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Emissionsfreier Schiffsmotor am LEC in Sicht

Vor bald 2 Jahren startete das europaweite Innovationsprojekt HyMethShip, bei dem ein Gesamtsystem für eine nahezu emissionsfreie Hochseeschifffahrt entwickelt wird – mit minus 97% an Treibhausgasen. Auch in der aktuellen Situation läuft das Projekt am Grazer LEC, einer der weltweit führenden Forschungseinrichtungen für Großmotorentechnologie und COMET-K1-Zentrum, wie geplant weiter. Dafür errichten die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des LEC derzeit unter anderem einen der größten und innovativsten Motorenprüfstände Österreichs.

Und es zeigt sich: Gerade in herausfordernden Situationen sind Teamgeist, Kreativität (oder Out-of the box-Denken) und tragfähige, langjährige Partnerschaften wesentliche Erfolgsfaktoren.

„Bei uns am LEC ist der Erfolg der Forschung sehr stark von den experimentellen Untersuchungen an unseren Prüfständen abhängig. Ohne diese Messergebnisse können irgendwann auch die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nicht mehr arbeiten“, erläutert Andreas Wimmer, Geschäftsführer des LEC. Deshalb war es für ihn ein großes Anliegen, den Betrieb der Prüfstände auch nach Ausbruch der Corona-Krise so weit als möglich aufrecht zu halten. „Ich sehe mich da als Geschäftsführer in der Verantwortung, in diesen sehr herausfordernden Zeiten den Betrieb bestmöglich weiterzuführen und soweit als möglich ohne staatliche Hilfen auszukommen. Ich sehe das gewissermaßen als Solidarbeitrag, um gemeinsam rascher aus dieser Krise herauszukommen, die enorme Auswirkung für uns alle hat und haben wird.

Mit dem Klimawandel wartet – wie wir alle wissen – schon die nächste, vielleicht viel größere Herausforderung für uns. Die Gesundheitsgefahr steigt mit der weiteren Umweltzerstörung. Forschung und Innovation sind wichtige Schlüssel zur Überwindung von Krisen. Daher versuchen wir hier so gut wie möglich weiterzumachen. Der größte Teil der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter wurde auf Homeoffice umgestellt, aber das ist im Bereich der Prüfstände natürlich nicht möglich. Deshalb haben wir uns dafür ein Modell überlegt, das den sicheren Betrieb der Prüfstände ermöglicht und aus unserer Sicht weit über die Einhaltung der aktuell geltenden gesetzlichen Mindestvorgaben hinausgeht. Ich bin da sehr stolz auf mein Team, alle leisten ihren Beitrag. Und auch die langjährigen Partnerschaften mit unseren Auftraggeberinnen und Auftraggebern sind hier ein großer Vorteil.“

Einer der größten und innovativsten Motorenprüfstände Österreichs

Eines der aktuellen Projekte am LEC, das mittlerweile 70 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt und in den letzten Jahren stark gewachsen ist, ist das Forschungsprojekt HyMethShip, bei dem die emissionsfreie Hochseeschifffahrt im Fokus steht. „Für den HyMethShip-Demonstrator bauen wir gerade einen der größten und innovativsten Motorenprüfstände Österreichs auf“, erläutert Wimmer. „Der neue Prüfstand mit dem hochflexiblem Vollmotor in der Leistungsklasse von bis zu 3,5 Megawatt, den neuen Anlagen zur Kraftstoffaufbereitung und umfangreichen messtechnischen Einrichtungen ist ein wichtiger Meilenstein in der kontinuierlichen Weiterentwicklung unserer Forschungsinfrastruktur, die als weltweit einzigartig eingestuft wird. Hier gilt es immer einen Schritt voraus zu sein, um an den neuesten Konzepten für alternative und emissionsfreie Antriebslösungen forschen zu können.

HyMethShip-Projektleiter Igor Sauperl über den aktuellen Stand des mit 9,2 Millionen Euro dotierten europaweiten Projekts, das vom LEC geleitet wird: „Wir hatten unlängst die Zwischenevaluierung für das EU-Projekt, bei der wir überaus positiv bewertet wurden. Der technische Teil – die Entwicklung der Komponenten – ist soweit abgeschlossen und auch ein Design für den Demonstrator haben wir entwickelt.“ Das Konzept von HyMethShip wird am Prüfstand umgesetzt, sodass es unter realen Bedingungen getestet werden kann. Das Entscheidende dabei ist das optimale Zusammenwirken zwischen Kraftstoffaufbereitung und Verbrennungsmotor. „Unsere Referenzfähre ist jene, die zwischen Göteborg und Kiel fährt. Wir haben ihr Fahrprofil hergenommen und demonstrieren anhand dieses Profils, wie sich das neue Antriebsystem verhalten würde“, erläutert Sauperl.

Prüfstand in einer neuen Dimension – Teamzusammenhalt und Kreativität umso wichtiger

Maßgeblich begleitet wird die Inbetriebnahme dieses Demonstrators vom Leiter des LEC Test Centers, Eduard Schneßl, und von LEC-Prüfstandsmitarbeiter Andreas Prassl: „Wir bauen hier einen Prüfstand, der in seiner Dimension für uns einzigartig ist, so etwas hatten wir hier bisher noch nicht. Das stellt einen enormen Aufwand dar, nicht nur durch die Baugröße, auch durch die unterschiedlichen Technologien. Es wird in diesem Projekt ja nicht nur der dafür optimierte und angepasste Motor betrieben, es werden auch die benötigen Kraftstoffe vor Ort in einen eigens gebauten Reformer umgewandelt und für den Motor bereitgestellt. Aktuell installieren wir gerade die Messtechnik. Da sind zwar immer einige Personen zeitgleich am Arbeiten, die Abstandsvorgaben lassen sich aber dennoch gut einhalten. Und natürlich gelten auch verstärkte Hygienemaßnahmen“, so Prassl.

Ein weiterer Punkt ist die Abstimmung mit den Kollegen und Kolleginnen, die derzeit im Homeoffice sind und den Planungsfirmen. Dies sei über E-Mail bzw. Fotos oder Videos natürlich aufwändiger. „Es greifen hier viele Gewerke mit einer Summe an Schnittstellen und eventuellen Kollisionspunkten ineinander. Auch sollte man in Zeiten wie diesen bedenken, dass man Installationsmaterial, welches unter normalen Umständen einfach im Fachhandel beschafft werden würde, jetzt aufwändiger im Online-Handel mit den damit verbundenen Lieferzeiten bestellt werden muss. Aber unter den gegebenen Umständen funktioniert es im Großen und Ganzen dennoch sehr gut. Ein Vorteil ist hier schon, dass wir am LEC einen guten Teamzusammenhalt haben und kreativ mit unvorhergesehenen Situationen umgehen. Das weiß man in solch einer Lage umso mehr zu schätzen“, so Eduard Schneßl, Leiter des LEC Test Center. Positiv für ihn auch, dass das extra konzipierte Online-Fortbildungsprogramm so gut angenommen werde.

Michael Engelmayer, Leiter von einem der fünf Forschungsbereiche am LEC, der das Team an den Prüfständen vor Ort betreut, bestätigt: „Die Stimmung ist ausgezeichnet. Die ersten Tage waren natürlich sehr ungewöhnlich, dann war aber allen klar: Wir können und wollen den Karren jetzt nicht an die Wand fahren, unsere Projekte müssen weiterlaufen.“ Natürlich sei die Kommunikation eine Herausforderung. „Einen Prüfstand kann man nicht im Detail vorplanen. Wo genau Kabel und Messgeräte platziert werden, wird in der Regel vor Ort zwischen der Planerin bzw. dem Planer und dem Operator besprochen. Dass man das jetzt über Videokonferenzen, bei denen man die Kamera an die betroffene Stelle hält, umsetzen muss, ist natürlich aufwändiger. Aber grundsätzlich lässt sich unsere Arbeit umsetzen, auch unter Einhaltung aller Sicherheitsvorgaben. Das Wichtigste ist natürlich, dass wir alle gesund bleiben.“

Maximaler Umweltschutz – und das bei höherem Wirkungsgrad

Zu einer gesünderen Umwelt beizutragen, ist ein zentraler Faktor am LEC und beim Projekt HyMethShip, das einer Revolution gleichkommt: Minus 97% CO2 und minus 80% NOX – bei einem Plus von 45%im Bereich Energieeffizienz1. „Vereinfacht gesagt geht es darum, dass wir das Schiff mit Methanol, das mit grünem Wasserstoff und CO2 hergestellt wird, betanken und dieses am Schiff so reformieren, dass Wasserstoff für den Motor zur Verfügung steht. Das beim Reformieren abgeschiedene CO2 wird damit dem Kraftstoff bereits vor dem Verbrennen entnommen und wird daher nicht mehr emittiert. Wir speichern das CO2 am Schiff, entladen es im Hafen und bringen es wieder zurück in die Methanol-Produktion“, beschreibt Wimmer den Kreislauf. „Die Herausforderung dabei ist, die vielen einzelnen Komponenten und Technologien zu einem Gesamtsystem zu verbinden.“ Auch ist es erforderlich, dass Schiffe gewissermaßen ein Antriebs-Backup haben. „Daher ist der Motor so ausgelegt, dass er im Notfall auch Methanol direkt verbrennen kann.“

Nähere Infos zum Projekt: www.hymethship.com

 

Fotocredit: LEC