Maritime Rauchgas­reinigung

Umweltschutz bei Seeschiffen

Teure Kraftstoffe vs. moderne Abluftreinigung

Strenge Grenzwerte für SOx und NOx

Von der Internationale Seeschifffahrtsorganisation (IMO) wurden in den letzten Jahren die Emissionsgrenzwerte für Schwefeloxide (SOx) und Stickoxide (NOx) aus Schiffsabgasen kontinuierlich und deutlich reduziert.

Im „MARPOL Annex VI Regulation 14“ werden Grenzwerte für den Schwefelgehalt in Kraftstoffen festgelegt und grundsätzlich nach zwei Zonen unterschieden. Für die Emissionsschutzgebiete (ECA) in den küstennahen Gewässern ist ein Schwefelgehalt von 0,1 % erlaubt und außerhalb dieser Zonen sind maximal 0,5 % Schwefel im Kraftstoff zulässig.

Der „MARPOL Annex VI Regulation 4“ ermöglicht den Einsatz von Abgasreinigungssystemen als alternative Methode zur Einhaltung der „Regulation 14“, mit korrespondierenden Grenzwerten für SOx, gemessen als SO2, entsprechend folgender Tabelle.

Die NOx-Emissionsgrenzwerte wurden im „MARPOL Annex VI Regulation 13“ festgelegt:

Darüber hinaus sind gemäß IMO alle Schiffe mit einer Größe ab 5.000 Bruttoregistertonnen seit dem 1. Januar 2019 verpflichtet, die Daten über den Kraftstoffverbrauch zu erfassen und zu dokumentieren. Davon sind weltweit mehr als 34.000 Schiffe betroffen.

Zukünftig sollen außerdem in einem als IMO 2030 bezeichneten Entwurf die Kohlendioxidemissionen der weltweiten Schifffahrt bis 2030 um 40 Prozent und bis 2050 um 70 Prozent gegenüber dem Stand von 2008 reduziert werden.

Alternative Treibstoffe sind keine kurz- oder mittelfristige Alternative

Die Umstellung auf schwefelarmen Diesel, LNG oder LPG könnte helfen, einen Teil der Emissionen zu reduzieren. Das Problem der Stickoxidemission sowie des Anfalls von Ruß und Asche aus den Verbrennungsprozesses bleibt aber bestehen.

Wissenschaftler der Energy Watch kommen außerdem zu dem Ergebnis, dass eventuelle CO2-Einsparungen durch die hohen Methanemissionen von Erdgas bei weitem überkompensiert werden, sodass eine Umstellung von Erdöl auf Erdgas im Verkehrssektor die negative Klimawirkung von Erdöl sogar noch deutlich übertrifft.

Ob schwefelarme Dieselkraftstoffe, LNG oder LPG - es fallen wesentlich höhere Kosten für den Brennstoff sowie zwangsläufig Umrüstkosten der bestehenden Motoren an, verglichen mit der weiteren Nutzung von relativ günstigen Schweröldiesel in Kombination mit einer modernen Abgasreinigungsanlage.

Der bestehende Preisunterschied zwischen schwefelarmem Leichtöl und konventionellem Schweröl bleibt seit Jahren signifikant und führt i. d. R. zu einem ROI von deutlich unter 3 Jahren für die Nachrüstung einer modernen Abgasbehandlung.

Klassische Rauchgasaufbereitung muss auf die maritime Anwendung adaptiert werden

Die bisher eingesetzten Rauchgasreinigungsverfahren, konstruiert als reine Nasswäscher oder Scrubber, produzieren Abwasser und Abfallstoffe. Das abgeleitete Abwasser enthält außerdem Salze, die der Umwelt zusätzlichen Schaden zufügen. Zudem zeigt sich bei diesen Verfahren eine intensive weiße Abgasfahne – hervorgerufen durch die dabei gebildeten schädlichen Schwefelsäureaerosole, da diese unter Verwendung von Wäschern nur teilweise aus dem Rauchgas entfernt werden.

Abwasser- und abfallfreie Rauchgasreinigung für Seeschiffe

Zur Eliminierung der beschriebenen Probleme hat Steuler Anlagenbau ein modulares Rauchgasaufbereitungsverfahren entwickelt, bei dem

  • keine Abwässer und Abfallstoffe anfallen,
  • keine weithin sichtbare Dampffahne entsteht,
  • die geforderten Emissionen sicher eingehalten werden,
  • die Installation und der Betrieb auf Seeschiffen möglich sind.

Diese trockene Abgasreinigung mit Natriumhydrogencarbonat, also Backpulver, hat sich tausendfach an Land bewährt, in Rauchgasaufbereitungsanlagen, die Schweröl-Motoren nachgeschaltet werden.

Und dies zu geringen Betriebskosten, so dass sich das Verfahren gegenüber einer Umstellung auf umweltfreundlichere Brennstoffe kurzfristig bezahlt macht. Das von Steuler entwickelte System entfernt mit Hilfe chemischer/physikalischer Verfahren die Schadstoffe aus dem Abgasstrom und wandelt sie in mehreren Stufen in Wasser, Stickstoff, Natriumsulfit sowie Natriumsulfat um. Außerdem werden die Ruß- und Aschepartikel ebenfalls mit abgeschieden.

Mit Partnern ermöglichen wir nicht nur die Versorgung mit Betriebsstoffen (Backpulver und Harnstoff) im Hafen, sondern gleichzeitig die Rücknahme der Reststoffe. Diese Reststoffe müssen nicht deponiert werden, sondern können entweder durch Umsalzung in der Betonproduktion Verwendung finden oder dienen als Bergversatz, zum Auffüllen untertägiger Hohlräume. Auf diese Weise werden Absenkungen an der Erdoberfläche verhindert, die beim Abbau sedimentärer Bodenschätze (z. B. Kohle, Erze, Salze) auftreten würden. Wasser und Stickstoff sind natürliche Bestandteile der Umgebungsluft.

Den Ingenieuren bei Steuler Anlagenbau ist es gelungen, eine solche Anlage – deren Grundprinzip sich bei großen Anlagen an Land seit vielen Jahren bewährt hat – so kompakt zu gestalten, dass sie in Seeschiffe integriert werden kann. Alle Module können zusammen oder auch als Einzelmodule installiert und betrieben werden. Das System ist abwasser- und abfallfrei und gegenüber den Alternativen deutlich wirtschaftlicher.

Optionale Entstickung

Die Emissionen von NOx liegen in vielen Fällen noch unterhalb der Emissionsgrenzwerte gemäß „MARPOL Annex VI Regulation 13“, so dass eine Entstickung mittels SCR-Katalysatoren nicht immer notwendig ist. Jedoch ist hier eine mit dem Betreiber gemeinsame Beurteilung auf der Basis des konkreten Betriebsprofils des Schiffes sehr schnell möglich.

Auch dieser Bereich der Rauchgasreinigung gehört zu den jahrzehntelangen Kernkompetenzen des Steuler Anlagenbaus, die mit tausenden realisierten Projekten in diesem Lastfall sicher beherrscht werden.

Eine Installation der notwendigen Katalysatoren ist in Container oberhalb des Maschinenraumes möglich und kann auf diese Weise gleichzeitig leicht gewartet werden.

Fordern Sie kurzfristig ein Angebot an

Je nach Anwendungsfall liegt der ROI zwischen 1 und 3 Jahren!

Die folgenden Angaben sind für eine erste Auslegung und Kalkulation notwendig:

  • Motorleistung
  • Kraftstoffverbrauch
  • Abgastemperatur am Austritt des Motors/Turboladers
  • Schwefelgehalt im Kraftstoff bzw. Schiffstreibstoff (z. B. IFO 380)
  • Drehzahl (zur Bestimmung der Emissionswerte für NOx)
  • Betriebsprofil (Tage auf See, Tage im Hafen, Bevorratungszeit einer Bebunkerung)
  • Schiffstyp bzw. Platzverhältnisse im Maschinenraum oder angrenzenden Bereichen