Gemeinsam mit der Industrie forscht man am Paul Scherrer Institut an neuen Schiffsmotoren
Was bei Dieselfahrzeugen zu Land schon lange die Norm ist, soll nun auch auf den Meeren umgesetzt werden: Nicht nur Lastwagen und Dieselautos fahren stickoxidreduziert, sondern auch Schiffe. Während dieses Ergebnis bei Fahrzeugen hauptsächlich durch den Einbau von Katalysatoren erreicht wird, ist das Ziel bei Schiffen eine innermotorische Lösung: Durch die Verbesserung des Verbrennungsprozesses soll der Stickoxidausstoss reduziert werden ohne eine zusätzliche externe Abgasnachbehandlung.
Für die Wirtschaft sind Schiffe äusserst effiziente Verkehrsmittel: 85 – 90% des Transportvolumens des Welthandels werden mit Schiffen abgewickelt. In den letzten vier Jahrzehnten hat sich das Volumen der Handelsschifffahrt vervierfacht. Während alle Welt über zu hohen CO2-Ausstoss debattiert, ist dies bei Schiffen kein Thema, sie sind die effizienteste Möglichkeit für den Transport. Schiffsdieselmotoren zeichnen für 5% des weltweiten Erdöl-basierten CO2-Ausstosses verantwortlich; sie verursachen aber auch 13% des globalen Erdöl-basierten Stickoxidausstosses. Und das ist zu viel, befand die Internationale Seeschifffahrts-Organisation (IMO) der Vereinten Nationen. Ab 2016 sollen daher die Grenzwerte so festgelegt werden, dass die Schiffsmotoren nicht mehr Stickoxide ausstossen als die heutigen Lastwagen in den USA.
Neue Infrastrukturen für neue Lösungen
Um dieses Ziel zu erreichen, müssen neue Lösungsansätze erforscht und entwickelt werden. Dazu nimmt heute ein Prüfstand für Schiffsdieselmotoren am PSI seinen Betrieb auf. Da ein gängiger 2-Takt 12-Zylinder-Schiffsantriebsmotor viel zu gross für die notwendigen spezifischen Forschungsuntersuchungen ist, kommissionierte man die kleinste Motorengrösse, mit der eine relevante Forschung noch möglich ist: einen 4-Takt 1.2 Megawatt 6-Zylinder-Vollmotor. Für den Prüfstand musste eigens eine neue Halle gebaut werden, die dank eines zinslosen Darlehens durch den Kanton Aargau zügig realisiert werden konnte. Dazu meinte Regierungsrat Rainer Huber bei der Einweihungsfeier des Prüfstands: Der Kanton Aargau profitiert als Standortkanton von der weltweiten Ausstrahlung des Paul Scherrer Instituts und von seiner Wirkung als Innovationszentrum und als attraktiver Ausbildungsort und Arbeitgeber. Auf der anderen Seite schätzt das PSI ganz offensichtlich auch die Qualitäten des Standorts Aargau. Für diese partnerschaftliche Zusammenarbeit sind wir dankbar.
Wie die Schweiz aufs Meer kommt
Die Schweiz besitzt zwar kein Meer dafür aber reichlich Know-how für Schiffsantriebe. Der Schiffsmotorenhersteller Wärtsilä unterhält in Winterthur ein grosses Forschungs- und Ausbildungszentrum. Am Kompetenzzentrum für Energie und Mobilität am Paul Scherrer Institut sowie an der ETH Zürich gibt es das Know-how für Verbrennungstechnik. ABB Turbo Systems beteiligt sich an der Forschung mit neuster Turboladertechnik. Die Firma Kistler sorgt für die Auswertungstechnik und Hug Engineering stellt das Katalysator-System. Kurz, der Werkplatz Schweiz bringt seine Expertise ein. Im Rahmen des Projektes werden zunächst die Bedingungen für einen verbesserten, weil schadstoffärmeren Betrieb der Schiffsmotoren mit Diesel erforscht. Eingebunden ist das Projekt in ein EU-weites Forschungskonsortium, das sich der Entwicklung von Schiffsmotoren mit reduzierter Abgasemission und verbessertem Wirkungsgrad widmet.
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