CIMAC 2025: Dekarbonisierung des Seeverkehrs

Konferenzteilnehmer beim CIMAC-Galadinner (Foto: CIMAC)

Der alle drei Jahre stattfindende CIMAC-Kongress bringt Delegierte zusammen, die an der Entwicklung, Produktion, Bereitstellung und Erprobung von Verbrennungsmotoren beteiligt sind, die in einer Reihe von Anwendungsbereichen eingesetzt werden, darunter Schiffsantriebe, Schienenverkehr und Stromerzeugung.

Der Kongress findet alle drei Jahre an einem anderen Standort statt; die letzte Ausgabe fand im Mai 2023 in Busan, Südkorea, statt, nachdem sie aufgrund der COVID-Pandemie verschoben worden war. 2025 fand die Konferenz in Zürich, Schweiz, statt. Die Referenten präsentierten Vorträge zu verschiedenen Themen, darunter digitale Konnektivität und Systemintegration. Der Schwerpunkt lag dabei auf Technologien zur Dekarbonisierung von Motoren im Seeverkehr.

IMO-Emissionsziele

Die am 1. Januar 2020 eingeführte IMO 2020 (Internationale Seeschifffahrts-Organisation) schreibt vor, dass der maximal zulässige Schwefelgehalt in Schiffsbrennstoffen von 3,5 auf 0,5 % gesenkt werden muss, um die Schwefeloxidemissionen (SOx) zu verringern. Dies ist für alle Schiffe verpflichtend, mit Ausnahme derjenigen, die in Emissionskontrollgebieten verkehren, wo der Schwefelgehalt bereits auf 0,1 % begrenzt ist.

Der neue Grenzwert ist Teil des Internationalen Übereinkommens zur Verhütung der Meeresverschmutzung durch Schiffe (MARPOL) und sollte zu einer Senkung der gesamten SOx-Emissionen um 77 % führen, was einer jährlichen Reduzierung von etwa 8,5 Millionen Tonnen SOx entspricht.

Darüber hinaus hat die IMO im Jahr 2023 ihre überarbeitete Strategie zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen (THG) vorgestellt. Diese enthält eine Reihe von Zielen, die in den kommenden Jahrzehnten erreicht werden sollen, darunter eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 20 bis 30 % bis 2030, eine Reduzierung um 70 bis 80 % bis 2040 und das Erreichen von Netto-Null-Treibhausgasemissionen bis 2050 (die Treibhausgasemissionen müssen zum Zeitpunkt der Emission nicht Null sein, wenn sie auf irgendeine Weise ausgeglichen werden).

Dekarbonisierung des Kraftstoffs

Um dieses ehrgeizige Netto-Null-Ziel zu erreichen, müssen andere Kraftstoffe als Diesel in Kombination mit neuer Motorentechnologie eingesetzt werden. Wasserstoff und Ammoniak sind Kraftstoffarten, die in einem Dual-Fuel-Motor die Effizienz von Dieselkraftstoff verbessern können. In seinem Beitrag „Dekarbonisierung maritimer Antriebssysteme durch Wasserstoff- und Ammoniakintegration“ untersuchte Sadi Tavakoli von SINTEF Ocean das Potenzial zur Emissionsreduzierung durch den Einsatz eines Dual-Fuel-Systems.

Basierend auf 280 Tagen realer Kraftstoffverbrauchsdaten eines norwegischen Frachters zeigte eine Analyse mit dem Modellierungsrahmen FEEMS (Fuel Emissions Energy Calculation for Machinery System), dass sich die Emissionen durch den Einsatz von wasserstoff- oder ammoniakbetriebenen Motoren senken lassen. Es wurde jedoch festgestellt, dass die Beschaffung umweltfreundlicher Varianten beider Kraftstoffe für die größtmögliche Reduzierung der Treibhausgasemissionen von entscheidender Bedeutung ist.

Vorteile von Methanol

Ein weiterer alternativer Kraftstoff, der das Potenzial zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bietet, ist Methanol. Der Vortrag „Methanol Dual Fuel Engine Development Status“ von Yoshinori Kaji von Daihatsu Diesel MFG beleuchtete, wie das Unternehmen seine Untersuchungen mit dem Ziel vorantreibt, Methanol in Verbrennungsmotoren effizient zu nutzen.

Methanol-Port-Injektor von Heinzmann (Foto: Heinzmann)

Es gibt zwei Methoden, Methanol in einen Verbrennungsmotor einzubringen: Saugrohr- oder Direkteinspritzung. Saugrohreinspritzung bietet zwar den Vorteil eines niedrigeren Einspritzdrucks (ca. 60 bar), kann aber manchmal zu einer „abnormalen“ Verbrennung führen. Aus diesem Grund entschied man sich für die Direkteinspritzung. Da der Kraftstoff mit ca. 600 bar eingebracht wird, verdampft er schnell. Allerdings erfordert diese Methode auch eine höhere Motorkompression und Einspritzdüsen, die sowohl Methanol als auch Dieselkraftstoff liefern können.

Daihatsu arbeitet weiterhin an der Entwicklung seines Dual-Fuel-Direkteinspritzmotors für Schiffsanwendungen.

Auswirkungen des Motoröls

Wie bereits erwähnt, wird Ammoniak als Kraftstoff auf sein Potenzial zur Reduzierung von Schiffsemissionen untersucht. Im Gegensatz zu Schweröl verfügt Ammoniak jedoch nur über geringe Schmiereigenschaften. Das bedeutet, dass das Motoröl mehr leisten muss, um die Reibung zu verringern und eine akzeptable Motortemperatur aufrechtzuerhalten.

Begrüßungsempfang auf der CIMAC-Konferenz (Foto: CIMAC)

„Schmierstoffe, die alternative Kraftstoffe für die Dekarbonisierung der Schifffahrt ermöglichen“ wurde von Edward Ng von Gulf Marine vorgeschlagen, einem Unternehmen, das Studien durchgeführt hat, um festzustellen, ob alternative Kraftstoffe wie Ammoniak schädliche Auswirkungen auf das Motoröl haben können.

Den Schlussfolgerungen des Berichts zufolge deuteten zwar nicht alle Prüfstandstests auf eine Leistungsminderung hin, einige zeigten jedoch eine Leistungsverschlechterung bei Ölen mit Endalterung. Es wurde festgestellt, dass Tests mit Ammoniak als Kraftstoff keine „schwerwiegende Beeinträchtigung“ der Ölleistung ergaben.

Einen Link zur vollständigen Liste der verfügbaren Beiträge, die auf dem 25. CIMAC-Kongress präsentiert wurden , finden Sie hier .