Maersk skib. Foto tilhører DTU

Forskere undersøger nyt grønt brændstof til skibe

torsdag 05 sep 19

Kontakt

Anders Ivarsson
Lektor
DTU Mekanik
45 25 42 30

Gas fremstillet af bioaffald og vind kan måske gøre fremtidens skibstrafik mere klimavenlig.

I øjeblikket arbejder den maritime branche på højtryk for at finde grønne alternativer til den fossile olie, som særligt de store containerskibe anvender. Det kræver ikke kun et nyt og effektivt brændstof, men også, at det nye brændstof kan distribueres og opbevares sikkerhedsmæssigt forsvarligt under sejladsen.

Et samarbejdsprojekt mellem Kina, Maersk Line og forskere på DTU vil i de kommende år undersøge, om gassen dimetylæter, forkortet DME, kan være løsningen på udfordringen. DME kendes i vores del af verden bedst som det drivmiddel, der anvendes i eksempelvis hårspray. I Kina bliver DME produceret og anvendt i langt større udstrækning, bl.a. som flaskegas til de mange kinesiske køkkener uden elektricitet.

”DME har mange fordele som brændstof. Det er først og fremmest enkelt at producere og med en høj energi virkningsgrad. Det er ikke en drivhusgas, er ikke giftigt og kan opbevares sikkert med høj energitæthed ved lavt tryk, helt ligesom campinggas”, siger lektor Anders Ivarsson, DTU Mekanik, der er leder af projektet

”I modsætning til mange af de andre alternative brændstoffer til skibe såsom naturgas og metanol, så er DME også nemt at antænde i en dieselmotor, som typisk findes på et stort skib. Det betyder, at man bedre kan optimere motorens virkningsgrad uden at ofre dens pålidelighed.  Samtidig soder DME ikke, ligesom udledningen af NOx er meget lav, når DME’s helt særlige forbrændingsegenskaber udnyttes optimalt.”

Grøn produktion

Projektet vil de kommende år undersøge, om det kan blive konkurrencedygtigt at producere grønt DME, ligesom det skal undersøges, hvordan marinemotorer kan indrettes til at anvende DME som brændstof.

Den nuværende produktion af DME sker fortrinsvis i Kina ved hjælp af kul og naturgas, så en del af projektet er også at undersøge, om det i stedet er muligt at fremstille gassen ved brug af biomasse og brint hentet fra vindmøllernes el-produktion. Begge dele findes i rigt mål i Kina, hvor landbrugets affaldsprodukter kan indgå, og der kan produceres brint ved hjælp af den overskydende elektricitet, når elnettets behov er opfyldt.

Kendskabet til DME’s forbrændingsegenskaber under højt tryk skal også udvides. Dets egenskaber skal både afdækkes teoretisk og eksperimentelt med samme type forsøg, som de sidste 30 år har bidraget til en stor forståelse af dieselsprayforbrænding. Forsøgene vil ske i DTU Mekaniks nyetablerede højtryksforbrændingslaboratorium for at få indsigt i, hvordan DME indsprøjtes optimalt under motorlignende forhold.

Udnyttelse af spildvarmen

”En del af forsøgene vil have fokus på, hvordan spildvarmen fra en motor, der drives af DME, kan anvendes. Fordi gassen ikke indeholder svovl eller danner sod ved forbrænding, vil spildvarmen herfra kunne bruges direkte i varmevekslere, som via en turbine kan levere strøm til skibet. Det vil kunne erstatte de nuværende motorer, der bruges til eksempelvis at køle containere i lasten, og det vil dermed formindske CO2-udslippet yderligere,” siger Anders Ivarsson.

DTU har i forvejen erfaring med anvendelse af DME i dieselmotorer. I den forbindelse skal dieselmotor forstås som princippet for motoren, der er opfundet af Rudolf Diesel. I dieselmotorer selvantænder brændstoffet, når det under højt tryk sprøjtes ind i komprimeret varm luft. I gnistmotorerne, der findes i benzinbiler, benyttes derimod en gnist til at antænde en forberedt blanding af luft og brændstof.

Dieselmotoren vil fortsat være det bedste valg til tung trafik, fordi den både har lavere brændstofforbrug og større holdbarhed end benzinmotorer. DME som brændstof vil løse dieselmotorens største problem, som er udledningen af sod og NOx. I moderne dieselkøretøjer fjernes sod og NOx effektivt, men dyrt, med filter og katalysator. På skibe er den form for røggasrensning en særlig udfordring, fordi den optager meget plads, der ellers kunne være brugt til lasten.

Projektet afsluttes med en businesscase, der skal vise, om DME vil være et godt brændstofvalg for eksempelvis Maersk, når rederiet skal indkøbe nye skibe, der skal leve op til virksomhedens ambition om at blive CO2-neutral i 2050.

Projektet er delvis støttet af Udenrigsministeriet og administreret af Danida Fellowship Center. Deltagelse af en række store kinesiske partnere er etableret sammen med China-Europe Productivity Center. Udover kinesiske partnere deltager Mærsk Line, Alfa Laval, Green Hydrogen og Danfoss i projektet, der ledes af DTU Mekanik.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.