LPG: Dual-Fuel-Motoren bewähren sich

2022 war das erste Jahr, in dem alle 15 VLGCs der mit Dual-Fuel-LPG nachgerüsteten Schiffe von BW LPG unterwegs waren. Bild mit freundlicher Genehmigung von BW LPG

BW LPG hat den Wert des Dual-Fuel-LPG-Betriebs unter Beweis gestellt, der über das ursprüngliche Ziel des Unternehmens, die IMO-2020-Vorschriften zur Schwefelbegrenzung zu erfüllen, hinausgeht.

Im Oktober 2020 wurde der LPG-Tanker BW Gemini der erste Very Large Gas Carrier (VLGC), dessen langsamlaufender Hauptmotor auf einen LPG-Dual-Fuel-Motor umgerüstet wurde. Das Projekt begann mehrere Jahre zuvor und wurde durch die Vorbereitungen der in Oslo gelisteten BW LPG auf die IMO-Vorschriften zur Schwefelbegrenzung 2020 ins Leben gerufen.

Im Vergleich zu schwerem Heizöl reduziert LPG die Sox-Emissionen um etwa 97 %, die Feinstaubemissionen um etwa 90 %, die CO2-Emissionen um etwa 15 % und die NOx-Emissionen um etwa 20 %.

Als weltweit größter Eigentümer und Betreiber von VLGCs verfügt die Flotte von BW LPG über eine Gesamtladekapazität von über drei Millionen Kubikmetern, und das Unternehmen erkannte die Vorteile einer Nachrüstung anstelle eines Tonnageaustauschs. Die CO2-Emissionen sind bei einer Nachrüstung etwa 95–97 % geringer als beim Bau eines neuen Schiffs, und die Nachrüstung dauert zwei Monate im Vergleich zu zwei Jahren bei einem Neubau.

• Motorentechnik

MAN Energy Solutions lieferte die Motorentechnologie, und Klaus Dahmcke Rasmussen, Leiter Projekte und PVU-Vertrieb bei MAN PrimeServ , sagte, dass Schiffe durch die Nutzung von LPG als Schiffskraftstoff von Einsparungen aufgrund eines geringeren Kraftstoffverbrauchs und einer vollständigen Dual-Fuel-Flexibilität profitieren, was den Schutz gewährleistet gegen die Sensibilität gegenüber Kraftstoffpreisschwankungen nach 2020. Die Möglichkeit, LPG-Fracht als zusätzliche Kraftstoffquelle zu nutzen, reduziert auch den Zeitaufwand und die Bunkergebühren.

Im Juni 2022 wurde unter der Aufsicht von MAN PrimeServ die Umrüstung des Hauptmotors der BW Malacca auf Dual-Fuel auf den Yiu Lian Dockyards in Shenzhen abgeschlossen und markierte damit die letzte einer Reihe von 15 derartigen Nachrüstungen für BW LPG. Während des fünfjährigen Trockendocks des Schiffes wurde der Schiffsmotor vom Typ MAN B&W 6G60ME-C9.2 auf einen MAN B&W 6G60ME-C9.5-LGIP umgerüstet, der mit Heizöl und Flüssiggas betrieben werden kann.

MAN behauptet, sein B&W ME-LGIP sei der weltweit erste und einzige Dual-Fuel-Motor mit Flüssiggaseinspritzung, der den Wechsel zwischen herkömmlichen HFO-, MGO- und LPG-Kraftstoffen ohne Leistungs- oder Effizienzverluste ermöglicht. Das modulare Aufbauprinzip seiner ME-C-Motoren ermögliche einfache Umrüstungen auf LGIP, sagt Rasmussen.

„Als zusätzliches Merkmal hat der LPG-Motor großes Potenzial als Lösung für das Problem der flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in Shuttle-Tankern und anderen Rohöltankern. Denn der Motor verfügt über innovative Möglichkeiten zur Verbrennung der flüssigen VOC. Der Motor kann jede Mischung aus Propan und Butan verbrennen, und darüber hinaus kann die Mischung erhebliche Mengen Ethan enthalten. Alle schwereren Kohlenwasserstoffe, die normalerweise im flüssigen VOC enthalten sind, können ebenfalls verwendet werden.“

BW Libra am Singapore Fairway. Bild mit freundlicher Genehmigung von BW LPG

• Sicherheitsaspekte

LPG benötigt nicht mehr Platz als LNG und ist einfacher zu handhaben, da keine kryogene Lagerung erforderlich ist. Da der LPG-Antrieb bei großen Zweitakt-Dieselmotoren eine bahnbrechende Technologie war, hatte die Sicherheit verständlicherweise oberste Priorität. Vor dem Test der LPG-Antriebstechnologie war der Aufenthalt von Flüssiggas im Maschinenraum bisher nicht gestattet. Dies lag größtenteils an der Natur von Flüssiggas – da es schwerer als Luft ist, fließt es nach unten und bleibt in Bodennähe und in Räumen, wo es ein Sicherheitsrisiko darstellen kann.

Um dieses Problem zu lösen, wurden zusätzliche Detektoren und doppelwandige Kraftstoffleitungen installiert. Wenn Kohlenwasserstoffe erkannt werden, wird der Zufluss automatisch unterbrochen und sofort auf konformen Kraftstoff umgeschaltet, der immer als Reserve zur Verfügung steht. Mit diesen robusten Sicherheitsmaßnahmen hat BW LPG erfolgreich regulatorische Änderungen von Klasse und Flagge durchgesetzt, um die Verwendung von Flüssiggas im Maschinenraum zu akzeptieren und zu genehmigen.

• Leistung

Die Investitionskosten für die Nachrüstungen beliefen sich auf etwa 8 bis 9 Millionen US-Dollar pro Schiff, und 2022 war das erste Jahr, in dem alle 15 VLGCs auf See waren. Auf den Schiffen von BW LPG hat sich LPG im Vergleich zu Diesel oder Schweröl als 10–12 % effizienter erwiesen. Selbst wenn das Unternehmen nicht durch die Schwefelobergrenze IMO 2020 dazu veranlasst worden wäre, wäre die Umstellung auf Flüssiggas finanziell sinnvoll gewesen.

Prodyut Banerjee, Vizepräsident und Betriebsleiter bei BW LPG , sagt: „Wir haben unseren Einsatz von LPG als Kraftstoff systematisch erhöht, um die Emissionsreduzierung zu maximieren und durch die Senkung der Kraftstoffkosten den Gewinn zu maximieren.“ Er fügt hinzu: „Unsere Ingenieure verfeinern auch ihr Fachwissen im Dual-Fuel-Motormanagement.“

Im Jahr 2022 haben die 15 LPG-betriebenen Schiffe etwa 46.000 Tonnen LPG gebunkert und so etwa 7,4 Millionen US-Dollar an Treibstoffkosten eingespart. BW LPG reduzierte durch die Verwendung von LPG als Kraftstoff auch die CO2-Emissionen um etwa 27.000 Tonnen. Dies führte zu einer Reduzierung der CO2-Emissionen um etwa 15 %. Hinzu kam eine Reduzierung der SOx-Emissionen um 99 % und eine Reduzierung der NOx-Emissionen um 10 %.

„Es ist nun über ein Jahr her, dass alle 15 unserer nachgerüsteten Schiffe auf dem Wasser sind. Kürzlich konnten wir auch einen Dual-Fuel-Neubau in unserer Poolflotte begrüßen. Wir konzentrieren uns weiterhin auf einen reibungslosen Betrieb und darauf, die ökologischen, wirtschaftlichen und betrieblichen Vorteile des LPG-Antriebs zu maximieren“, sagte Banerjee. „Unsere Schiffe fahren auf höchstem Leistungsniveau und erfüllen alle kommerziellen Verpflichtungen, und wir sind stets bestrebt, unseren LPG-Kraftstoffverbrauch auf der Grundlage bester Betriebsergebnisse für jede Reise zu optimieren.

„In Zukunft und mit Blick auf neue Umweltvorschriften werden diese LPG-betriebenen Schiffe in absehbarer Zukunft in der Lage sein, maximale Betriebsgeschwindigkeiten aufrechtzuerhalten. Wir werden weiterhin die Vorteile der Verwendung von Flüssiggas als Übergangskraftstoff nutzen, unsere Emissionen reduzieren und von einer besseren Wirtschaftlichkeit profitieren.“
BW Gemini am Enterprise Terminal. Bild mit freundlicher Genehmigung von BW LPG

• Weitere Bestellungen

BW LPG ist nicht der einzige Reeder, der von der LPG-Antriebstechnologie profitiert. Im Januar 2023 gab COSCO Shipping Heavy Industry (Guangdong) bekannt, dass es die Hauptmotoren von zwei LPG-Tankern der Tianjin Southwest Maritime nachrüsten wird. Sie übt damit die Option aus einem im Oktober 2022 mit MAN PrimeServ geschlossenen Vertrag zur Nachrüstung zweier weiterer LPG-Tanker aus.

Die einzelnen MAN B&W 6G60ME-C-Motoren der Gas Libra und Gas Scorpio werden auf Dual-Fuel-MAN B&W 6G60ME-LGIP-Motoren umgerüstet, wenn sie im Januar 2024 ins Trockendock gehen.

MAN Energy Solutions berichtet, dass inzwischen mehr als 120 ME-LGIP-Motoren bestellt wurden, von denen 35 bereits im Einsatz sind. Die meisten aktuellen Aufträge für LPG-Tanker mit mehr als 30.000 Kubikmetern umfassen die ME-LGIP-Technologie, die es diesen Schiffen ermöglicht, ihre eigene Ladung als Treibstoff zu nutzen. Laut Rasmussen wird Flüssiggas in diesem Segment schnell zum De-facto-Standard. „Derzeit schätzen wir, dass es über 150 VLGCs mit Single-Fuel-Motortechnologie gibt, die von der Umstellung auf LPG-Betrieb profitieren könnten.“

BW LPG blickt nun weiter in die Zukunft und erforscht alternative Kraftstoffe wie Ammoniak, da es ein guter Wasserstoffträger und ein CO2-freier Kraftstoff ist. Das Unternehmen prüft dies genau und stellt gemeinsam mit Ausrüstungslieferanten wie MAN Ressourcen für die Erforschung von Ammoniak als Schiffskraftstoff bereit.

Der Motor vom Typ MAN B&W 6G60ME-C9.2 wurde in einen Dual-Fuel-Motor vom Typ MAN B&W 6G60ME-C9.5-LGIP umgerüstet, der mit Heizöl und Flüssiggas betrieben werden kann. Bild mit freundlicher Genehmigung von MAN Energy Solutions