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#Neues aus der Industrie
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Doeksen setzt Wärmerückgewinnung auf Wattenkatamaranen ein
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Die kompakte Wärmerückgewinnung liefert genügend Strom für das Manövrieren des Hafens auf zwei gasbetriebenen Passagierkatamaranen
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Noch in diesem Jahr wird die niederländische Reederei Doeksen zwei neue Katamarane auf dem umweltschonenden Wattenmeer in Betrieb nehmen, das 2009 zum UNESCO-Weltkulturerbe erklärt wurde. Die Schiffe, die in Vietnam von Strategic Marine gebaut wurden, bündeln Umwelttechnologien und -materialien, um den Betrieb so nachhaltig wie möglich zu gestalten.
Die 70-m-Schiffe, die ab Mitte 2019 zwischen Harlingen und den Inseln Terschelling und Vlieland verkehren werden, befördern bis zu 66 Fahrzeuge und rund 600 Passagiere. Eine leichte Aluminiumkarosserie reduziert den Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu einem herkömmlichen Stahlrumpf erheblich. Die Schiffe werden ausschließlich mit LNG über Reingasmotoren der MTU angetrieben.
Noch innovativer als die Motoren ist der Prozess der Nutzung der Abwärmenutzung auf den Schiffen. Doeksen-Geschäftsführer Paul Melles stellt fest, dass - bei aller Umweltfreundlichkeit des verwendeten Kraftstoffs - beim Einsatz von Verbrennungsmotoren mehr als 50% der im Kraftstoff enthaltenen Energie als Abwärme verloren geht.
"Die Nutzung von Abwärme zur Erzeugung von Strom, der an Bord genutzt werden kann, ist ein entscheidender Schritt nach vorn"
"Die Abwärme verdampft einfach in der Luft oder wird ins Meer geleitet", sagt Melles. "Die Nutzung von Abwärme zur Erzeugung von Strom, der an Bord genutzt werden kann, ist ein entscheidender Schritt nach vorn. Aber der Bauraum an Bord eines Schiffes ist streng limitiert, deshalb haben wir nach einer Lösung gesucht, die nicht nur funktioniert, sondern vor allem kompakt ist."
Doeksen entschied sich für ein System des Münchner Unternehmens Orcan Energy, das seit mehreren Jahren Lösungen zur Umwandlung von Abwärme in Strom für Industrie, Mobilität und Stromerzeugung entwickelt. Die Effizienzpakete von Orcan haben die Größe einer Duschkabine. Um die in den Motorabgasen enthaltene Wärme zum Antrieb eines Stromgenerators zu nutzen, wurden die Katamarane jeweils mit zwei Effizienz-Packs ausgestattet, die jeweils eine elektrische Nettoleistung von bis zu 100 kW erzeugen.
Die Verpackungen basieren auf dem Organic Rankine Cycle, bei dem ein Kältemittel kontinuierlich recycelt wird, um Abwärme in mechanische Arbeit umzuwandeln.
Die Abwärme wird der Wärmequelle über einen Wärmetauscher entzogen und über einen Zwischenkreislauf an ein Effizienzpack abgegeben. Die Wärme wird durch den Verdampfer in den Kältekreislauf übertragen. Im Verdampfer wird das Kältemittel dann in Dampfform, als überhitzter Dampf, der Expansionsmaschine zugeführt, indem die Schrauben des Expanders gedreht werden. Diese Rotationsenergie wiederum wird zum Antrieb eines Generators verwendet, der Strom erzeugt.
Nach der Expansionsmaschine wird das noch gasförmige Kältemittel im Kondensator verflüssigt und anschließend von der Förderpumpe wieder unter Druck gesetzt. Das Kältemittel hat nun den Kreislauf abgeschlossen und gelangt wieder in den Verdampfer, um die Abwärme wieder aufzunehmen.
Der erzeugte Strom wird von einem Frequenzumrichter in Gleichstrom umgewandelt, um Batterien zu laden, die beim Manövrieren im Hafen Bugstrahlruder mit Strom versorgen. Die Abwärmenutzung deckt damit den gesamten Energiebedarf für diesen intensiven Betrieb. Das Ergebnis ist eine jährliche CO2-Reduktion von 318 Tonnen pro Effizienzpaket - eine Einsparung von 260.000 Liter Kraftstoff und 462.600 kWh pro Jahr.
Die Katamarane müssen noch in Betrieb genommen werden, aber Orcan baut bereits sein Marineauftragsbuch an. Laut Geschäftsführer Andreas Sichert wird das Unternehmen in Kürze Aufträge für 32 Anlagen erhalten. Je nach Größe der Wärmequelle an Bord liefert Orcan einen Stapel von drei bis fünf Modulen (300-500 kW). Für Hochleistungsschiffe (wie die größten Containerschiffe) könnte das Unternehmen sein Industriemodul marinieren, wobei jedes Modul 400 kW liefert, was zur Lieferung von 1 MW elektrischer Leistung an große Schiffe führt.