Da die Europäische Union und die International Maritime Organization der UNO regelmässig neue Anforderungen einführen, welche die Verwendung fossiler Treibstoffe für Hochseeschiffe erschweren, werden Motoren, die mit sauberen, nachhaltigen Treibstoffen betrieben werden, zu einem entscheidenden Wettbewerbsvorteil für Anbieter von Schiffstechnologie. Der Schweizer Schiffsmotorenentwickler Win GD, der auf 125 Jahre Innovation zurückblicken kann, investiert in Forschungs- und Entwicklungsprojekte, um neue Motoren- und Antriebstechnologien zu entwickeln, die es auch den grössten Schiffen der Welt ermöglichen, die Energiewende zu schaffen.
Der Autor
Gavin Lipsith, Content Manager WinDG
LNG-betriebene Motoren als Erfolgsmodell
Dominik Schneiter, der bei Win GD bis Mitte 2023 die Forschung und Entwicklung leitete, hat in seiner Zeit beim Unternehmen einige technologische Umwälzungen miterlebt und mitgesteuert. Unter seiner Leitung wurden vor neun Jahren die ersten LNG-betriebenen (Liquefied Natural Gas, verflüssigtes Erdgas) Motoren eingeführt, welche den Kohlendioxidausstoss von Schiffen um bis zu 25 Prozent reduzieren können. Das Konzept war so erfolgreich, dass Win GD rasch zum Marktführer für die Hauptmotoren bei einigen Schiffstypen wurde.
«Mit den damaligen Entwicklungen ist Win GD für die heutigen Erwartungen des Marktes gut aufgestellt», sagt Schneiter. «Die Struktur unserer Motoren ist für die Temperaturen und Drücke ausgelegt, welche für nachhaltige Treibstoffe erforderlich sind. Unsere Dieselmotormodelle haben ein Verbrennungskonzept mit branchenführendem Wirkungsgrad, welches wir auch für neue Methanol- und Ammoniakmotoren einsetzen werden, und unser einzigartiges Konzept mit im Betrieb verstellbarem Kompressionsverhältnis (VCR) wird für die Weiterentwicklung der Effizienz unserer LNG-Motoren entscheidend sein.»
Nebenher hat Win GD ein Netz von Forschungszentren, Versuchsmotoren und Partnerschaften aufgebaut, die nicht nur bei der Entwicklung von Methanol- und Ammoniakmotoren, sondern auch bei der Entwicklung von Hybridantrieben, digitalen Optimierungswerkzeugen und bei laufenden Verbesserungen der grundlegenden Motorkonstruktion wichtig sind. «Wir dürfen nicht vergessen, dass schrittweise Verbesserungen in Bezug auf Effizienz und Zuverlässigkeit der Motoren, unabhängig vom verwendeten Treibstoff, für uns von grundlegender Bedeutung sind», so Schneiter.
Dekarbonisierung in der Schifffahrt
Für die Betreiber grosser Hochseeschiffe sind es hauptsächlich die neuen, nachhaltigen Treibstoffe, welche die entscheidende Emissionsreduzierung bewirken werden, die es ihnen ermöglicht, die von den Regulatoren geforderte, stufenweise Dekarbonisierung im Schiffsbetrieb zu erreichen. Ein Beispiel dafür ist das 2023 geschlossene Abkommen mit dem chinesischen Containerschiffsbetreiber Cosco. Vier 16’000 TEU-Containerschiffe, die ab 2025 an Cosco ausgeliefert werden, werden mit den ersten Methanolmotoren ausgestattet sein, die in China gebaut werden.
Ungewöhnlicherweise wird das dritte Schiff das erste sein, das direkt einen Methanolmotor erhält; die beiden anderen werden zunächst mit Dieselmotoren ausgerüstet, welche später umgerüstet werden, sobald der erste Methanolmotor die Nagelprobe bestanden hat. Win GD wird also diesen Auftrag nutzen, um seine Kompetenz in der Umrüstung bestehender Motoren voranzutreiben – ein wichtiger Aspekt, da viele bereits in Betrieb stehende Schiffe ihre Treibstoffoptionen angesichts neuer Vorschriften überdenken.
«Durch die enge Zusammenarbeit mit unseren Partnern wollen wir die Zeit verkürzen, die nötig ist, um neue Motoren von der Entwicklung in den Schiffsbetrieb zu bringen, und dabei gleichzeitig Effizienz und Zuverlässigkeit garantieren», sagt Schneiter. «Unsere Projekte mit Motorenbauern, Werften, Schiffseignern und Ausrüstungslieferanten sind ein wesentlicher Bestandteil unserer Entwicklungspläne.»
Deutlich wird dies bei der Arbeit von Win GD an seinen mit Ammoniak betriebenen Motoren. In den vergangenen zwei Jahren hat das Unternehmen mehrere Vereinbarungen für gemeinsame Entwicklungen in diesem Bereich geschlossen: mit CMB.Tech, dem Innovationszentrum des Saverys-Schifffahrtimperiums, zu dem auch Exmar und CMB gehören, mit Mitsubishi Shipbuilding Co. Ltd. für die Entwicklung von Ammoniakversorgungssystemen für die Win-GD-Motoren sowie mit dem Tankerbetreiber AET und dessen Schwestergesellschaft, der Seefahrtsakademie Akademi Laut Malaysia, welche eine Ausbildung für Seeleute entwickeln wird, um die Ammoniakmotoren auf hoher See sicher zu betreiben.
Elektrifizierung schafft Energieeffizienz
Neben diesen umfangreichen Aktivitäten hat Win GD auch sein Angebot zur Elektrifizierung des Antriebssystems weiterentwickelt. Hauptmaschinen wurden bisher selten zur Stromerzeugung auf Schiffen eingesetzt; weil aber immer mehr Schiffe mehr Strom benötigen, um den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren, wächst das Interesse bei der Kundschaft in diesem Marktsegment. Bei einer Reihe neuer Schiffe für die japanische Reederei NYK Line wurde die Hybridlösung von Win GD – Batterie in Kombination mit einem LNG-Motor – erfolgreich in Betrieb genommen, was die Schiffe im Vergleich mit konventionellen Konzepten um 40 Prozent energieeffizienter macht. Schneiter erklärt: «Die Dekarbonisierung der Hochseeschifffahrt wird nicht durch eine einzige Lösung erreicht werden: Der Ansatz ist komplex und wird alternative Treibstoffe, digitale Optimierung und in manchen Fällen Hybridantriebe umfassen.