{"id":10876,"date":"2022-01-24T18:17:24","date_gmt":"2022-01-24T18:17:24","guid":{"rendered":"https:\/\/ktwtechnology.de\/?post_type=news&p=10876"},"modified":"2022-01-24T18:17:28","modified_gmt":"2022-01-24T18:17:28","slug":"smartvalves-fuer-die-schifffahrt-das-schmutzigste-gewerbe-der-welt","status":"publish","type":"news","link":"https:\/\/ktwtechnology.de\/en\/news\/smartvalves-fuer-die-schifffahrt-das-schmutzigste-gewerbe-der-welt\/","title":{"rendered":"SmartValves f\u00fcr die Schifffahrt – das schmutzigste Gewerbe der Welt"},"content":{"rendered":"
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„Die 15 gr\u00f6\u00dften Seeschiffe der Welt sto\u00dfen j\u00e4hrlich mehr sch\u00e4dliche Schwefeloxide aus als alle 760 Millionen Autos weltweit!“<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

So ein Zitat von Dietmar Oeliger, Leiter Verkehrspolitik beim NABU. Ebenfalls an der Emission von\u00a0Stickoxiden und Feinstaub durch Verbrennungsmotoren<\/strong>\u00a0ist die Schifffahrt erheblich beteiligt.\u00a0Auch hier\u00a0emittieren weltweit Schiffe weit mehr als die Automobile<\/strong>und dies nicht zuletzt deswegen, weil weltweit\u00a0\u00fcber den Seeweg das h\u00f6chste Frachtvolumen\u00a0<\/strong>bewegt wird (siehe Bild unten). Auch die\u00a0stark wachsende Anzahl von Kreuzfahrtschiffen<\/strong>\u00a0tr\u00e4gt zur Versch\u00e4rfung der Situation bei. In den\u00a0Hafenst\u00e4dten sind die Schadstoffemissionen<\/strong>\u00a0der Schiffe besonders problematisch<\/strong>.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

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Bild:\u00a0Weltweites Frachtvolumen im Vergleich der Jahre 2010 und 2050 nach Verkehrstr\u00e4gern (in Billionen Tonnenkilometer; Quelle: Statista)<\/em><\/p>\n\n\n\n

Es besteht dringender Handlungsbedarf die Schadstoffemissionen von Schiffen zu reduzieren.<\/strong> Technische L\u00f6sungen des Problems sind gefragt<\/strong> und sollten insbesondere auch wirtschaftliche Vorteile bringen, um die Umsetzung zu erleichtern, zumal Umweltauflagen in der Schifffahrt wegen jeweiliger nationaler Besonderheiten weltweit nur schleppend greifen<\/strong>. Wichtige Umweltschutzvorgaben f\u00fcr die Schifffahrt: <\/p>\n\n\n\n

 IMO (Internationale Maritime Organization) <\/strong>ist eine Sonderorganisation der Vereinten Nationen, welche f\u00fcr die Sicherheit und die Verh\u00fctung der Meeresverschmutzung zust\u00e4ndig ist. Die von IMO erlassenen Regeln \u00fcber die Abgasemissionen<\/strong> sind allgemein bekannt als die \u201eTier I \u2026 III\u201c Normen<\/strong>. Diese Normen definieren<\/strong> insbesondere den NOx- und SOx<\/strong>–Ausstoss bei Dieselmotoren. <\/strong>Die Tier I und Tier II sind global geltende Richtlinien, w\u00e4hrend Tier III nur in sogenannten „NECAS“<\/strong>, (N<\/strong>Ox-E<\/strong>mission C<\/strong>ontrol A<\/strong>reas) ben\u00f6tigt wird. In den \u201eNOx-Emission Control Areas\u201c gilt eine versch\u00e4rfte Regel was den NOx-Aussto\u00df betrifft.<\/p>\n\n\n\n

The\u00a0United States Environmental Protection Agency (EPA)<\/strong>\u00a0ist eine unabh\u00e4ngige Beh\u00f6rde der Regierung der Vereinigten Staaten von Amerika zum Umweltschutz und zum Schutz der menschlichen Gesundheit.\u00a0EPA Tier 4f<\/strong>\u00a0gilt f\u00fcr alle Schiffe, die unter amerikanischer Flagge fahren. EPA\u00a0fordert sch\u00e4rfere Grenzwerte f\u00fcr Schiffe als IMO Tier III\u00a0in den NECA Zonen<\/strong>\u00a0(NOx\u00a0Emission Control Areas). Diese Grenzwerte werden in EPA Regelwerken beschrieben.<\/p>\n\n\n\n

Die Schiffbauindustrie muss ihren Teil zum globalen Umweltschutz beitragen. Ziel von Schiffbauern, Ausr\u00fcstern und Reedern muss eine \u201eMaritime Energiewende<\/strong>\u201c sein, welche die\u00a0Schifffahrt langfristig CO2-neutral<\/strong>\u00a0und dar\u00fcber hinaus\u00a0frei von sch\u00e4dlichen Emissionen<\/strong>\u00a0macht.<\/p>\n\n\n\n

Im Verbrennungsprozess bei Dieselmotoren<\/strong> bilden<\/strong> sich auch Stickoxide, deren Eliminierung sehr aufwendig und kostenintensiv im Abgasstrom erfolgt.<\/strong> Bestehende Technologien, wie z.B. die selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden mit Ammoniak (\u00fcber Harnstoffl\u00f6sung) oder NOx-Speicherkatalysatoren<\/strong> sind problematisch, da kompliziert, teuer oder in der Wirkung begrenzt.<\/p>\n\n\n\n

The Dieselmotor dominiert den Antrieb von Schiffen<\/strong> und ist hier wegen seines hohen thermodynamischen<\/strong> Wirkungsgrads<\/strong> und der damit verbunden Wirtschaftlichkeit und Ressourcenschonung nicht leicht zu ersetzen. Leider emittieren Schiffsdieselmotoren erhebliche Mengen an Schadstoffen wie Schwefeldioxid, Stickstoffoxide und Feinstaub<\/strong>. Der Druck w\u00e4chst, auch Schiffsdieselmotoren umweltvertr\u00e4glich zu betreiben<\/strong>. Hier besteht Handlungsbedarf. Der Schifffahrt m\u00fcssen geeignete technische L\u00f6sung f\u00fcr den Umweltschutz zur Verf\u00fcgung gestellt werden.<\/p>\n\n\n\n

SmartWaterInjection von KTW reduziert Verbrauch und Schadstoffe<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die generell positive Wirkung der Wassereinspritzung<\/strong> in Bezug auf Schadstoffemissionen und Wirkungsgrad<\/strong> des Dieselmotors wurde nachgewiesen.Wenn Wasser direkt in den Brennraum gespritzt wird, hat dies den Vorteil, dass die Flamme im Brennraum auch erst nach der Z\u00fcndung der Flamme durch Wasser beeinflussbar wird, es ist insbesondere auch eine geschichtete Wassereinspritzung m\u00f6glich. <\/p>\n\n\n\n

Erst die voneinander unabh\u00e4ngige Einspritzung von Kraftstoff und Wasser<\/strong> erlaubt eine optimale Beeinflussung der Verbrennung und der Verbrennungstemperatur durch Wasser<\/strong> (R. Pl\u00f6ntzke und H. Zellbeck (\uf0f0 MTZ Motorentechnische Zeitschrift 77 (2016) 4 S.28) und damit die \u00dcberwindung der immanenten Proze\u00dfinstabilit\u00e4t. Die Ingenieure von KTW<\/strong> haben diese Technology<\/strong> bereits vor Jahrzehnten im Rennsport eingesetzt<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Hier liefert die von KTW entwickelte\u00a0SmartValve-Technologie\u00a0<\/strong>die\u00a0zukunftsweisende L\u00f6sung<\/strong>. Am\u00a0Wissenschaftlichen-Technischen Zentrum f\u00fcr Motoren- und Maschinenforschung Ro\u00dflau gGmbH (WTZ)<\/strong>\u00a0wurden mit einem\u00a0Magnetventil<\/strong>\u00a0der KTW Technology eine Reihe von Tests durchgef\u00fchrt. Das WTZ verf\u00fcgt \u00fcber entsprechende Technikumseinrichtungen wie einen Motorenpr\u00fcfstand mit Schiffsdiesel. Das Ventil wurde im\u00a0Ansaugkanal<\/strong>\u00a0platziert (siehe nachfolgende Bilder).<\/p>\n\n\n\n

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Die ersten Tests sind vielversprechend:\u00a0Wassereinspritz-Ventilsysteme<\/a>\u00a0k\u00f6nnen die\u00a0Ansaugluft abk\u00fchlen<\/strong>\u00a0und helfen durch eine\u00a0bessere Verdichtung mehr Luft in die Zylinder der Motoren zu pressen<\/strong>. F\u00fcr\u00a0Dieselmotoren<\/strong>\u00a0kann so der\u00a0Stickoxid-Aussto\u00df um 50 bis 60% und der Verbrauch von Kraftstoff um 5 bis 10% reduziert werden<\/strong>. Damit werden\u00a0Feinstaub- und CO2-Emission signifikant vermindert<\/strong>.\u00a0Die Investition, bspw. f\u00fcr das Nachr\u00fcsten eines Schiffsmotors, betr\u00e4gt wenige tausend Euro. Ein neuer Schiffsmotor kostet hingegen einige hunderttausend Euro \u2013 konzipiert sind sie f\u00fcr eine unbegrenzte Laufzeit. Im Gegensatz zum Automotor lohnt sich bei Meeresgiganten im Fall eines Defekts das Auswechseln von Einzelteilen.<\/p>\n\n\n\n

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Bild: Ergebnisdiagramme Wassereinspritzung im WTZ Ro\u00dflau<\/em><\/p>\n\n\n\n

Ab einem Wasseranteil von 30% wurde der International Maritime Organisation (IMO) Tier-II-Stickoxidgrenzwert unterschritten.\u00a0Je nach Z\u00fcndstrahlmenge sind dabei Stickoxidminderungsraten von bis zu 50% m\u00f6glich (60%H2O).<\/p>\n\n\n\n

The Kombination der vielen Eigenschaften des KTW Ventils<\/strong> weisen seine Einzigartigkeit aus und erm\u00f6glichen eine weitere Reduzierung der Umweltbelastung<\/strong> durch die sonst sehr effizienten Dieselmotoren. Das Ventil ist sehr schnell schaltbar, hoch pr\u00e4zise, extrem verschlei\u00dffest <\/strong>und im Prinzip nicht aufwendig in der Fertigung. Es ist f\u00fcr das geplante Verfahren sehr geeignet, weil es durch die elektromagnetische Konstruktion sehr langlebig und zuverl\u00e4ssig <\/strong>ist, es erm\u00f6glicht erstmals die ben\u00f6tigte Standzeit <\/strong>und ist direkt schaltend<\/strong>. Die Fertigung des Ventils erfolgt aus nicht rostendem Stahl<\/strong> und das einzige bewegliche Teil im Ventil ist ein Kaliber<\/strong>. Damit treten keine Korrosions- und Schmierungsprobleme<\/strong> auf, die alle bekannten Ventile, wie Nadelventile bzw. Piezoventile fr\u00fchzeitig versagen lassen<\/strong>. Das Ventil deckt in verschiedenen Ausf\u00fchrungen ein Hubvolumen von 0,5 l pro Zylinder bis 13 l pro Zylinder<\/strong> und dadurch kann erstmals der n\u00f6tige Durchflu\u00df<\/strong> generiert werden kann, um signifikante Wassermengen in Gro\u00dfdiesel einzuspritzen<\/strong>. Bisher bekannte Ventile erreichen NOx-Reduzierungen um 5% und m\u00fcssten zudem in gr\u00f6\u00dferer Zahl eingesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n

Erhebliches Umsatz- und Einsparpotenzial<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Auch wenn Diesel-Motoren in Deutschland zum Auslaufmodell erkl\u00e4rt wurden, die Industrie muss \u00fcber die Grenzen hinaus blicken und kann dazu beitragen, dass vorhandene Diesel-Gro\u00dfmotoren umweltfreundlicher genutzt werden k\u00f6nnen. Hier geht es immerhin um einen j\u00e4hrlichen Verbrauch von 44 Mrd. Litern Diesel p.a. und 3 – 6 Mrd. kg NOx weltweit im Schiffssektor<\/strong>. Und allein die in Deutschland zugelassenen LKW verbrauchen 14 Mrd. Litern Diesel p.a.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Der Weg hin zu alternativen Antriebssystemen ist<\/strong> unvermeidbar. Wenn vorhandene Einsparpotenziale genutzt werden k\u00f6nnen, sollte diese Chance im Sinne des Klimaschutz ergriffen werden, statt allein auf den langwierigen Umstellungsprozess zu setzen.<\/p>","protected":false},"featured_media":10881,"menu_order":0,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"default","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}}},"categories":[32],"tags":[],"news_category":[41],"class_list":["post-10876","news","type-news","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-smart-valves","news_category-products"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ktwtechnology.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/news\/10876","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ktwtechnology.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/news"}],"about":[{"href":"https:\/\/ktwtechnology.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/news"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ktwtechnology.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/10881"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ktwtechnology.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10876"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ktwtechnology.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10876"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ktwtechnology.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10876"},{"taxonomy":"news_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ktwtechnology.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/news_category?post=10876"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}