Ein Klassiker wird grüner

Großkolben von Rheinmetall an Bord bei den Hurtigruten

Die Flotte der Hurtigruten wird ständig modernisiert. Mindestens sechs Schiffe stellt das norwegische Unternehmen aktuell auf Gasbetrieb um. Die Motoren laufen dabei nicht nur mit dem gängigen Treibstoff LNG, sondern auch mit besonders umweltfreundlichem Biogas. Mit an Bord: Großkolben von Rheinmetall.

Die berühmten Hurtigruten sind seit 1893 eine norwegische Institution. Die einstigen Postschiffe transportieren immer noch Fracht entlang der Küstenlinie zwischen Bergen und Kirkenes, doch sind sie heute vor allem eine touristische Attraktion. Die Reederei Hurtigruten AS legt dabei viel Wert darauf, so grün wie möglich unterwegs zu sein. Hurtigruten AS hat sich das Ziel gesetzt, bis zum Jahresende auf mindestens sechs Schiffen das konventionelle Schiffsaggregat durch eine Kombination von gasbetriebenen Motoren und elektrischen Antrieben mit entsprechenden Batteriepacks zu ersetzen. Die Hybridschiffe sind dann in der Lage, entweder mit Flüssigerdgas (Liquified Natural Gas, LNG), mit elektrischem Strom oder auch mit dem besonders nachhaltigen Biogas (Liquified Biological Gas, LBG) zu fahren. Der Aufwand für den Umbau ist beträchtlich: Um die biogasfähigen Brennstoff-Gas-Versorgungssysteme (FGSS) des norwegischen Motorenherstellers Bergen Engines in die existierenden Hurtigruten-Schiffe einzubauen, entwickelt und konstruiert der Marineausrüster Høglund für jedes Schiff ein maßgeschneidertes Tank- und FGSS-System. In den hochmodernen Antriebssystemen sind Kolben von Rheinmetall mit an Bord. 

Alternative zu Diesel und Schweröl

Mit LNG betriebene Schiffsmotoren setzen sich als umweltfreundlichere Alternative zu Dieselantrieben weltweit immer mehr durch. Im Vergleich zum Verbrennen von Schweröl oder Marinediesel entsteht zwar ähnlich viel CO2, jedoch stößt der LNG-Antrieb keine Rußpartikel aus und auch die Bilanz bei NOx und SOx ist deutlich besser. Im Gegensatz zu anderen Betreibern setzen die Hurtigruten bei ihren gasbetriebenen Schiffen allerdings nicht auf die Option „Dual Fuel“ – also die Möglichkeit, sowohl Diesel als auch LNG in den Motoren zu verwenden. „Dual-Fuel-Antriebe sind immer eine Kompromisslösung“, sagt Ralf Remmler, bei Rheinmetall Leiter des Bereichs Großkolben. „Wenn die Motoren hingegen ausschließlich für den Gasbetrieb konzipiert sind, können sie auch speziell für diesen Treibstoff optimiert werden. Das ermöglicht einen effizienteren und somit nachhaltigeren Betrieb.“

Keine Kompromisse hinsichtlich der Effizienz waren hingegen nötig, damit die Motoren auch LBG verbrennen können. Bei LBG handelt es sich um verflüssigtes Gas aus organischen Abfällen. In Biogasanlagen werden die Abfälle zunächst erwärmt, was den Abbau durch Bakterien erleichtert. In den Bioreaktoren findet dann ein kontrollierter Zersetzungsprozess statt, bei dem das Gas entsteht. Das Gas wird schließlich gereinigt und gekühlt, bis es flüssig ist und kann dann zum Einsatz in Verbrennungsmotoren kommen. Hurtigruten war es wichtig, dass der gesamte Produktions- und Logistikprozess bei der Beurteilung der Nachhaltigkeitsstrategie in Betracht gezogen wird. In Norwegen selbst ist der für die Herstellung notwendige Rohstoff – organische Abfälle – aus Fischzucht und Forstwirtschaft in Hülle und Fülle vorhanden. Das ermöglicht die einfache und umweltfreundliche Produktion direkt vor Ort. Auch die Transportwege vom norwegischen Gashersteller Biokraft zu den Häfen der Hurtigruten sind kurz.

Vorteile von Biogas

Im Verkehrs- und Transportbereich wird Biogas von vielen Experten das Potenzial zugeschrieben, den Schadstoffausstoß von Lkws und Schiffen erheblich reduzieren zu können. Biogas stammt aus Ressourcen, die bereits Teil des Kohlenstoffkreislaufs sind – wie zum Beispiel Gülle, Fischabfälle oder andere Reste, die andernfalls vernichtet würden. Das verflüssigte Biogas (LBG) ist eine effiziente Energiequelle, die dank ihrer hohen Energiedichte auch leicht zu transportieren ist. LBG ist daher ideal für Lkws und Schiffe, die bisher auf Diesel angewiesen waren – und es erspart der Atmosphäre große Mengen an CO2 und anderen Schadstoffen. Flüssiges Biogas gilt derzeit mit Abstand als umweltfreundlichster Kraftstoff seiner Art, es wird daher von der Internationalen Energieagentur ENA unter Berücksichtigung aller Faktoren als nahezu klimaneutral eingestuft. Auch die Deutsche Energie-Agentur (dena) unterstützt mit der Initiative Bio-LNG den verstärkten Einsatz von verflüssigtem Biogas in der Schifffahrt und im Schwerlasttransport auf der Straße.

Auf den Kolben kommt es an

Dem Kolben kommt eine Schlüsselfunktion zu, damit der Motor sowohl LNG als auch LBG effizient verbrennen kann. „Die Kolbenmulde wurde in diesem Fall an den Gasbetrieb und die spezifischen Anforderungen des Bergen-Motors angepasst“, sagt Remmler. Ausgiebigen Simulationen am Computer folgten Motorversuche auf dem Prüfstand, um die optimale Muldengestaltung für diesen speziellen Anwendungsbereich zu definieren. Nur so verläuft der Verbrennungsvorgang im Brennraum besonders gleichmäßig und somit besonders effizient. Die optimale Gestaltung der Kolben verhindert auch die Entstehung von Hotspots. So heißen in der Fachsprache Bereiche an den Bauteilwänden, die sich besonders stark erhitzen und so zur unkontrollierten Entzündung des Kraftstoffs führen. Diese auch Klopfen genannte Zündung lässt Temperatur und Druck schlagartig ansteigen, was zu weiteren Zündungen führt. Die daraus resultierenden Druckspitzen stellen eine starke mechanische Belastung für den Motor dar.

Wichtiges Signal für die Branche

Die Kolben von Rheinmetall bilden also einen kleinen, aber wichtigen Baustein in der Unternehmensstrategie der Hurtigruten AS zu mehr Nachhaltigkeit. Die Norweger übernehmen damit eine Führungsposition im Markt für Kreuzfahrten: Die bereits im Einsatz befindlichen MS Fridtjof Nansen und MS Roald Amundsen der Hurtigruten gehören weltweit zu den ersten Hybrid- Kreuzfahrtschiffen. Die Umrüstung weiterer Fahrzeuge auf LBG-fähige Antriebe macht die Hurtigruten-Flotte zur wahrscheinlich umweltfreundlichsten auf dem Markt für Kreuzfahrten. Gerade in einer Branche, die in den letzten Jahren für fehlende Nachhaltigkeit in Kritik geraten ist, setzt das Unternehmen so ein wichtiges Signal für verantwortungsvolles Handeln.