Das legendäre maritime Beratungs- und Klassifikationsunternehmen Lloyd’s Register ist alt genug, um Windenergie kommen, gehen und wiederkommen zu sehen. Das Unternehmen hat gerade sein Gütesiegel auf einen neuen Segeltyp gesetzt, der Frachtschiffen helfen wird, die Ziele von EEDI zu erreichen, einem von der International Maritime Organization festgelegten Index für Energieeffizienz und CO2-Emissionen.
EEDI & Windkraft für Frachtschiffe
Windkraft ist kostenlos, aber die Schifffahrt hat vor Generationen die Segel aufgegeben, nachdem fossile Energie ins Spiel kam. Trotz einiger jüngster Bewegungen in eine nachhaltigere Richtung ist schwerer „Bunker“-Diesel derzeit der bevorzugte Kraftstoff.
„Viele Schiffe verbrennen immer noch schweren Bunkertreibstoff, einen viskosen, kohlenstoffintensives ErdölproduktDas bleibt bei der Rohölraffination übrig“, erklären unsere Freunde bei der technischen Ingenieurorganisation IEEE.
Bei Tausenden von Frachtschiffen auf See ist das eine Menge Bunkertreibstoff. Wie IEEE anmerkt, sind Frachtschiffe der unsichtbare und unsichtbare Dreh- und Angelpunkt der Weltwirtschaft (mit Ausnahme der Hafengemeinschaften, die sowohl die Boden- als auch die Meeresverschmutzung auf dem Schirm haben). Von 1970 bis 2016 vervierfachte sich die Frachtmenge auf dem Wasser auf 10,3 Milliarden Tonnen, und die Zahl der heute im Einsatz befindlichen Schiffe nähert sich der 100.000-Marke.
Die Dekarbonisierung der Schifffahrtsindustrie wird nicht einfach sein. Die Verbraucher könnten helfen, indem sie weniger Zeug konsumieren, aber der Konsum ist nur ein Teil eines komplizierten Netzes von Interessen, das die Boote über Wasser hält.
Die letztendliche Verantwortung liegt bei der Industrie, die in den letzten Jahren mehrere branchenführende Initiativen zur CO2-Reduktion auf den Weg gebracht hat. Darüber hinaus gibt es den EEDI, den Energy Efficiency Design Index. EEDI wurde 2011 im Rahmen der Vereinten Nationen ins Leben gerufen und wird als „der erste rechtsverbindliche Klimaschutzvertrag seit dem Kyoto-Protokoll“ bezeichnet International Maritime Organization.
„Der EEDI für neue Schiffe ist die wichtigste technische Maßnahme und zielt darauf ab, die Verwendung von energieeffizienteren (weniger umweltbelastenden) Ausrüstungen und Motoren zu fördern“, erklärt IMO. „Der EEDI fordert ein Mindestniveau der Energieeffizienz pro Kapazitätsmeile (z. B. Tonnenmeile) für verschiedene Schiffstypen und -größensegmente.“
Hier kommen die Rotorsegel
Der EEDI soll die Energieeffizienzziele schrittweise verschärfen. Der Fortschritt war langsam, aber die Elektrifizierung und alternative Kraftstoffe kommen ins Spiel. Optimierungen wie die Routenoptimierung können ebenfalls die Emissionen verringern, aber die aufregendsten Neuigkeiten aus Sicht der sauberen Technologie sind die Wiedereinführung der Windkraft, einschließlich Nachrüstungen für ältere Schiffe sowie Neubauten (Nachrüstungen fallen unter die EEXI-Energieeffizienzplattform von IMO). .
Teil der Mischung sind Windenergie-Erntegeräte, die konventionellen Segeln vage ähneln. Die Schifffahrtsindustrie wagt sich auch weiter hinaus, in Segel, die überhaupt nicht wie Segel aussehen.
Das von Lloyd’s zugelassene Segel ist ein Rotorsegel. Dies sind vertikale, sich drehende Zylinder, die wie überdimensionale Schornsteine aussehen. Obwohl heute neu in der Schifffahrtsszene, stammt die grundlegende Technologie aus dem 20. Jahrhundert. Das ursprüngliche Konzept wird dem finnischen Ingenieur Sigurd Savonius zugeschrieben, und sie wurden erstmals 1926 auf einer Atlantiküberquerung von dem deutschen Erfinder Anton Flettner getestet, der der Technologie seinen Namen gab.
Das bringt uns zu Lloyd’s Register und der neuen Hauptzulassung für den Massengutfrachter Newcastlemax, ein neues Frachtschiff mit 210.000 DWT (Tragfähigkeit), das vom Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute entworfen wurde ausgestattet mit Rotorsegeln von der Firma Anemoi Marine.
„Das Newcastlemax AIP ist Teil eines bahnbrechenden gemeinsamen Entwicklungsprojekts (JDP), das 2020 mit Anemoi Marine Technologies, Lloyd’s Register und SDARI unterzeichnet wurde und den OEM, die Klassifikationsgesellschaft, den Schiffskonstrukteur und den Schiffseigner zusammenbringt, um eine Reihe von zu entwickeln energieeffiziente Schiffsdesigns, die mit Rotorsegeln ausgestattet sind“, erklärt Anomie und fügt hinzu, dass die Firma Oldendorff Carriers der Reederpartner ist.
„Der Einbau von Rotorsegeln auf diesem Massengutfrachter als Teil unseres JDP mit Anemoi, SDARI und Oldendorff Carriers wird die Effizienz des Schiffes erheblich verbessern und ist ein klares Beispiel dafür, wie energiesparende Geräte die maritime Industrie mit bevorstehenden EEXI und CII unterstützen können Vorschriften“, fügt Lloyd’s hinzu.
Die Kraft der Windkraft
Sich näher mit etwas befassen das Unkraut des EEDI ist ein ganz anderer Fischkessel, also nehmen wir einfach Lloyds Wort zu dieser zweistelligen Verbesserung. Wie von Anomie zitiert, hat Lloyd’s „bestätigt, dass der EEDI-Wert des Neubaus Newcastlemax von 1,92 auf 1,37 (Reduzierung um 29 %) durch die Installation von sechs 5 x 30 m langen Schienen-Rotorsegeln und auf 1,47 (Reduzierung um 23 %) durch die Installation von vier 5 x 35 m großen faltbaren Rotorsegeln reduziert würde. ”
Wie es funktioniert, das ist einfach. „Die Rotorsegel werden von einem Motor angetrieben, um sich zu drehen“, erklärt Anemoi. „Wenn eine Windströmung auf die sich drehenden Rotorsegel trifft, entsteht ein Druckunterschied. Dies verursacht eine Schubkraft, die dem Schiff einen Hilfsantrieb verleiht und dazu verwendet werden kann, die Schiffsgeschwindigkeit zu erhöhen oder den Verbrauch des Hauptantriebsaggregats zu reduzieren.“
Wenn Sie sich fragen, wie Rotorsegel mit Brücken umgehen, ist das auch einfach. Sie können so konstruiert werden, dass sie auf dem Schiffsdeck in eine horizontale Position gekippt werden, um einen geringen Abstand aufzunehmen.
Anomie hat eine zusätzliche Wendung hinzugefügt. Um sicherzustellen, dass die Segel das Laden der Fracht nicht stören, ist ihr Rotorsegelsystem sowohl neigbar als auch beweglich.
„Für Schiffe mit komplexem Frachtbetrieb, wie z. B. Massengutfrachter, hat Anemoi ein patentiertes Rail Deployment System entwickelt. Dadurch können unsere Rotorsegel entlang des Schiffsdecks bewegt werden, sodass Kräne ohne Behinderung effektiv be- und entladen werden können“, erklärt das Unternehmen. „Je nach Deckslayout können die Rotorsegel entweder von Seite zu Seite (quer) oder entlang der Schiffslänge (längs) bewegt werden.“
Nächste Schritte für Rotorsegel
Die Verbesserung des EEDI um 23-29 % könnte nur der Anfang sein. Letzten Monat die Holländer maritime Forschungsorganisation MARIN hat eine neue, von der Europäischen Union finanzierte Initiative namens Optiwise gestartet, die darauf abzielt mehr Action aus High-Tech-Segeln herausholen durch die Optimierung von Schiffssystemen rund um Windkraft, anstatt Windkraft als Add-on zu behandeln.
„Unser übergeordnetes Ziel ist es, ganzheitliche Konstruktions- und Steuerungsmethoden für bahnbrechende neue Schiffskonzepte zu entwickeln und einzusetzen, die Windantrieb nutzen und dabei realistische Betriebsszenarien berücksichtigen. Mit diesen Methoden erwarten wir durchschnittliche Energieeinsparungen zwischen 30 % und 50 % im Vergleich zu gleichwertigen konventionellen Schiffen, während die Betriebsfähigkeit in einem realistischen Windklima sichergestellt wird“, erklärt MARIN.
Volle Kraft voraus für die Anstrengung. Zu den Partnern von Optiwise gehören Core IC, SSPA, AYRO, Chantiers de l’Atlantique, Flikkema Innovation Management & Consultancy, Wärtsilä NiederlandeUniversità degli Studi di Genova, Euronav und Anemoi Marine als assoziiertes Unternehmen, finanziert durch das Vereinigte Königreich.
Darüber hinaus ging MARIN im letzten Monat auch eine Partnerschaft mit ein das American Bureau of Shipping Organisation für Klassifizierungsdienste, um die zweite Phase einer Initiative namens WiSP für windunterstützten Schiffsantrieb zu starten.
„WiSP2 wird sich darauf konzentrieren, Bewertungen innerhalb von EEDI und EEXI, aber auch unter realen Betriebsbedingungen vorzunehmen. Ziel ist es belegen die Höhe der Kraftstoffeinsparung Schiffseigner erwarten können, was es ihnen ermöglicht, fundierte Investitionsentscheidungen zu treffen und gleichzeitig die bevorstehenden CII-Anforderungen im Auge zu behalten, erklären sie.
Wie MARIN und Lloyd’s ist auch ABS eine Organisation mit Wurzeln in der Ära der Segelschiffe. Wenn die US-Interessenten an fossilen Energieträgern sich über den gerichtlich angeordneten Tod des Clean Power Plan freuten, sollten sie diese Pompons vielleicht wegstecken und sich die Haltung von ABS zur Dekarbonisierung ansehen. Unter anderem basierend auf dem Schneckentempo der Aufnahme von flüssigem Erdgas als alternativem Kraftstoff steuert ABS einen Kurs, der hat mehr mit neuer sauberer Technologie zu tun und weniger mit fossiler Energie business as usual.
Folge mir auf Twitter @TinaMCasey.
Bild: Rotorsegel Mit freundlicher Genehmigung von Anemoi Marine.
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