Neue Lösung nutzt Abwärme für eine autarke Kühlung auf See
Die Finanzkrise von 2008 hatte tiefgreifende Auswirkungen auf den Seeschifffahrtssektor, wie auch auf viele andere Sektoren. Steigende Ölpreise und gesunkene Frachtraten führten zu höheren Betriebskosten. Zunehmende Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen auf die Umwelt veranlassten die Reeder zu einem strategischen Umdenken. Anstatt Menschen und Güter so schnell wie möglich von A nach B zu befördern, haben die Reeder nun begonnen, die Nachhaltigkeit und Effizienz des Betriebs zu steigern, um die Kosten zu senken und die Umwelterwartungen zu erfüllen. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts EEECSM-2 wurde insbesondere untersucht, wie die Energiezirkulation an Bord von Seeschiffen optimiert werden kann. COOL4SEA hat eine neue Kühltechnologie entwickelt, die die Energie aus der Abwärme der Schiffe nutzt, um Kühlsysteme zu betreiben. Nach erfolgreichen Labortests wurde die Innovation an Bord einer Hybridfähre mit einer kleineren Piloteinheit demonstriert, die jetzt zu einem Demonstrator im Originalmaßstab ausgebaut wurde, der zur Marktreife gebracht werden kann. Die umweltfreundliche Alternative Alle Schiffstypen müssen ungeachtet ihrer Ladung gekühlt werden. Dies geschieht in der Regel mithilfe von kompressorbetriebenen Kühleinheiten, die mit Strom versorgt werden, der durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, hauptsächlich Öl, erzeugt wird. Dieser Kühlprozess ist auf Fluorkohlenwasserstoffgase (FKWG) angewiesen, die zur globalen Erwärmung beitragen. Darüber hinaus erzeugen die Betriebs- und Leistungsprozesse große Mengen ungenutzter Energie in Form von heißem Wasser. Die Innovation von EEECSM-2 bestand darin, einen Weg zu finden, um diese Abfallenergie wiederzuverwenden. Die Technologie nutzt die einzigartigen Eigenschaften von Lithiumbromid, um Wassermoleküle aufnehmen zu können (sowohl durch Absorption als auch durch Adsorption). Dabei wird in der Kammer der ersten Systemphase eine wässrige Lithiumbromidlösung zirkuliert. Dieses Gemisch wird durch die Abwärme des Schiffes erhitzt, wobei der entstehende Dampf für die zweite Phase in eine andere Prozesskammer geleitet wird. Sobald der Wasserdampf kondensiert ist, verflüssigt er sich und geht in die nächste (Niederdruck-)Prozesskammer für die dritte Phase über. Die erneute Zufuhr von Wärme führt zur Verdampfung, die dann für den Kühleffekt genutzt wird, um die Temperatur durch die Umwandlung von Wasser in Gas auf bis zu 5 °C zu senken. Der Wasserdampf aus dieser dritten Phase wird dann zu einer Lithiumbromidlösung (vierte Phase) hinzugefügt, wodurch der Prozess wieder von vorn beginnt und der Kreislauf geschlossen wird. Entscheidend ist, dass keine schädlichen Fluorkohlenwasserstoffgase benötigt werden. „Die Technologie ist jetzt marktreif. Unsere Strategie besteht darin, uns zunächst auf bereits in Betrieb befindliche Schiffe zu konzentrieren, nachdem wir die Rentabilität unter Beweis gestellt haben, und langfristig den Blick auf neue Schiffskonstruktionen zu richten“, so Projektkoordinator Dr. Christian Fonnesbæk Jensen. „Die Herausforderung ist derzeit die Markteinführung, wobei wir bereits mit mehreren interessierten Reedern in Verhandlungen stehen, was mich optimistisch stimmt.“ Die Kühltechnologie von EEECSM-2 lässt den Seeverkehr kostengünstiger werden. Noch wichtiger ist jedoch, dass durch den reduzierten Einsatz fossiler Brennstoffe nicht nur der gesamte CO2-Fußabdruck der Branche, sondern auch die Freisetzung von Stickoxiden (NOx), Schwefeloxiden (Sox) und anderen Giftstoffen verringert wird. Dies könnte der Branche dabei helfen, sich an die Meeresumweltpolitik der EU wie die Finanzierungsgrundsätze für eine nachhaltige blaue Wirtschaft als Teil der Integrierten Meerespolitik anzupassen. „Wir arbeiten jetzt an Ideen zur Optimierung des Energieverbrauchs von Kühlcontainern, die zum Transport von gefrorenen oder kalten Gütern auf Containerschiffen verwendet werden. Darüber hinaus untersuchen wir auch, wie die Innovation so weiterentwickelt werden kann, dass der Brennstoffverbrauch des Schiffshauptmotors durch die Regelung der Temperatur der benötigten Luft reduziert wird“, erklärt Dr. Jensen.
Schlüsselbegriffe
EEECSM-2, Fracht, Kühlung, Abwärme, Schiff, Container, Schifffahrt, Nachhaltigkeit, CO2-Fußabdruck, Fluorkohlenwasserstoff, FKW
