Die seitens der IMO beschlossene dritte Stufe, Tier III, der Emissionsgesetzgebung für Schiffsmotoren, die 2016 in Kraft treten wird, stellt derzeit die größte Herausforderung in der Entwicklung dieser Motoren dar. Die damit verbundene Reduktion der Stickoxidemissionen um 80 % gegenüber dem derzeitigen Stand verlangt nach einem klaren Technologiesprung. Auch die Anforderungen an die Brennstoffqualität werden weiter verschärft. Unter IMO Tier III werden also folglich entweder Brennstoffe mit tiefem Schwefelgehalt (LSF) oder alternativ dazu Abgasreinigungssysteme wie Rauchgaswäscher eingesetzt werden. Für die Reduktion der Emissionen stehen grundsätzlich folgende Optionen zur Verfügung: die Motorentechnologie, Abgasnachbehandlungsverfahren, Art und Qualität des Brennstoffs. In der Entwicklung neuer Konzepte zur Erreichung der Tier-III-Grenzwerte stützt Wärtsilä sich auf alle drei Bereiche gleichermaßen. Verschiedene Technologien zur NO(x)-Reduktion wurden bisher erforscht und einige davon wurden zwischenzeitlich bereits bei Motoren von Wärtsilä eingeführt. Näher betrachtet werden im Beitrag die Hochdruck-Aufladung, die Low-No(x)-Verbrennung, Abgasrückführung (AGR), Wetpac-Technologie, Stickoxid-Reduktionstechnologie (Wärtsilä-Nitrogen-Oxide-Reducer (NOR)), Gas- und Dual-Fuel-Technologie. Die meisten der betrachteten Technologien zur NO(x)-Reduktion sind nicht ausreichend um die Tier-III-Emissionsgrenzwerte zu erreichen. Einzig NOR und die Gasmotorentechnologie weisen ein genügend hohes Emissionsreduktionspotenzial auf. Es sind jedoch diverse Kombinationen von verschiedenen Technologien prinzipiell denkbar, um die Tier-III-Grenzwerte zu erreichen. Hierbei ist es jedoch von entscheidender Bedeutung, dass die Vereinbarkeit der verschiedenen Technologien überprüft wird, die damit verbundenen Risiken bewertet werden und schließlich die Auswirkungen auf die Gesamtkosten des Schiffsbetreibers ermittelt werden. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Konzepte, basierend auf der Kombination einzelner, verträglicher Technologien, im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Lebenszykluskosten typischer Motoren der Wärtsilä-Produktpalette analysiert. Für die Viertakt-Motoren ergibt sich dabei folgendes Bild: Es gibt mehrere Lösungen, die hinsichtlich der Lebenszykluskosten als etwa gleichwertig zu betrachten sind, wobei jedoch die Kombination der zweistufigen Aufladung mit NOR die vielversprechendste Variante darstellt. Derartige Analyse reagieren sehr sensibel auf Veränderungen der Basisannahmen, insbesondere die erwartete Preisentwicklung bei Brennstoffen und Harnstoff. Angesichts der Unsicherheiten diesbezüglich ist es relativ schwierig, zum heutigen Zeitpunkt eine endgültige Aussage über das beste Tier-III-Konzept zu machen. Andere, prinzipiell Erfolg versprechende Technologie-Kombinationen wie beispielsweise Wetpac und AGR kombiniert mit der zweistufigen Aufladung müssen deshalb ebenfalls weiterverfolgt werden.
Roadmap zur Erfüllung der Tier-III-Abgasnorm für Schiffsmotoren
Motortechnische Zeitschrift ; 71 , 6 ; 395-401
2010
7 Seiten, 6 Bilder, 2 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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