MAN ES-Viertaktmotorenprojekt zielt darauf ab, den Methanschlupf um 70 % zu reduzieren

Der deutsche Motorenhersteller MAN Energy Solutions (MAN ES) hat bekannt gegeben, dass er einen Oxidationskatalysator für Viertaktmotoren entwickelt, der den Methanschlupf um 70 % reduzieren soll.

Das Forschungsprojekt mit dem Namen „IMOKAT II“ wurde am Hauptsitz von MAN Energy Solutions in Augsburg entwickelt und wird derzeit im dänischen Frederikshavn getestet.

Laut MAN ES wird das neue Projekt die Betriebserfahrung eines Methanoxidationskatalysators vor der Turbine untersuchen und letztendlich darauf abzielen, die Methanemissionen bei 100 % Last um 70 % zu reduzieren. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.

MAN Energy Solutions berichtet, dass die Integration des Katalysators vor dem Turbolader aufgrund des dortigen Abgasdruck- und Temperaturniveaus notwendig sei. Die Integration dort ist im Vergleich zum Einbau nach dem Turbolader aufwändiger, ebenso wie die selektive katalytische Reduktion (SCR).

Der gewählte Katalysator ohne Edelmetalle ist schwefelbeständig, was ein wichtiger Konstruktionsaspekt ist, da Steueröle und Schmierstoffe auch im Gasbetrieb Spuren von Schwefel enthalten. Dies bedeutet auch, dass es möglich ist, den Katalysator im Dieselbetrieb vorzuheizen, bevor auf Gasbetrieb umgestellt wird, da ein kalter Katalysator nicht die optimale Leistung erbringen kann und es zu Methanschlupf kommen kann.

„Ein Teil des Projekts bestand darin, verschiedene Möglichkeiten zur Methanreduzierung zu untersuchen. Frühere Versuche, Edelmetallkatalysatoren zu verwenden, führten dazu, dass die Katalysatorelemente selbst deutlich teurer wurden. Außerdem muss man aufgrund der Toxizität viele dieser Materialien entweder verwenden oder installieren.“ zusätzliche Technik zu ihrem Schutz.“ Damit ist IMOKAT II nicht nur leistungsstärker, sondern auch sparsamer und benötigt weniger Bauraum. Hans Philipp Waltersagte der Leiter der Abgasnachbehandlung bei MAN ES.

„Die größte Herausforderung bei der Entwicklung dieses Katalysators besteht darin, die höchsten Umwandlungsraten zu erreichen, da Motor und Katalysator gemeinsam optimiert werden müssen. Eine weitere große Hürde besteht darin, das dynamische Verhalten des Motors mithilfe des Katalysators zu verbessern, insbesondere wenn der Katalysator kalt ist. Daher ist a Seitenabdeckung und Softwarefunktionen werden zusätzlich benötigt. Walther fügte hinzu.

Während das Vorgängerprojekt IMOKAT I verschiedene Katalysatormaterialien untersuchte und ein schwefelbeständiges Material ohne Edelmetalle entdeckte, das die Umwandlung eines hohen Methananteils ermöglichte, ist IMOKAT II ein Prototyp und eine Demonstration der Technologie.

In diesem Zusammenhang untersucht sie derzeit das Potenzial des Materials an einem Testmotor mit dem Hauptziel, eine Katalysatorlösung zu entwerfen, die auf einen Großmotor angewendet werden kann, um die Methanemissionen im Feld zu reduzieren.

Feldtests an Bord des Schiffes sind für das erste Quartal 2024 geplant.

Im Rahmen seiner Dekarbonisierungsagenda berichtete MAN ES kürzlich, dass es mit Branchenführern und Forschungsinstituten zusammengearbeitet hat, um Konzepte für wasserstoffbetriebene Mittelgeschwindigkeitsmotoren im Schiffssektor zu entwickeln.

Die Partnerschaft wird an dem Projekt „HydroPoLEn“ arbeiten, das auch vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz unterstützt und gefördert wird.