Dieselmotor kan veel beter presteren

Het rendement van scheepsmotoren moet binnen tien jaar boven de zestig procent liggen. Dat stelt Professor Nikolaos Kyrtatos, coördinator van het Europese Herculesproject dat zojuist de tweede fase is ingegaan (Hercules-Beta).

In het Herculesproject leiden de grote scheepsmotorenfabrikanten Wärtsilä en MAN Diesel een consortium met veertig toeleveranciers en onderzoeksinstellingen uit tien Europese landen. Gezamenlijk werken zij aan de ontwikkeling van schone en efficiëntere scheepsmotoren. Hercules-Beta wil de door het IMO gestelde limieten voor de emissies van scheepsmotoren radicaal verbeteren en daarmee de milieuprestaties van vervoer over water. De Europese Commissie steekt ruim 25 miljoen euro in het 36 maanden durende onderzoek van Hercules-Beta. ‘Doel van het project is het brandstofverbruik van scheepsmotoren met minimaal tien procent te verminderen', zegt professor Kyrtatos van de Nationale Technische Universiteit van Athene en coördinator van het Herculesproject. ‘Dat moet een significante verlaging van de CO2-uitstoot opleveren.'

Hogere drukken
De hogere efficiëntie moet worden bereikt door verbeteringen in de scheepsmotor zelf, zoals een betere inspuittechniek met hoger inspuitdrukken, een betere verbranding, geavanceerdere kleptiming, hogere turbo- en cilinderdrukken en een lagere wrijving. ‘Daarnaast is een verbeterde terugwinning van de restwarmte belangrijk', zegt de in maritieme techniek en architectuur gespecialiseerde Griekse professor.

Het onderzoek richt zich op de langzaamlopende tweetaktmotoren en de mediumspeed viertaktmotoren. ‘De snellopers zullen echter indirect ook van het onderzoek profiteren', stelt Kyrtatos, die beaamt dat het terugwinnen van energie door met restwarmte stoom te maken, die via turbines wordt omgezet in elektriciteit, nu nog alleen interessant lijkt voor zeer zware langzaamlopers. ‘De brandstofprijzen spelen een beslissende rol in de verdere acceptatie van deze systemen. Sommige verbeterde en compactere ontwerpen lijken echter ook kostenefficiënt voor kleinere krachtinstallaties.'

Roetoplossing
Een tweede doelstelling van het project is de emissies van NOx met zeventig procent en die van roet met vijftig procent te verlagen voor 2020. ‘Hercules-Beta onderzoekt de verschillende methoden die er zijn om dit doel te bereiken.' Gekeken wordt naar de voordelen en mogelijkheden van het varen op laagzwavelige of zwavelvrije brandstof, van systemen waarbij de uitlaatgassen met zeewater en chemicaliën worden gewassen, naar het gebruik van water/brandstofemulsies voor een koelere verbranding, naar systemen met een gescheiden brandstof- en waterinspuiting en naar het gebruik van ureumkatalysatoren. ‘Er wordt ook een methode ontwikkeld om tot een nauwkeurige meting te komen van de uitstoot van stofdeeltjes door de schepen. Zo kunnen de voordelen die een andere brandstofinspuiting of betere verbranding oplevert beter worden gemeten.'

De dit nu afgesloten eerste fase van het Herculesproject begon in 2007 met een Europese subsidie van 33 miljoen euro. In de eerste fase concentreerde het onderzoek zich op de ontwikkeling van instrumenten en software om processen goed te kunnen meten. Daarnaast vond een algemeen onderzoek plaats naar de potentiële mogelijkheden voor het verlagen van emissies en brandstofverbruik, waarvoor in die fase prototypes zijn gebouwd en getest. De testresultaten wezen uit dat er mogelijkheden zijn om brandstofverbruik en emissies fiks te verlagen.

Hercules-Beta bouwt voort op de resultaten van de eerste fase. De in die fase ontwikkelde meetinstrumenten worden gebruikt voor het verdere onderzoek naar het optimaliseren van motoren. De prototypes en onderzoeksmethoden worden verder verfijnd en verbeterd. Bedoeling is dat tegen het einde van de tweede fase, eind 2011 dus, praktijktesten op schepen worden uitgevoerd met doorontwikkelde prototypes. Dan kan informatie worden verzameld over het gebruik in de praktijk van de ultra zuinige motoren, die dan qua rendement niet of nauwelijks onderdoen voor brandstofcellen. Informatie over de nieuwe ontwikkelingen komt vanaf eind april te staan op http://www.hercules-b.com/ (HH)

Koop deze week Weekblad Schuttevaer inclusief de jaarlijkse motorenbijlage

Neem nu een gratis abonnement op de Nieuwsbrief. U krijgt dan twee keer per week alle maritieme nieuws in uw emailpostbus.