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Hydrogen-Methanol-Schiffsantriebssystem mit Kohlenstoffabscheidung vor Verbrennung

Erstellt am: 18.01.2023 | Stand des Wissens: 18.01.2023
Kurzname:   HyMethShip
Rahmenprogramm / Rahmenprojekt:   H2020-EU.3.4. - SOCIETAL CHALLENGES - Smart, Green And Integrated Transport
Auftraggeber / Förderer:   Europäische Kommission
Projektnummer:   ID Finanzhilfevereinbarung: 768945
Projektvolumen:   > 1.000.000
Laufzeit:   2018/07/01 bis 2021/12/31
Projektstand:   abgeschlossen
Webseite:   https://cordis.europa.eu/project/id/768945/de
Raumbezug:   Europa
Ziel des HyMethShip-Projekts war die drastische Reduktion von Emissionen und gleichzeitige Effizienzsteigerung in der Schifffahrt. Hierzu wurde ein System entwickelt, validiert und an Land mit einem typischen Motor für den maritimen Einsatz im Bereich von 2 MW (Technology Readiness Level 6) demonstriert.
Das HyMethShip-System erreicht eine Reduzierung von CO2 um mehr als 97% und SOx- und PM-Emissionen werden praktisch vollständig eliminieren. Die NOx-Emissionen werden um mehr als 80% reduziert. Die Energieeffizienz des HyMethShip-Systems ist um mehr als 45% besser als der beste verfügbare technologische Ansatz (Erneuerbares Methanol als Kraftstoff in Verbindung mit konventioneller nachgeschalteter Kohlenstoffabscheidung).
Das HyMethShip kombiniert hierzu auf innovative Weise einen Membranreaktor, ein CO2-Abscheidungssystem, ein Speichersystem für CO2 und Methanol sowie einen wasserstoffbetriebenen Verbrennungsmotor in einem System. Die vorgeschlagene Lösung reformiert Methanol zu Wasserstoff, der dann in einem konventionellen Hubkolbenmotor verbrannt wird, der für den Einsatz verschiedener Kraftstoffarten modifiziert wurde und speziell für die Verwendung von Wasserstoff optimiert ist.
Das HyMethShip-Projekt führte Risiko- und Sicherheitsbewertungen durch, um sicherzustellen, dass das System die Sicherheitsanforderungen für den Bordgebrauch erfüllt. Hierbei wurden auch die in Entwicklung befindlichen Vorschriften und Bestimmungen für Flüssigkeiten mit niedrigem Flammpunkt berücksichtigen.
Die Wirtschaftlichkeit des Systems wurde für verschiedene Schiffstypen und Betriebsfälle bewertet. Für den mittleren und langen Wassertransportweg gilt das HyMethShip-Konzept als der beste verfügbare Ansatz, der dieses Maß an CO2-Reduzierung erreicht und wirtschaftlich machbar ist.
Das HyMethShip-Konsortium umfasste ein global tätiges Reedereiunternehmen, eine bedeutende Werft, eine Schiffsklassifikationsgesellschaft, Forschungsinstitute und Universitäten sowie Ausrüstungshersteller. Weitere Interessengruppen waren im externen Expertenbeirat vertreten und durch entsprechende Verbreitungsaktivitäten angesprochen.
Ansprechpartner
Europäische Kommission
Glossar
CH3OH = Methanol. Ist eine farblose, brennend schmeckende, giftige, bei Einnahme durch den Menschen zur Erblindung oder zum Tod fuehrende, leicht brennbare und sehr fluechtige Fluessigkeit. Methanol verbrennt mit blauer, fast unsichtbarer Flamme und bildet mit Luft explosionsfaehige Gemische. In der Natur kommt es in Baumwollpflanzen, Heracleum-Fruechten, Graesern und in aetherischen Oelen vor. Methanol ist eines der wichtigsten Ausgangsstoffe fuer Synthesen in der chemischen Industrie. Methanol ist giftig. Seine giftige Wirkung beruht auf der in der Leber erfolgenden Oxidation zu Formaldehyd und spaeter zu Ameisensaeure.
NOx
= Stickoxide. Ist die Sammelbezeichnung für die Oxide des Stickstoffs. Die wichtigsten Stickoxide sind Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid. Es sind gasförmige Verbindungen, die sich nur wenig in Wasser lösen.
Die wichtigsten Stickoxid-Quellen sind natürliche Vorgänge, wie zum Beispiel mikrobiologische Umsetzungen im Boden, sowie Verbrennungsvorgänge bei Kraftwerken, Kraftfahrzeugen und industrielle Hochtemperaturprozesse, bei denen aus dem Sauerstoff und Stickstoff der Luft Stickoxide entstehen. Stickstoffdioxid ist ein Reizstoff, der die Schleimhäute von Augen, Nase, Rachen und des Atmungstraktes beeinträchtigt.
SOx
= Schwefeloxide. Ist die Sammelbezeichnung für die Oxide des chemischen Elements Schwefel. Sie entstehen vor allem bei der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe oder bei natürlichen Vorgängen wie Vulkanausbrüchen. Die wichtigsten Schwefeloxide sind Schwefeldioxid SO2 und Schwefeltrioxid SO3. In Verbindung mit wässrigen Lösungen bilden beide Oxide Säuren, welche unter anderem für die Versauerung von Seen und das Waldsterben mitverantwortlich sind. Zudem sind die Schwefeloxide auch gasförmig giftig.
H2 Wasserstoff ("H2" = grch.-lat. für hydrogenium "Wassererzeuger") ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 1. Wasserstoff stellt sowohl bezogen auf die Masse (75%) als auch bezogen auf die Zahl der Teilchen (91%) das häufigste aller im All vorkommenden Elemente dar. Wasserstoff ist ein farb- und geruchloses Gas welches in der Natur aufgrund der hohen Reaktivität nicht in seiner elementaren Form vorkommt. Wasserstoff liegt gebunden in Form von Erdöl und Erdgas, in Mineralien, in Biomasse, aber vorwiegend in Form von Wasser vor. Wasserstoff ist somit ein Sekundärenergieträger (Energiespeicher)und muss erst aus den oben genannten fossilen oder nicht fossilen Primärenergieträgern unter Einsatz von zusätzlicher Energie hergestellt werden.
Flammpunkt Der Flammpunkt wird erreicht, wenn in einem offenen Tiegel bei darübergeführter Flamme eine Entflammung angesammelter Dämpfe entsteht. Das Öl brennt dabei nicht weiter.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?564807

Gedruckt am Samstag, 22. Juni 2024 04:03:05