LPG optie voor dual fuel tweetakt dieselmotoren

MAN Diesel & Turbo heeft een dual fuel systeem ontwikkeld voor maritieme tweetaktmotoren, waarmee ze voor 75 tot 95% op LPG kunnen draaien en voor de rest op zware olie of gasolie. Het is een variant op het eerder ontwikkelde systeem voor de ME-GI dual-fuel motoren, die op een mix van aardgas (LNG) en zware olie of gasolie draaien.

Links Een LPG injector voor een dual fuel tweetaktmotor van MAN Diesel & Turbo. Rechts een LPG controleblok met pomp en een accumulator houden het vloeibare gasmengsel op een gelijkmatige druk van 550 bar in de commonrail van het LPG brandstofsysteem. (Tekening MAN Diesel & Turbo)

1/2

Gerelateerd nieuws

RWS opent woensdag de stuwen in Neder-Rijn en Lek

Sluis Eefde is er klaar voor

Groter dan Eeborg worden ze niet bij Niestern Sander

VT worstelt zich een plek in Panama

Meer over

Techniek

Door Hans Heynen
De voor LPG aangepaste GI (Gas Injectie) dual fuel tweetaktmotoren hebben een ander soort brandstofinjectiesysteem dan de voor aardgas geschikte dual fuel motoren.

• Aanbod neemt toe en prijs daalt waarschijnlijk

• LPG aan dek op te slaan  in bewezen veilige type-C tanks  

Aardgas wordt namelijk gasvormig in de cilinders geblazen, terwijl LPG vloeibaar wordt ingespoten. Voor LPG zijn aparte brandstofpompen en verstuivers nodig.

Duidelijke regels
‘MAN Diesel & Turbo heeft het systeem ontwikkeld omdat er vraag uit de markt voor was', zegt verkoopdirecteur Lex Nijssen, van MAN Diesel Benelux uit Schiedam.
‘De verwachting is dat het aanbod van LPG de komende jaren toeneemt en de prijs concurrerend wordt met die van stookolie. LPG komt bijvoorbeeld vrij bij de productie van LNG en die neemt sterk toe.'

Een voordeel van LPG is dat het veel makkelijker in vloeibare toestand kan worden gebracht en gehouden dan LNG. LPG wordt bovendien al lange tijd vervoerd in schepen en in tankwagens en al tientallen jaren als brandstof gebruikt in auto's. Er is veel ervaring met de brandstof en er zijn duidelijke regels voor opslag en vervoer. LPG kan op schepen worden opgeslagen in type-C tanks, waarvan de veiligheid zich in de praktijk heeft bewezen. Geïsoleerde LPG tanks kunnen zonodig op het dek worden geplaatst.
Op milieugebied levert gebruik van LPG vrijwel dezelfde emissievoordelen op als het gebruik van LNG. In vergelijking met een motor die op zware stookolie draait ligt de CO2 uitstoot van een dual-fuel motor 17% lager, de NOx uitstoot 12% en de fijn stof uitstoot 37%. De uitstoot van zwaveldioxide daalt ruim 90%.

LPG verstuivers
Voor het inspuiten van LPG gebruikt MAN een met Hamworthy Gas System (HGS) ontwikkeld systeem. Vanuit de tank wordt koud (min 42 graden) LPG met een lage drukpomp getransporteerd naar het brandstofsysteem. Bij een druk van elf bar wordt het LPG verwarmd tot 25 graden. Hiervoor kan koelwater van de motor worden gebruikt. Vervolgens wordt het met een hoge drukpomp op een inspuitdruk van 550 bar gebracht. Via een aparte verstuiver wordt het, met een temperatuur van rond 45 graden Celsius in de cilinders gespoten. De hoge druk is nodig om een goede verstuiving van het vloeibare LPG te waarborgen.

De voor de ontsteking van het mengsel benodigde gasolie of stookolie wordt via een tweede verstuiver ingespoten. Volgens HGS vermindert de voor het LPG systeem benodigde energie de efficiëntie van de motor met 0,5 tot 1 %. Een LPG systeem maakt een tweetaktdieselmotor 20 tot 30% duurder. Omdat de energiedichtheid van vloeibaar LPG veel hoger ligt dan van gasvormig in te spuiten LNG, zijn de componenten van een LPG brandstofsysteem kleiner dan van een LNG systeem. LNG wordt gasvormig onder een druk van 250 tot 300 bar ingespoten. Zware olie (HFO) en gasolie worden bij deze motoren onder een druk van 600 tot 800 bar geïnjecteerd.

De controle- en veiligheidssystemen van de LPG motor zijn gebaseerd op systemen van gasfabrieken, waaronder een MAN B&W 12K80MC GI motor uit Japan.
Klassenbedrijven hebben inmiddels een LPG dual fuel motor gekeurd. De motor kan ook op een mix van LPG en VOC draaien, een gas dat tijdens het transport van ruwe olie in de ladingtanks vrijkomt. Dat maakt de motor interessant voor grote tankers.

Makkelijker tanken
MAN Diesel & Turbo ziet goede mogelijkheden voor de motoren omdat ze makkelijker aan strengere emissienormen kunnen voldoen. Het bouwen van LPG bunkerterminals is relatief eenvoudig. Oudere LPG tankers kunnen bijvoorbeeld worden omgebouwd tot bunkerstations.  Een probleem is dat IMO regels het gebruik van LPG als brandstof op schepen nog niet toestaan. De verwachting is echter dat die regels binnenkort worden aangepast.

LPG is niet zo geschikt voor dual-fuel viertaktmotoren. ‘In een viertakt dieselmotor kun je maar een kleine 30% LPG bijmengen', zegt Nijssen. ‘Dan kun je beter voor een ottomotor kiezen. Die kan volledig op LPG draaien. Voor viertakt dual fuel motoren is aardgas (LNG) de enige optie en het lijkt er op dat de LNG terminals in Rotterdam straks toch een bunkermogelijkheid krijgen voor schepen.'