Die Motoren der Ozeanriesen lernen das Sparen

Hochseeschiffe fahren langsamer, um weniger Treibstoff zu verbrauchen. Schweizer Ingenieure bauen die Motoren dafür.

Im Schiffsmotoren-Testzentrum in Winterthur: Andreas Wiesmann und German Weisser vom schweizerisch-finnischen Motorenbauer Wärtsilä.

Im Schiffsmotoren-Testzentrum in Winterthur: Andreas Wiesmann und German Weisser vom schweizerisch-finnischen Motorenbauer Wärtsilä. Bild: Sophie Stieger

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In der internationalen Schifffahrt gilt nicht mehr die Parole «Volle Kraft voraus!», das Stichwort heisst jetzt «Slow Steaming», langsam fahren. Statt wie bisher mit 25 Knoten (45 km/h) durchpflügen Tanker, Massengutfrachter und vor allem Containerschiffe nur noch mit 20 Knoten (35 km/h) die Weltmeere. Einige Reedereien lassen ihre Schiffe sogar mit 12 Knoten bummeln, das ist langsamer, als es die Segelfrachter im 19. Jahrhundert waren.

Die allgemeine Verlangsamung des Seeverkehrs hat zwei Ursachen: Erstens ist der Treibstoff massiv teurer geworden, und zweitens werden die Abgasvorschriften laufend verschärft. Wenn ein Schiff die Geschwindigkeit um 20 Prozent reduziert, senkt sich der Treibstoffverbrauch um 40 Prozent und der CO2 im gleichen Masse. Selbst wenn man berücksichtigt, dass auf einer Verbindung zusätzliche Schiffe eingesetzt werden müssen, um das Transportangebot beizubehalten, bringt das eine Reduktion von Treibstoffverbrauch und Schadstoffen um 30 Prozent, wie die deutsche Reederei Hapag-Lloyd errechnet hat.

Reedereien sparen Geld

Maersk aus Dänemark, eine der grössten Containerreedereien, spricht von mehr als 100 Millionen Dollar Treibstoffkosten, die sie seit der Einführung des Slow Steaming vor zwei Jahren eingespart habe. Auf einer Reise Nordeuropa–Asien und zurück macht die Einsparung 210 Tonnen Treibstoff im Wert von fast 100'000 Franken aus. Das reduzierte Tempo werde für die Flotte beibehalten, heisst es bei Maersk. Das Unternehmen hat deshalb auch beim Motorenhersteller Wärtsilä in Oberwinterthur für mehrere Dutzend seiner Schiffe spezielle Anpassungen bestellt, die alleine 3 bis 7 Prozent Treibstoffersparnis bringen können.

Im Testzentrum des finnisch-schweizerischen Schiffsmotorenbauers in Oberwinterthur wird untersucht, welche Massnahmen nötig sind, um die Schiffe langsamer fahren zu lassen. Langsamkeit ist nicht selbstverständlich. «Ein Schiffsdieselmotor ist nicht einfach eine vergrösserte Ausführung eines Dieselmotors fürs Auto», sagt German Weisser vor dem Versuchsmotor, der eine ganze Halle füllt. Die Geometrien und die Brennvorgänge seien zum Beispiel anders bei den riesigen Zylindern von 80 oder mehr Zentimeter Durchmesser, auch die im Vergleich zum Auto sehr geringe Tourenzahl von etwa 100 Umdrehungen pro Minute schaffe ganz andere Verhältnisse. Weisser leitet nicht nur die Entwicklung der Zweitaktmotoren bei Wärtsilä, er ist auch Leiter eines europäischen Forschungsprojekts namens Hercules, an dem unter anderen die ETH, das Paul-Scherrer-Institut, die Empa sowie die deutsche Firma MAN beteiligt sind. Dass Wärtsilä und MAN, auf dem Markt scharfe Konkurrenten, in der Forschung zusammenarbeiten, zeigt die Bedeutung des Themas.

Stärkere Belastungen durch Langsambetrieb

Schiff und Maschine werden von der Werft aufeinander abgestimmt und für ein bestimmtes Idealtempo ausgelegt. Läuft dann der Motor nur noch mit einem Teil seiner Drehzahl, verändern sich verschiedene Betriebsbedingungen. So kann es zum Beispiel Probleme bei der Schmierung geben. Auch werden einzelne Bauteile durch den Langsambetrieb stärker belastet als im Normalfall, während umgekehrt andere Teile geschont werden. Beim Unterhalt müssen solche Veränderungen berücksichtigt werden.

Um die Leistung des Motors zu verringern, kann der oder einer der Turbolader abgeschaltet werden. Damit wiederum verändert sich das Verhältnis Luft: Treibstoff, was mit Gegenmassnahmen aufgefangen werden muss. Wärtsilä bietet den Reedereien Turbolader an, die wahlweise zu- und abgeschaltet werden können. Somit steht dem Kapitän, wenn es einmal nötig ist, doch die volle Motorleistung zur Verfügung, etwa, um eine Verspätung oder einen sturmbedingten Umweg auszugleichen. «Die Reedereien verlangen heute grösstmögliche Flexibilität», sagt Andreas Wiesmann, der als Manager für den Verkauf der Motoren verantwortlich ist. Die Reeder rechnen sich genau aus, was sie für Anpassungen ausgeben wollen und welche Einsparungen dabei herausschauen.

Schärfere Abgasvorschriften

Der zweite Grund, warum die Schiffe jetzt gebremst werden, sind die Abgase. Zwar ist das Schiff beim CO2 pro Tonnenkilometer des Transportguts allen anderen Verkehrsmitteln überlegen, und Seefahrt sowie Fischerei tragen lediglich 3,3 Prozent zur gesamten globalen CO2-Belastung bei. Aber dennoch gibt es an Bord noch viele Verbesserungsmöglichkeiten.

Der CO2 verringert sich automatisch mit dem Treibstoffverbrauch. Bei anderen Schadstoffen liegt das Problem tiefer: Heutige Schiffsmaschinen sind dafür gebaut, Schweröl zu verbrennen, das die Raffinerien früher kaum verkaufen konnten. Das Produkt ist so zähflüssig, dass es zuerst erhitzt werden muss, bevor es in den Motor gelangen kann. Das entstehende Abgas ist schlicht gesagt eine Dreckwolke. Die UNO-Organisation für Seefahrt (IMO) sowie zahlreiche Staaten sind jetzt aber daran, die Abgasvorschriften zügig zu verschärfen. Schwefelgehalt, Stickoxide, Partikel – alle Probleme, die man im Auto durch Katalysatoren und bessere Treibstoffqualität in den Griff bekommen hat, sind in der Schifffahrt noch gar nicht gelöst.

Gas als Energiequelle?

In einigen Seegegenden und vor allem in immer mehr Häfen gelten bereits strengere Vorschriften, dort muss saubererer Treibstoff benützt werden. Gefordert sind da auch die Raffinerien, denn für die neuen Qualitäten braucht es neue Produktionsanlagen, der heute schon teuer gewordene Treibstoff wird bald noch teurer werden. Stufenweise werden in den nächsten zehn Jahren neue Vorschriften für die Treibstoffqualität in Kraft treten. Für die Motorenhersteller ergeben sich daraus neue Aufgaben. Musste bisher das Schweröl vor dem Motor erwärmt werden, gibt es mit reinerem Dieselöl im Gegenteil Kühlungsprobleme. Damit alle Abgasvorschriften erfüllt werden, sind zudem Abgasreinigungsanlagen nötig, ähnlich derer, die bereits in Dieselcamions eingesetzt werden.

Die Motorenentwickler in Oberwinterthur werden noch einige neue Lösungen erproben müssen, bis die Ozeanriesen so sauber sind wie die Autos. Neben hochwertigerem Dieselöl ist auch Gas als künftige Energiequelle im Gespräch, entweder für Turbinen oder für das Speisen von Brennstoffzellen. Vielleicht wird es auch Schiffe geben, die mit mehreren Treibstoffsystemen ausgerüstet sind. Am Konzept des Slow Steaming werde allerdings wohl nicht mehr gerüttelt, finden heute auch viele Reeder. Ihre Kunden, die Spediteure, müssen sich damit abfinden, dass sich die Reisezeiten der Container verlängert haben.

(Tages-Anzeiger)

Erstellt: 09.09.2010, 21:30 Uhr

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