Wie kann die Schifffahrt klimafreundlicher werden und gleichzeitig wirtschaftlich arbeiten? Mit dieser Frage hat sich ein Team der Hochschule Stralsund um Prof. Dr.-Ing. Leander Marquardt beschäftigt. Im Forschungsprojekt „BoosterMeth“ wurde ein retrofitfähiges Brennstoffmodul entwickelt, das einen neuen Ansatz für den Betrieb bestehender Großdieselmotoren ermöglicht.
Die Grundidee hat eine Vorgeschichte:
Prof. Marquardt hatte sich bereits 2002 mit der Viskosität von Dieselöl-Alkohol-Gemischen beschäftigt. Anlass hierzu waren Konzepte, die Prof. Dr. Mohr bei der Firma Blohm&Voss Industrie entwickelte und die damals nicht umgesetzt wurden. Mit der Einführung von CO2-Beschränkungen für die zivile Schifffahrt wurde dieser Ansatz ab 2021 wieder interessant.
Prof. Marquardt suchte zu dieser Zeit nach einer passenden Projektidee im Bereich alternativer Kraftstoffe. Der Kontakt zu Prof. Dr. Hinrich Mohr – mittlerweile mit der eigenen Firma GasKraft Engineering im maritimen Markt aktiv – war nie abgerissen und so griffen beide gemeinsam diese Idee wieder auf. In der Firma GenSys als Anlagenbau- und Systemtechnikunternehmen für den maritimen und energieerzeugenden Bereich fanden sie einen Projektpartner. Schließlich brauchte es „jemanden“, der Brennstoffmodule baut. Diese Kontakte waren über das Maritime Cluster Norddeutschland zustande gekommen. Dank Marquardt und seinem Kollegen Dr. Heiner-Joachim Katke ist die Hochschule ein prämiertes Mitglied des Clusters. Mit ihrem NORISet-Projekt für besseren Brandschutz auf Schiffen mit der Noris AUTOMATION GmbH aus Rostock gewannen sie eine Kategorie im MCN -Cup 2023.
Das Projekt „BoosterMeth“
wurde vom 1. Juli 2023 bis 30. Juni 2025 im Rahmen eines TBI-Projekts in der Landesförderung Mecklenburg-Vorpommern umgesetzt, wurde nun ein Modul entwickelt und erprobt, das aus Gasöl und Methanol eine kurzzeitstabile Emulsion erzeugt. Diese kann in Großdieselmotoren eingesetzt werden und ermöglicht so den Betrieb bestehender Schiffsantriebe mit regenerativ erzeugten Alkoholen.
Hintergrund sind verschärfte Anforderungen zur CO₂-Reduzierung im Seeverkehr
… insbesondere durch den Carbon Intensity Index (CII). Dieser ist zunehmend strenger geworden. Gleichzeitig haben Schiffe heute eine lange Lebensdauer von etwa 25 Jahren, in Einzelfällen sogar bis zu 50 Jahren. Eine vollständige Ablösung der bestehenden Flotten kommt daher nicht infrage. Aufwendige technische Umrüstungen sind jedoch häufig ebenfalls keine Option – sei es aus Kostengründen oder weil auf den Schiffen schlicht nicht ausreichend Platz für neue Anlagen vorhanden ist.
Vor diesem Hintergrund stellt sich die zentrale Frage:
Wie kann der CO₂-Index gesenkt werden, sodass Schiffe weiterhin wirtschaftlich betrieben werden können?
Eine Möglichkeit ist das sogenannte „Slow Steaming“, das Reduzieren der Fahrgeschwindigkeit, um zum Beispiel von der ursprünglichen Index-Klasse E auf die mindestgeforderte Kategorie C zu gelangen. Diese Option ist jedoch nicht in allen Fällen praktikabel. Fahrpläne, zeitkritische Transporte wie Lebendtiertransporte sowie fehlende Transportkapazitäten in Hochkonjunkturphasen setzen dem Grenzen. Zusätzlich wären beim Slow Steaming die Hilfsdiesel zur Bordstromerzeugung länger im Einsatz sowie mehr Personal und verfügbare Tonnage notwendig, um die längeren Fahrzeiten zu kompensieren.
Das Projekt „BoosterMeth“ setzt daher an einem anderen Punkt an: beim Kraftstoff.
Und es bietet eine wirtschaftliche Alternative. Die Idee besteht darin, Methanol dem Dieselöl beizumischen. Dabei ist eine Beimischung von bis zu 30 Massenprozent Methanol ohne Neuzertifizierung erlaubt und technisch möglich, erklärt Prof. Dr. Marquardt. Damit ließen sich CO₂-Einsparungen von rund 20 Prozent erreichen. Das retrofitfähige Brennstoff-Modul kann in bestehende Antriebsanlagen nachgerüstet werden und ermöglicht die Nutzung regenerativ erzeugter Alkohole im bestehenden Motorensystem. Das Ergebnis: weniger CO₂-Emissionen, ohne die für den Betrieb notwendige Schiffsgeschwindigkeit noch weiter zu reduzieren.
Der Knackpunkt:
Zum Zeitpunkt der Projektidee war Methanol allerdings im Rahmen des CII noch nicht als regenerativ eingestuft. „Wir haben gepokert“, sagt Prof. Marquardt rückblickend. Perspektivisch ist die Lage jedoch positiv: Die Verordnung „FuelEU Maritime“* hat biogen erzeugte Alkohole inzwischen als regenerativ eingestuft. Als nächster Schritt für BoosterMeth wird ein Außenversuchsträger benötigt, um die Lösung unter realen Bedingungen weiter zu erproben.
Die Ergebnisse werden im Mai auf der Dessauer Gasmotorenkonferenz vorgestellt werden.
Zum Projektteam der Hochschule gehören
… neben Prof. Marquardt und Dr. Heiner-Joachim Katke – mit seinem Eintritt in das Rentenalter hierbei als Projektbearbeiter in Vollzeit tätig – auch Prof. Dr.-Ing. Jens Ladisch sowie die Laboringenieure Maik Habeck und Andreas Reinke. Das Projekt wurde als TBI-Projekt mit Landesförderung Mecklenburg-Vorpommern umgesetzt.
* Die FuelEU Maritime legt EU-weit einheitliche Regeln für die Begrenzung der Treibhausgasintensität der an Bord eines Schiffes verwendeten Energie fest, und damit vor allem der Kraftstoffe. Werden die CO₂-Vorgaben nicht eingehalten, drohen Strafzahlungen.