Blue INNOship og MAN udvikler renere LNG-motor
Det innovative samarbejde under Blue INNOship har bidraget til en ny dual fuel-motor, der udleder mindre metan. Vi taler om en L23/30DF totaktsmotor, der allerede er solgt til et finsk rederi
2
Billeder
LNG har støt og roligt vundet indpas som drivmiddel i skibsfarten, og selv relativt store containerskibe bliver i dag drevet af LNG. Her rederiet Tote. Foto: Tote
En lang række repræsentanter for Det Blå Danmark samarbejder om at udvikle nye innovative løsninger til gavn for industrien under Blue INNOship (se boks). Projektet er endvidere knyttet til det Internationale Energiagentur (IEA).
Og MAN Diesel & Turbo og DTU har nu udviklet dual fuel-motoren L23/30DF, der begrænser udledningen af metan.
Finn Fjeldhøj er tilknyttet projektet for MAN Diesel og Turbo i Holeby. Han understreger, at hans virksomhed konstant optimerer motorerne.
- Vi skal jo sørge for, at udledningerne holder sig inden for grænserne, og vi er meget tilfredse med vores L23/30DF dual fuel-model, siger han og tilføjer, at det finske rederi ESL allerede har bestil motoren.
- Vi startede på projektet for et par år siden, og vi regner ikke med, at eventyret slutter her. Man har jo udviklet på gas- og dieselmotorer i over 100 år, og man bliver næppe nogensinde færdig, siger Finn Fjeldhøj med et smil.
Brugbar model
Finn Fjeldhøj påpeger, at DTI, DTU og MAN har opbygget databasen og computermodeller via Blue INNOship-samarbejdet. Herunder CFD-modeller og en termodynamisk model som hænger sammen med den virkelige motorperformance. Det gør det lettere for hans virksomhed at undersøge, hvad forskellige tiltag betyder for motoren.
- Vi kan flytte på forskellige parametre i modellerne og se, hvordan det f.eks. resulterer på metan udslippet og motorens energiforbrug. Tidligere producerede vi stumperne, monterede dem i en testmotor og efterfølgende dokumenterede resultaterne i en forsøgsrapport. Nu har vi altså en model, der kan bruges til at forudse, hvordan udslip, forbrug mm. kommer til at se ud, siger han og uddyber:
- Vi ser eksempelvis på indsprøjtningstidspunktet, turbolader og waste-gate, men problemet er ofte, at hvis man optimerer på noget, så går det ud over noget andet. Så det er hele tiden et kompromis, og vi vurderer, hvornår kombinationen er rigtig, siger Finn Fjeldhøj og påpeger, at metan er et restprodukt - en form for tab.
Klare forbedringer
Rent praktisk har projektet medført, at MAN har ændret på et ventiloverlap i motoren og test viser, at MAN kommer ned på acceptable niveauer for metan-udledning (hvilket vil sige under 4 procent, ifølge virksomheden).
På sigt kan det forventes at der kommer skrappe krav omkring CH4 emission i kystnære områder. På DTU Kemiteknik er der udført et omfattende eksperimentelt arbejde omkring formulering og test af katalysatorer til CH4 oxidation, baseret på hhv. Pt, Pd, Rh og Cr i kombination med forskellige bærematerialer og additiver. Arbejdet har vist, at det formentlig vil blive meget vanskeligt at udvikle katalysatorer, der under typiske udstødstemperaturer på 300-400 grader celcius er tilstrækkelig resistens overfor sporkoncentrationer af SO2 i røggassen - til at fungere i praksis. Der arbejdes nu på at vurdere løsninger der involverer højere temperaturer i katalysatoren.
DTU ser muligheder
DTU-professor i mechanical engineering, Jesper Schramm, er universitetets repræsentant for projektet i Blue INNOship og han samarbejder med MAN Diesel & Turbo .
- Der kan være store metan-emissioner ved LNG-drift, og det er en kraftig drivhusgas, der er stærkere end CO2, forklarer professoren.
Jesper Schramm tilføjer, at der på LNG-området særligt er problemer med medium speed firetakts-motorer.
De maritime kontrolinstanser er da også opmærksomme på problemet med metanudslip:
- Der kommer regler for, hvor meget metan-motorer må slippe ud, fastslår Jesper Schramm og uddyber, hvordan DTU i samarbejde med MAN ser på området:
- Vi prøver at se på, hvor forbrændingen i motoren sker. Og vi laver en model over, hvordan forbrændingen ser ud inde i motoren. Derved kan vi regne os frem til, hvilke ændringer, der er gunstige for at nedsætte metan-emissionen, forklarer han og tilføjer:
- Modellen holder vi op mod målinger foretaget på MAN’s motorer. Således kan vi hjælpe MAN med udviklingen af en ny generation motorer, der udleder meget mindre metan - og har en bedre udnyttelse af brændstoffet.
To-taktere kører renere
LNG anvendes i de store totakts-motorer uden de samme problemer. Og MAN Diesel & Turbo er verdens største producent af disse motorer, der udvikles i MAN’s R&D-afdeling i København.
Men det er som bekendt ikke kun motorerne, der bestemmer, hvor hurtigt udbredelsen af LNG går.
- LNG bliver efter min opfattelse primært et drivmiddel i ECA-områder, hvor der er større krav til brændstoffer. Der skal være et tilstrækkeligt netværk af LNG terminaler i området, påpeger professoren.
I øvrigt arbejder Jesper Schramm på et projekt om at undgå svovlkorrosion i motorer, hvilket er blevet ekstra aktuelt ved den udbredte slow steaming, der begrænser brændstofforbruget via langsom sejlads.
- Når man sejler langsommere bliver cylindervæggene koldere, og dermed vil svovlsyre udkondenseres på væggene. Det er vigtigt, at svovlsyren neutraliseres af smørefilmen på den rigtige måde, forklarer Jesper Schramm dét projekt.
