WinGD bietet integrierte Funktionen zur Einhaltung der Emissionsnormen für Schiffsmotoren.

Die Umrüstung auf einen neuen Kraftstofftyp kann in nur 12 Tagen abgeschlossen werden (Foto: WinGD).

WinGD ist ein Schweizer Unternehmen, das langsamlaufende Zweitaktmotoren für große Handelsschiffe (Tanker, Containerschiffe usw.) herstellt. Neben Dieselmodellen, die auch mit HVO und Biodiesel betrieben werden können, bietet das Unternehmen eine Reihe von Motoren an, die mit alternativen Kraftstoffen wie LNG, Methanol, Ethanol und Ammoniak betrieben werden (Dual-Fuel-Modelle kombinieren in der Regel Diesel als Pilotkraftstoff mit einem weiteren alternativen Kraftstoff).

Die treibende Kraft hinter diesen verschiedenen Treibstofflösungen ist es, Reedern verschiedene Wege zur Einhaltung der Treibhausgasreduktionsstrategie der Internationalen Seeschifffahrts-Organisation (IMO) aufzuzeigen. Ziel ist es, bis etwa 2050 Netto-Null-Emissionen in der globalen Schifffahrt zu erreichen.

Es schien recht einfach – und das war es auch, zumindest einige Jahre lang. Laut WinGD sollten 2024 weltweit etwa 45 % aller neuen Schiffe mit alternativen Kraftstoffen betrieben werden. Doch als die Einführung des Netto-Null-Rahmenwerks der IMO im Oktober 2025 verschoben wurde, sank der Anteil der geplanten Schiffe mit alternativen Antrieben rapide. Und das trotz der Aussicht auf ein globales CO₂-Preissystem für Schiffe, die die Emissionsnormen nicht erfüllen.

Ökonomie erneuerbarer Kraftstoffe

In einem kürzlich von WinGD veröffentlichten Whitepaper mit dem Titel „ Renewable Fuel Economics “ wurde hervorgehoben, dass nach der Ankündigung des Net Zero Frameworks bei 60 % der aktuellen Schiffsbestellungen mit dem Einsatz von „konventionellen“ (sprich: Diesel-)Kraftstoffen zu rechnen ist.

Es gibt verschiedene Gründe, die für den Verbleib beim Dieselmotor sprechen. In einem möglichen Szenario wird ein globaler Rahmen für Klimaneutralität nie eingeführt. Infolgedessen würde ein Rückgang der Schiffsbestellungen für alternative Kraftstoffe das Wachstum der entsprechenden Kraftstoffproduktion hemmen und die Beschaffung dieser Kraftstoffe erschweren und verteuern.

Darüber hinaus könnten bereits bestehende CO₂-arme Alternativen für Dieselmotoren, wie HVO und Biodiesel, die Einhaltung von Emissionsnormen unterstützen. HVO wird aus Biomasse hergestellt, die während ihres Wachstums CO₂ aufgenommen hat, und ist daher am Einsatzort praktisch CO₂-neutral.

Nachrüstbereit

René Baart, WinGD

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Schiff mit einem nachrüstbaren Motor auszustatten, beispielsweise mit den von WinGD hergestellten Modellen X und X-DF (Dual Fuel). Obwohl noch Fragen zu den Emissionszielen offen sind, ermöglichen diese Motoren dem Schiffseigner oder -betreiber Flexibilität hinsichtlich zukünftiger Emissionsziele und der Wahl des Kraftstofftyps (je nach Verfügbarkeit und Kosten).

„Der Nachrüstungsprozess würde einen kompletten Austausch des Kraftstoffeinspritzsystems sowie ein geeignetes Kraftstoffversorgungssystem umfassen“, erklärte René Baart, Leiter des Geschäftsbereichs Retrofit Solutions bei WinGD, gegenüber Power Progress auf der Fachmesse SMM 2026 in Hamburg.

„Wir müssten auch einige Motorkomponenten ändern, damit diese für den Betrieb mit dem neuen Kraftstoff, Ammoniak, Methanol, Ethanol oder Flüssiggas geeignet sind. Ammoniak kann man beispielsweise nicht auf die gleiche Weise einspritzen wie Dieselkraftstoff.“

Ammoniak (NH3) weist als Schiffstreibstoff sowohl Vor- als auch Nachteile auf. Seine Verbrennungseigenschaften sind vergleichsweise schlecht. In Kompressionszündungsmotoren benötigt es üblicherweise einen Zündkraftstoff, meist eine geringe Menge (ca. 5 %) Dieselkraftstoff. Aufgrund seiner Toxizität sind zudem doppelwandige Rohrleitungen und entsprechende Leckageerkennungssysteme erforderlich.

Positiv ist, dass Ammoniak keinen Kohlenstoff enthält und somit kein CO₂ produziert. Allerdings können Emissionen wie NH₃-Schlupf, NOx und Lachgas (N₂O) entstehen, insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen. Entgegen der Erwartung berichtete WinGD bei Tests mit dem X-DF-A-Motor von einem NH₃-Schlupf von unter 10 ppm und einem N₂O-Wert von unter 3 ppm.

Berechnung des ROI

Obwohl die Entwürfe für diese zukunftssicheren Motorenmodelle schon länger existieren, sagt Baart, dass die ersten Exemplare erst 2022 auf den Markt kamen. „Wir führen jetzt die ersten Umrüstungen an diesen Motoren durch. Die 6X52-S Kurzhubmotoren werden von Diesel auf Methanol umgerüstet.“

Das iCER-EGR-System von WinGD kann die Emissionen in X-DF-Dual-Fuel-Motoren reduzieren (Foto: WinGD).

Neben Emissionsreduzierungen durch die Wahl des Kraftstoffs lassen sich weitere Einsparungen durch die variable Zylinderabschaltung erzielen (siehe Kasten). Diese passt die Kompression lastabhängig an, um Kraftstoffverbrauch und Abgasrückführung zu optimieren.

Die Wirtschaftlichkeit der Umrüstung hängt maßgeblich von der Rentabilität ab. Dabei werden die Umrüstungskosten mit den reduzierten Betriebskosten abgewogen, die sowohl den geringeren Kraftstoffverbrauch als auch andere Kosten, wie beispielsweise niedrigere Betriebssteuern, umfassen. Baart ergänzt, dass eine Umrüstung eines Schiffes, das für den Umbau ausgelegt ist, in nur 12 Tagen erfolgen kann.

Die Betreiber benötigen Stabilität.

Auch wenn die Gesetzgebung letztendlich einen Wechsel erzwingen wird, sind es die Kosteneinsparungen, die die frühzeitige Einführung umweltfreundlicher Kraftstoffe vorantreiben werden. Da die meisten dieser Kraftstoffe eine geringere Energiedichte als Diesel aufweisen, erscheint es von entscheidender Bedeutung, die Motoreffizienz zu steigern, um sich dem Energiewert pro Kilogramm von Diesel anzunähern.

„Wir haben die Effizienz unserer Motoren bei der Verwendung alternativer Kraftstoffe um etwa 3 % verbessert“, sagt Carmelo Cartalemi, Leiter Strategisches Marketing bei WinGD. „Wir nähern uns einem Gesamtwirkungsgrad von 55 %, was in etwa dem Maximum für Verbrennungsmotoren entspricht. Ich denke, jetzt brauchen wir staatliche Anreize für die Umstellung.“

Weiterhin erklärt er, dass die Wahl des Treibstofftyps maßgeblich vom Schiffssegment abhängt. „Die Betreiber kennen die Charteranforderungen und das Einsatzprofil. Dann geht es darum, welcher Treibstofftyp die beste Dekarbonisierung ermöglicht.“

„Andererseits ändern sich die Vorschriften, die Treibstoffpreise ändern sich. Was wir brauchen, ist Stabilität. Reedereien wollen dekarbonisieren, aber sie wollen dafür keinen Aufpreis zahlen.“

Baart schätzt, dass derzeit weltweit rund 4.500 Schiffe mit WinGD-Motoren im Einsatz sind. Davon seien etwa 2.300 für eine Nachrüstung geeignet, allerdings in unterschiedlichem Umfang. So würden beispielsweise einige Schiffe mit älteren Motoren aus Sicherheitsgründen und nicht aus Effizienzgründen umgerüstet, was aber letztendlich die CO₂-Bilanz des Schiffes verbessern werde.

„Die Welt lässt sich nicht allein mit neuen Motoren retten“, schloss er. „Wir brauchen neue Motoren und Nachrüstungen, um die Emissionswerte der globalen Schifffahrt zu verbessern.“