Es kommt dem Ende einer Ära gleich: Seit den 60er-Jahren war Schweröl der Treibstoff der maritimen Schifffahrt – günstig und leicht verfügbar. Aber er ist auch einer der emissionsreichsten Kraftstoffe mit gravierenden Folgen für die Umwelt. Was für den Kraftverkehr die Umweltplakette ist, ist für die Schifffahrt die Resolution der International Maritime Organization (IMO) von 2008, wonach Schiffe zum einen ihren Schadstoffausstoß an Schwefel- (SOx) und Stickoxiden (NOx) reduzieren müssen. Schwerölbetriebenen Schiffen ist es darüber hinaus untersagt, geschützte Umweltzonen wie die Nord- und Ostsee aber auch die Gewässer vor den Küsten Kanadas und Amerikas zu passieren.
Das Ergebnis ist eine massive Verlagerung hin zu natürlichen Gasgemischen wie Methan, das im Vergleich zu Schweröl sauberer verbrennt. Allerdings birgt das Bunkern von Erdgas an Bord von Schiffen aufgrund dessen Explosivität ein Sicherheitsrisiko. Die Resolution der IMO spezifiziert daher weiter, dass die Einrichtung entsprechender Sicherheitssysteme zum schnellen und verlässlichen Unterbrechen der Gaszufuhr an Bord von Schiffen unerlässlich ist.
So kompakt wie ihr Name ist auch die Lösung, die Eltronic in Hedensted, Dänemark, entwickelt hat: GVT. Dieser Gas Valve Train ermöglicht das Not-Aus der Gaszufuhr und eliminiert sämtliche Gasrückstände aus den Rohrleitungen. „Alle Schiffsklassifikationsstellen, anhand deren Bewertungen auch die Versicherungspolicen der Schiffe bei den Versicherungsgesellschaften erstellt werden, fordern solche Sicherheitssysteme auf allen mit Erdgas betriebenen Schiffen“, erklärt Peter Lilholm, Projektmanager bei Eltronic.
Kompakt um den Stahlblock
Die Idee hinter dem GVT basiert auf dem double-block-and-bleed-Prinzip. Drei Hauptventile und sechs Nebenventile, angebracht sowohl auf Motorseite und an der Gaszufuhr, verschließen im Falle einer Störung oder Gefahrensituation die Gasleitung. Ein weiteres Ventil übernimmt die Entlüftung der Leitung, bevor das System mit Stickstoff durchspült wird, um Rückstände des leicht flammbaren Erdgases vollständig zu beseitigen. „Unser System ist in der Lage, die Spülung in beide Richtungen vorzunehmen. Sowohl die Gaszuleitung als auch der Schiffsantrieb können so zuverlässig von Methan befreit werden“, Peter Lilholm. Die Einheit ist damit nicht kompakt in ihrer Größe, sondern auch flexibel. Jeder Schiffsbauer oder –betreiber kann in Abhängigkeit von den Gegebenheiten an Bord selbst bestimmen, ob der GVT näher an der Gaszuleitung, dem Motor oder zwischen den beiden angesiedelt sein sollte.
Das in Jütland ansässige Ingenieurbüro gibt sich in Hinblick auf den von ihnen entwickelten GVT bescheiden. Und das obwohl sie nach der Einführung des Prototypen nun bereits die zweite Generation entwickelt haben.
Was sich im Vergleich zur Vorgängerversion verbessert hat, erläutert Lilholm: „Während die erste Version noch ein Stahlblock mit 1-Zoll-Kanälen war, ist die zweite Generation des GVT in drei verschiedenen Größen erhältlich: 1; 1,5 und 2 Zoll für Erdgas und Ethan. Darüber hinaus konnten wir den Betriebsdruck von 300 auf 380 bar steigern und erfüllen damit die Klassifizierungsregularien, die eine Druckprüfung auf bis 630 bar vorschreiben.“ Auch benötigt das neue Design mit rund einem Quadratmeter weniger Raum.
Hierfür haben die Ingenieure die Ventile kompakt um den Stahlblock angeordnet, schließlich ist an Bord eines Schiffes jeder Zentimeter bares Geld wert. „Im Sinne der Nutzung des verfügbaren Platzes, haben wir auch Wert darauf gelegt, dass die Geräte trotz kompakter Bauweise noch besser erreichbar sind. Darüber hinaus konnten wir – obwohl wir kompakter geworden sind – mit der neuen Version den Gasstrom optimieren und den Druckabfall verringern“, erklärt Lilholm weiter. Das neue System benötigt jetzt weniger Stahlkomponenten als sein Vorgänger, was in einer Gewichtsreduktion, einer einfacheren Fertigung und letztendlich geringeren Kosten resultiert. „Das macht unsere Lösung noch attraktiver im Markt.“
Komponenten und Zulassungen aus einer Hand
An Bord des Schiffes ist der GVT ein integraler Bestandteil des Motorenmanagements. Teil des GVT-Systems sind auch zahlreiche Druck- und Temperatursensoren, die ihre Werte an das Motorenmanagement-System weitergeben. Während der Entwicklung des GVTs setzte Eltronic in Sachen Instrumentierung auf Siemens. „Unsere Systeme werden auf Schiffen in aller Welt eingesetzt, daher müssen auch Ersatzteile weltweit verfügbar sein. Siemens-Produkte sind in aller Welt bekannt und erhältlich. So hatten wir auch den Vorteil alle Komponenten inklusive der in unserem Geschäft so wichtigen Zertifikate und Zulassungen aus seiner Hand zu beziehen“, resümiert Lilholm die Zusammenarbeit im Entwicklungsprozess. Das Gesamtsystem aus Ventilen und Instrumenten entwickelt Eltronic in enger Abstimmung mit dem Kunden, montiert es vollständig in Hedenstad, wo es dann umfassend von Klassifizierungsgesellschaften und Werften getestet und abgenommen wird, bevor der Einbau auf einem Schiff erfolgt.
