Containerschiffe fahren mit verschiedensten Kraftstoffen, die, miteinander vermischt, für ihre Motoren unverträglich sein können. Neue Grenzwerte verschärfen die Situation.
„Wahrscheinlich werden Motorprobleme bei Container- und Handelsschiffen künftig zunehmen, denn seit Anfang 2020 gilt weltweit ein strenger Schwefelgrenzwert von nur noch 0,5 Prozent. Das führt dazu, dass verschiedenste Brennstoffe angeboten werden, deren Verträglichkeit untereinander nicht bekannt ist. Hauptsache der Grenzwert wird eingehalten“, erklärt Professor Friedrich Wirz von der Arbeitsgruppe Schiffsmaschinenbau der TU Hamburg. Um diesen Problemen zu begegnen, startet die Arbeitsgruppe ein auf zwei Millionen Euro angelegtes Projekt. Um verlässliche Aussagen über die Stabilität der Kraftstoffe sowie insbesondere die Vergleichbarkeit verschiedener Kraftstoffpaare zu treffen, wurde eigens ein neues Labor mit modernster Messtechnik in einer Werkhalle der TU Hamburg eingerichtet. In zwei übereinanderliegenden Containern untersuchen die Chemikerin Dr. Jasmin Bullermann und die beiden Ingenieure Andreas Krafft und Carsten von Ohlen die Proben auf ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften. „Wir können hier ganz andere Messungen vornehmen, als sie bislang zum Standardprogramm gehörten“, sagt Jasmin Bullermann, die eigens für das Projekt an die TU Hamburg gekommen ist.
Im Rheometer beispielsweise wird der Kraftstoff auf 50 Grad erhitzt, um seine dynamische Viskosität zu messen. „Wir sehen“, erläutert Bullermann, „bei welcher Temperatur der Kraftstoff fließt und somit gut pumpfähig ist.“ Mit der feinen Messtechnik des Labors können die unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten bis in ihre Molekül- und Atomstruktur analysiert werden. Ihr Kollege Andreas Krafft beschäftigt sich anschließend damit, welche Zusatzstoffe, sogenannte Additive, dem Kraftstoff beigemischt werden können, damit er verträglicher wird. „So finden wir hoffentlich heraus, wie die Kraftstoffe besser miteinander gemischt werden können“, betont Krafft. Ingenieur Carsten von Ohlen, ebenfalls Mitglied des Projekts, erklärt: „Wir möchten mit den Mischungen unter realen Bedingungen experimentieren.“ Deshalb baut er das Kraftstoffsystem, wie es an Bord eines Schiffes stehen könnte, im Modellmaßstab.
„Die Kraftstoffe unterscheiden sich hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung und somit auch ihrer Heizwerte, Dichte, Viskosität und Verunreinigungen stark voneinander. Diese Werte haben aber einen großen Einfluss auf die Vergleichbarkeit mit anderen Kraftstoffen und auf den Schiffsbetrieb. Unser Ziel ist es, am Ende eine automatische Anlage zu entwickeln, die den Umschaltvorgang zwischen zwei Kraftstoffen so regelt, dass künftig Ausfälle oder Schäden an den Schiffsmotoren vermieden werden können“, so von Ohlen. Am Ende könnte also eine Art Positivliste erarbeitet werden, welche Kraftstoffe sich vertragen und miteinander gemischt werden können. „Dabei kann herauskommen, dass bestimmte Zeiten und Verfahren beim Umschalten eingehalten werden müssen oder eventuell ein ‚Spülkraftstoffʻ eingesetzt wird“, macht Krafft deutlich.
