Kategorie Klima- & Umweltschutz - 22. Januar 2025

Großmotoren: Grazer Know-how für grünere Ozeanriesen

Das Large Engines Competence Center (LEC) in Graz zählt zu den weltweit führenden Forschungseinrichtungen für Großmotorentechnologie. Im Rahmen des COMET-Programms betreibt das LEC Spitzenforschung, um etwa große Schiffsmotoren von fossilen Brennstoffen zu befreien

Nach wie vor werden 90 Prozent des weltweiten Warenhandels per Schiff abgewickelt. Die oft riesigen Containerschiffe fahren überwiegend mit Schweröl oder Marinediesel, einige auch mit flüssigem Erdgas LNG – allesamt fossile Energieträger, bei deren Einsatz große Mengen an Treibhausgasen frei werden. Rund drei Prozent des globalen CO2-Ausstoßes gehen auf das Konto der internationalen Schifffahrt.

Wäre die Schifffahrt ein Staat, stünde sie bereits heute an sechster Stelle aller CO2-Emittenten weltweit, noch vor Deutschland, wie etwa der Umweltverband NABU feszhielt. Im Kampf gegen den Klimawandel muss die Schifffahrt weltweit ihre Treibhausgasemissionen deutlich senken. Bis 2050 sollen sie auf Null reduziert sein, das sieht ein Beschluss vor, auf den sich die Mitglieder der Weltschifffahrtsorganisation IMO 2023 in London geeinigt haben.

In den vergangenen Jahren wurden auf den Weltmeeren bereits einige Maßnahmen gesetzt, um große Schiffe umweltfreundlicher zu gestalten, etwa durch die Reduktion des Schwefelausstoßes. Weitere Schritte zur Abkehr von fossilen Energieträgern im Schiffsverkehr sind viel effizientere Antriebe oder der Umstieg auf grüne E-Fuels, die aber auch sehr weitreichende Umrüstungen oder Neuentwicklungen von Großmotoren erfordern. Eine der zentralen Anlaufstellen für solche Entwicklungen befindet sich just im Binnenland Österreich: das Large Engines Competence Center (LEC) der TU-Graz, welches als Forschungszentrum schon seit 2015 Teil des COMET-Programms ist.

„Großmotoren werden vor allem in der Energieerzeugung, also in Kraftwerken, und in großen Containerschiffen sowie Kreuzfahrtschiffen eingesetzt. Unser Ziel ist es, die Emissionen dieser Motoren zu reduzieren bzw. im Bestfall zu eliminieren“, erklärt Thomas Jauk, Geschäftsführer des LEC. „Wir beschäftigen uns seit über 20 Jahren mit der Entwicklung von nachhaltigen Lösungen für den Energie- und Transportsektor. Unsere Stärke liegt in der Früherkennung von Trends, ihrer forschungsseitigen Umsetzung und darin, gemeinsam mit unseren Partnern sehr schnell in die industrielle Umsetzung der Forschungsergebnisse zu gehen.“

Das LEC ist in fünf Forschungsbereiche unterteilt: Verbrennung & Treibstoffe, Implementierung, Komponenten & Sensorik, Integrierte Systeme sowie Simulation & Modellierung. Mit einer leistungsfähigen Infrastruktur an Prüfständen und Laboren sowie einem internationalen Partnernetzwerk trägt das LEC erheblich zur Emissionsreduktion und Effizienzsteigerung von Großmotoren bei. Zu den Forschungsschwerpunkten gehört auch der Einsatz erneuerbarer Energien für nachhaltige E-Fuels wie Wasserstoff, Ammoniak oder Methanol.

So arbeite man derzeit am LEC verstärkt an einem mit „grünem Ammoniak“ betriebenen Großmotor. In der Zusammenarbeit sei bereits ein Forschungsmotor mit diesem grünen Treibstoff erfolgreich getestet worden.

Ammoniak – das in der Natur entsteht, wenn sich tierische Exkremente und abgestorbene Pflanzen zersetzen – habe nämlich einen entscheidenden Vorteil: „Diese Verbindung von Stickstoff und Wasserstoff lässt sich recht einfach in großen Mengen industriell herstellen“, wie das LEC erläutert. Es gelte deshalb zu Recht in der Wasserstoffwirtschaft als „Schlüssel für eine weltweite Dekarbonisierung“.

Vorstellbar sei mit diesem Kraftstoff bzw. den damit betriebenen Motoren schließlich tatsächlich einiges, erläuterte Andreas Wimmer, Co-Gründer des LEC und Professor an der Technischen Universität Graz: „Mit diesem Treibstoff und den Großmotoren lässt sich effizient agieren und hohe Reichweiten erzielen.“ Die Herstellung von grünem Ammoniak sei zudem auch wirklich „grün“: „Er wird unter Verwendung erneuerbarer Energiequellen wie Wind- und Solarenergie produziert.“

Derzeit gelte es, den „Ammoniak-Motor“, der im Rahmen des österreichischen COMET-Forschungsprogrammes beforscht und weiterentwickelt wird, aber noch zu optimieren. „Es gibt noch viele Themen, die angepasst werden müssen“, erklärte Wimmer. Die Zukunft dieses Motors und des „grünen Ammoniaks“ an sich sehe aber überaus rosig aus, hielt Henrietta Egerth-Stadlhuber, Geschäftsführerin der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft, fest. „Solche Motoren und diese Forschung sind wichtige Bausteine bei der Green-Transition“, sagte sie.

Seit 2015 gehört das LEC als COMET-Zentrum zum Netzwerk der führenden österreichischen Forschungseinrichtungen. „Im Rahmen des COMET-Programms bietet uns die FFG ideale Bedingungen, um unsere Forschung im Bereich der Großmotoren auf höchstem Niveau durchführen zu  können“, sagt Thomas Jauk. „Zusätzlich sind wir in weiteren FFG-Programmen aktiv, etwa im Basisprogramm oder in Initiativen wie FEMtech, wo wir Studentinnen und Schülerinnen das spannende Feld der Motorentechnologie näherbringen können.“