Die Japan Engine Cooperation (J-Eng) testet den Betrieb großer, langsam laufender Zweitaktmotoren mit Ammoniak. Außerdem laufen Versuche mit Wasserstoff als Schiffskraftstoff.
Der mit Ammoniak betriebene Testmotor ist im Forschungs- und Innovationszentrum von Mitsubishi Heavy Industries in Nagasaki installiert. Der Motor ist mit dem »Stratified injection system« von J-Eng ausgestattet. Der Motor soll im Laufe des nächsten Jahres mit Ammoniak-Kraftstoff unter verschiedenen Bedingungen betrieben werden. [ds_preview]
Eine neue Anlage zur Zufeuerung des Testmotors mit Ammoniak-Kraftstoff wurde in unmittelbarer Nähe des Gebäudes installiert, in dem der Motor untergebracht ist. Die Erkenntnisse und Erfahrungen aus dem Betrieb sollen in die Entwicklung von Anlagen zur Kraftstoffversorgung von Schiffen einfließen.
Parallel dazu will J-Eng bis September 2025 einen mit Ammoniak betriebenen Motor in vollem Maßstab für Demonstrationszwecke entwickeln.
Ammoniak ist ein schwer entflammbarer Kraftstoff, und die technische Herausforderung besteht darin, den Kraftstoff effizient zu verbrennen und die Bildung von Distickstoffoxid (N₂O), das ein hohes Treibhauspotenzial hat, zu minimieren. Der Motor von J-Eng löse diese Probleme durch den Einsatz der firmeneigenen »geschichteten Einspritztechnologie« für eine optimale Verbrennungssteuerung, heißt es.
Das Ammoniak-Zufeuerungsverhältnis kann in Abhängigkeit von den zukünftigen Fortschritten bei der Entwicklung der Ammoniak-Kraftstoff-Infrastruktur, dem Ammoniak-Kraftstoffpreis und den Trends bei den Umweltvorschriften für verschiedene Schiffsbetriebe eingestellt werden.
Wasserstoff-Einspritzsystem im Test
J-Eng entwickelt derzeit außerdem einen mit Wasserstoff betriebenen Motor, der mit einer Hochdruckeinspritzmethode arbeitet, bei der der Wasserstoff direkt eingespritzt wird, wenn die Brennkammer eine hohe Temperatur und einen hohen Druck erreicht. Die Japaner wollen zudem einen wasserstoffbetriebenen Motor mit noch besseren Umwelteigenschaften auf den Markt bringen, indem beispielsweise ein elektrisches Zündsystem verwendet wird.
Wasserstoff als Brennstoff ist leicht zu entzünden und brennt sehr schnell. Daher ist die stabile Steuerung seiner Verbrennung eine Herausforderung. Jetzt wurde eine Wasserstoffeinspritzanlage konstruiert, mit der aktuell Betriebstests laufen. J-Eng will mindestens ein Jahr lang die Konstruktionsdetails des Einspritzsystems überprüfen und grundlegende Daten sammeln.
Danach will das Unternehmen mit der Entwicklung, dem Entwurf und der Herstellung eines wasserstoffbetriebenen Motors in vollem Maßstab für Demonstrationszwecke fortfahren, der im März 2027 fertiggestellt werden soll, nachdem er etwa ein Jahr lang in der Werkstatt zur Verifizierung im Jahr 2026 in Betrieb war.
»Indem wir diese Motoren der nächsten Generation frühzeitig auf den Markt bringen und ihre breite Anwendung fördern, werden wir zur Entwicklung der japanischen Schifffahrt und des Schiffbaus beitragen. Gleichzeitig wird J-Eng zur Verringerung der Treibhausgase in der Schifffahrtsindustrie und zur Erreichung der Kohlenstoffneutralität bis 2050 beitragen«, erklärt der Motorenbauer.
