung (MCR) von 10.320 kW. Der Verbrauch beträgt laut MAN bei 16 kn Dienstgeschwindigkeit und mit 1.150 kWel. belastetem Wellengenerator (PTO/PTI) bei 250 FEU Reeferladung sowie auf Designtiefgang rund 54 t Methanol/24h sowie 1,7 t ULS- FO/24h (oder CO2-neutrales eFuel) als Zündöl. Der jährliche Methanolverbrauch im Baltic-Trade wurde von Maersk bereits mit 10.000 t angegeben, was, je nach Reeferauslastung, einer mittleren Dienstgeschwindigkeit von 15 kn–16 kn entspricht und sich rechnerisch gut nachvollziehen lässt. Zudem werden 500 t Zündöl pro Jahr verbraucht. Die Hauptmaschine, mit einer Wasser- Methanol-Mischung betrieben, könnte die für die ECA-Gebiete Nord- und Ostsee geltenden Tier-III-Grenzwerte für Stickoxide (NOx) ohne den baulichen und operativen Kostenaufwand einer Abgasrückführung (EGR) oder eines Abgaskatalysators (SCR) erfüllen. Für einen optimierten Manöverbetrieb, insbesondere für den Kanal- und Schleusenbetrieb, ist im Falle unseres Beispiels ein Verstellpropeller vorgesehen. E-Versorgung M/E MC in mt Methanol /24h 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 Maersk 2100 TEU M/E Methanol Consumption Maersk 2100 TEU M/E Pilot Fuel Oil Consumption Main Engine Consumption Abwärmenutzung Zudem besteht, wie bei den geplanten großen Schwestern, die Möglichkeit, Abwärme aus dem Kühlwasser von Hauptund Hilfsdieselmotoren einem Organic Rankine Prozess (»ORC«) zuzuführen, um daraus elektrische Energie zu gewinnen. Erste Informationen eines namhaften Herstellers ergaben, dass sich Wirkungsgrade von 10 %–14 % erzielen lassen. Dabei wird eine Eintrittstemperatur zwischen 80 °C und 120 °C auf der heißen Seite des ORC benötigt sowie ein Temperaturgefälle von 10 °K ausgenutzt. Dieser Temperaturbereich harmoniert gut mit den im HT-Kreislauf von Haupt- und Hilfsdieselmotoren angestrebten Kühlwassertemperaturen der dortigen Zylinderkühlung, die zwischen 90 °C bis 95 °C am Austritt der Motoren anliegen. Um mehr Abwärme nutzbar zu machen, könnte man signifikante Wärmemengen des Ladeluftkühlers des Hauptmotors dem ORC zuführen. Dazu würde ein zweigeteilter Ladeluftkühler gebraucht, um in einem ersten Segment die Austrittstemperatur des HT-Kühlwassers auf die für den ORC benötigte Min- PFOC in mt ULSFO / 24h 3,0 0,0 0,0 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Speed in knots Kraftstoffverbrauch des Hauptmotors bei praxisnahen Randbedingungen 2,0 1,0 © MAN CEAS HANSA – International Maritime Journal 05 | 2022 47

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