Containerschiff reduziert Treibhausgas- Emissionen durch Betrieb mit synthetischem Kraftstoff

Das 1.036-TEU Containerschiff „ElbBLUE“ – ehemals „Wes Amelie“ − konnte im Betrieb mit einem beigemischten Anteil an klimaneutral hergestelltem, synthetischem Erdgas (SNG –Synthetic Natural Gas) seine Treibhausgas-Emissionen (GHG – Greenhouse Gases) um 27% im Vergleich zum ausschließlichen Betrieb mit herkömmlichem Flüssiggas (LNG) reduzieren. Verglichen mit Schweröl (HFO) lag die GHG-Emissionsminderung sogar bei rund 34%. Das ergaben Messungen, die im September 2021 an Bord des Schiffes durchgeführt wurden. Die „ElbBLUE“ hatte damals als erstes Containerschiff weltweit rund 50% seiner Tankfüllung durch SNG ersetzt. 

„Mit diesem Projekt haben wir den Nachweis erbracht, dass unser Konzept der Maritimen Energiewende technisch trägt. Wir sind heute mehr denn je überzeugt, dass klimaneutral erzeugte, synthetische Kraftstoffe den Weg in eine grüne Schifffahrt weisen – und inzwischen auch weit darüber hinaus“, sagt Dr. Uwe Lauber, CEO von MAN Energy Solutions. „Die derzeitige weltpolitische Lage unterstreicht, welche Rolle synthetische Kraftstoffe künftig für eine diversifizierte Energieversorgung spielen können: Sie weisen den Weg hin zu weniger Abhängigkeit von Rohstoffvorkommen, -lieferanten und Preisschwankungen. Infolge des völkerrechtswidrigen, militärischen Angriffs auf die Ukraine sind etwa die LNG-Preise in den letzten Wochen massiv gestiegen und liegen mittlerweile auf einem ähnlichen Niveau wie SNG. Wenn es gelingt die Produktionskapazitäten zügig aufzubauen und dem Markt synthetische Kraftstoffe zur Verfügung zu stellen, kann SNG eine klimafreundliche und langfristig auch wirtschaftliche Alternative zu fossilen Energieträgern in der Schifffahrt sein.“

Vollständiger SNG-Betrieb kann GHG-Emissionen um mindestens 80% senken

„Wir haben mit diesem Pilotprojekt bewiesen, dass jedes mit LNG-betriebene Schiff auch mit grünem SNG aus Power-to-X betrieben werden kann“, sagt Stefan Eefting, Senior Vice President und Leiter von MAN PrimeServ in Augsburg. „Selbst bei nur 50-prozentiger SNG-Beimischung werden GHG- und Schadstoff-Emissionen bereits signifikant reduziert. Im ausschließlichen Betrieb mit SNG erwarten wir bei modernen Schiffen eine Reduzierung der GHG-Emissionen um mindestens 80%.“

Im Gasbetrieb reduzieren sich auch die weiteren Schadstoff-Emissionen gegenüber HFO drastisch: So konnte im Fall der ElbBLUE schon durch den Einsatz von LNG der Ausstoß von Stickoxid (NOx) um fast 87% verringert werden. Die Emissionen von Schwefeloxid (SOx) und Partikeln wurden fast komplett eliminiert (ca. 99%). Diese Werte wurden sowohl im ausschließlichen Betrieb mit LNG als auch im Mix mit SNG erreicht. 

Die Messungen wurden auf der Fahrt zwischen Brunsbüttel und Rotterdam mit einem SNG-Anteil von circa 50% im Erdgasgemisch bei 85% Motorenlast durchgeführt. Angetrieben wird die ElbBLUE von einem MAN 51/60DF-Viertaktmotor. Als Mehrstoffmotor ermöglicht das Aggregat neben dem Betrieb mit HFO auch den mit flüssigem Erdgas (LNG) als Kraftstoff. Die Testfahrt des Schiffs hat belegt, dass dieser ohne Motorenmodifikation durch SNG ersetzt werden kann.

ElbBLUE – Pionier der Maritimen Energiewende

Das 1.036-TEU Containerschiff ElbBLUE befindet sich im Besitz der deutschen Reederei Elbdeich und befährt – betrieben vom Charterer Unifeeder – die Nord- und Ostsee. Bereits 2017 sorgte sie – noch unter dem Namen Wes Amelie − für Schlagzeilen, als die MAN 8L48/60B-Hauptmaschine zur jetzigen MAN 8L51/60DF-Viertakt-Einheit umgebaut wurde, die den Dual-Fuel-Betrieb mit Gas ermöglicht. Es handelte sich weltweit um die erste Umrüstung eines Containerschiffs auf den Mehrstoffbetrieb mit klimaschonendem LNG. 

Im September 2021 hat das Schiff einen weiteren Meilenstein auf dem Weg zu einer klimaneutralen Schifffahrt erreicht: Im Elbehafen der Brunsbüttel Ports bunkerte die ElbBLUE als weltweit erstes Containerschiff rund 20 Tonnen an klimaneutralem snythetischem Schiffskraftstoff. Das verflüssigte SNG wurde in einer Power-to-Gas-Anlage der kiwi AG in Werlte hergestellt und zu 100% aus erneuerbarer Energie gewonnen.

MAN arbeitet an weiterer Reduktion des Methanschlupfes

SNG gilt als klimaneutraler Treibstoff, da bei seiner Verbrennung nur so viel CO2 freigesetzt wird wie zuvor bei seiner Produktion mit der Power-to-X-Technologie gebunden wurde. Allerdings besteht SNG genau wie LNG größtenteils aus Methan (CH4). Im Betrieb kann es daher zum Entweichen geringer unverbrannter Mengen des Gases kommen, sogenanntem Methanschlupf. Methan gilt als Treibhausgas, das, unverbrannt in die Atmosphäre entwichen, 28-mal klimaschädlicher wirkt als CO2 . MAN bietet in Zweitakt-Motoren schon heute Lösungen für einen Methanschlupf-freien Betrieb an. Bei Viertakt-Motoren arbeitet das Unternhehmen an verschiedenen Lösungen, um das Entweichen von Methan aus dem Brennraum weiter zu reduzieren. 

„Wir konnten den Methanschlupf in unseren Dual-Fuel-Viertaktmotoren in den letzten Jahren durch innermotorische Maßnahmen bereits um die Hälfte reduzieren“, so Eefting. „Weiteres Potenzial sehen wir im Bereich der Abgasnachbereitung. Wir entwickeln aktuell spezielle Oxidations-Katalysatoren, mit denen wir im Labortest den Methanschlupf um weitere 70% senken konnten. Im nächsten Jahr werden wir den Katalysator erstmals an Bord eines Schiffes testen und erwarten für das Jahr 2025 eine marktreife Technologie.“

Die Maritime Energiewende

MAN Energy Solutions setzt sich seit vielen Jahren für eine maritime Energiewende hin zu einer klimaneutralen Schifffahrt ein. Aus Sicht des Unternehmens setzt dies den branchenweiten und massiven Einsatz klimaneutraler Kraftstoffe voraus, da eine direkte Elektrifizierung der Hochseeschifffahrt über Batterien technisch nicht darstellbar ist. Der Aufbau und die Umstellung der dafür benötigten Infrastruktur und weltweiten Kraftstoff-Lieferketten kann nur im Schulterschluss von Schifffahrtsindustrie und politischer Regulierung erfolgreich bewältigt werden. Hierfür tritt MAN Energy Solutions energisch ein.