Ein Paukenschlag gegen verkehrsbedingte Luftverschmutzung: Minus 97 Prozent Treibhausgasemissionen bei höchster Energieeffizienz ist das Ziel des europaweiten Innovationsprojekts HyMethShip, das mit 9,2 Millionen Euro dotiert ist. Das Steuer des Marineforschungsprojektes befindet sich in Graz – der Kapitän ist das Großmotorenforschungszentrum LEC an der TU Graz.
Rund 80 Prozent der weltweiten Fracht-Transportkilometer entfällt auf den Schiffstransport und auch bei Touristen wird Schifffahrt zunehmend beliebt. Laut UN zählen Schiffe zu den größten CO2- Quellen. Allein Emma Maersk, eines der größten Containerschiffe der Welt, emittiert auf Fahrten zwischen China und Europa pro Jahr so viel wie ein mittelgroßes Kohle-Kraftwerk. 90 Prozent der großen Schiffe fahren noch immer mit Schweröl, was aufgrund des hohen Schwefelgehaltes auch zu sehr hohen SO2-Emissionen führt. All das zeigt ganz klar: Hier besteht dringender Handlungsbedarf.
LEC holt 9,2 Millionen-Euro-Projekt nach Graz
Federführend im Bereich der umweltfreundlichen Alternativen ist man nicht in einer großen Hafenstadt, wie man vermuten könnte, sondern fernab der Meeresgrenzen: in Graz am Large Engines Competence Center, kurz LEC. Österreichs führende Forschungseinrichtung für Großmotorentechnologie und COMET-K1-Zentrum, das an der TU Graz angesiedelt ist, hat ein mit 9,2 Millionen Euro dotiertes Forschungsprojekt nach Graz geholt: das europaweite Innovationsprojekt HyMethShip. Andreas Wimmer, Geschäftsführer des LEC und stellvertretender Leiter des Instituts für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik (IVT) an der TU Graz, lobt „das Innovationspotenzial und das Ausmaß, mit welchem das Projekt über den Stand der Technik hinausgeht. In HyMethShip werden Technologien optimiert und eingesetzt werden, die bis dato noch nicht für die Schifffahrt genutzt wurden und das Potenzial haben, die Schwefel- und CO2-Emissionen zu eliminieren.“
Minus 97 Prozent CO2 und höhere Energieeffizienz
Das Ziel des Projekts: drastische Reduktion von Treibhausgasemissionen im Marinebereich. In Zahlen ausgedrückt heißt das: Minus 97% CO2 und minus 80% NOX – bei einem Plus von 45 Prozent im Bereich Energieeffizienz im Vergleich zu anderen innovativen Technologien zur CO2-Abscheidung. „Nahezu Emissionsfreiheit und höhere Energieeffizienz sind kein Widerspruch, ganz im Gegenteil“, erläutert Wimmer.
Graz und ganz Österreich profitieren immens
Rund 60 Prozent des Projektbudgets von 9,2 Millionen Euro verbleiben in Graz, das Projekt ist auf 36 Monate angelegt. Am Campus Inffeld der TU Graz wird der Demonstrator des kompletten Schiffsantriebssystems aufgebaut und die bereits vorhandene hohe Kompetenz am Standort noch weiter vertieft. Harald Kainz, Rektor der TU Graz und Haupteigentümervertreter des LEC, zeigt sich begeistert über den Projektzuschlag: „Graz und die TU Graz setzen sich mit diesem Millionenprojekt einmal mehr als das internationale Zentrum moderner Großmotorenforschung ins Rampenlicht. An der Schnittstelle von Grundlagenforschung und angewandter Forschung gelingt dem LEC gemeinsam mit seinen hochkarätigen Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft hier ein technologischer Quantensprung in die nächste Generation von Großmotoren, der die Industrie dem so wichtigen Einsatz umweltgerechter Motorentechnologie ein großes Stück näherbringt.“ Das Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik der TU Graz ist Konsortiumspartner im Projekt HyMethShip.
Innovatives Gesamtsystem – Wasserstoff wird an Bord des Schiffes hergestellt
Das HyMethShip-Konzept kombiniert einen Membranreaktor, ein System zur CO2-Abscheidung, ein Speichersystem für CO2 und Methanol und einen Wasserstoffverbrennungsmotor zu einem innovativen Gesamtsystem. Wasserstoff wird an Bord des Schiffes durch Methanol-Reformierung hergestellt und in einem konventionellen Hubkolbenmotor, der für den Betrieb mit verschiedenen Kraftstoffen modifiziert und speziell für den Wasserstoffbetrieb optimiert wurde, nahezu ohne CO2 Emissionen zu verursachen, verbrannt). Stephan Laiminger von Jenbacher Gasmotoren von GE, LEC-Eigentumsvertreter und Konsortiumspartner bei HyMethShip: „Das vorgeschlagene Konzept stellt einen möglichen Weg dar, um große Mengen an erneuerbare Energie über einen längeren Zeitraum zu speichern und einen de facto emissionsfreien Schiffsantrieb darzustellen.“ Der Experte über die weitere Vorgehensweise im Projekt: „Theoretisch und im Labormaßstab funktioniert das Konzept. Im nächsten Schritt wird ein Demonstrator aufgebaut, um die Interaktion der einzelnen Technologiebausteine zu optimieren. Die Herausforderung liegt in der Skalierung und Zusammenarbeit aller Einzelkomponenten.“
HyMethShip spielt fundamentale Rolle
Peter Steinrueck von HOERBIGER Division Engines, LEC-Eigentümervertreter und Konsortiumspartner verweist auf die große Relevanz der Konsortiums-Zusammenstellung: „Auf der einen Seite erfordern alle derzeit denkbaren Lösungen ein neues Gesamtsystem, von der Herstellung des Energieträgers, über dessen Verteilung, zur Betankung, on Board Lagerung und letztendlich der energetischen Nutzung. Auf der anderen Seite sind anspruchsvolle Sicherheitsfragen in aufwendigen Zulassungsverfahren zu klären. Ein komplexes Ecosystem von Partnern muss hinreichenden Nutzen erkennen und sich zu einem Partnernetzwerk zusammenschließen. Dass dies möglich ist, zeigt die Zusammensetzung des HyMethShip Konsortiums.“ Auch brauche es noch viel Überzeugungsarbeit, was alternative Antriebssysteme betrifft. „Die Durchsetzung von neuen – emissionsarmen bzw. emissionsfreien – Technologien liegt in der Hand von staatlichen Regulierungen. Diese werden aber nur sehr schleppend den Notwendigkeiten des Klima- und Umweltschutzes nachgezogen, es ist noch viel Überzeugungsarbeit zu leisten. Projekte wie HyMethShip, die technisch und wirtschaftlich vertretbare Lösungen aufzeigen, werden hier eine fundamentale Rolle spielen.“
