Innovationsreport Binnenschifffahrt 2022

INNOVATIONSREPORT 2022 | ABGASNACHBEHANDLUNG & ANTRIEBSTECHNIK
Schubboote mit sauberem Abgasstrom
Für eine deutliche Verringerung der meisten Schadstoffe sorgen Abgasreinigungsanlagen
wie die von Tehag. Der Spezialanbieter hat zwei Werksschiffe von ThyssenKrupp Steel in
Duisburg mit Partikelfiltern und SCR-Anlagen ausgerüstet
Die »Thyssen 1« im Werkshafen-Verkehr von ThyssenKrupp Steel
Im Werkshafen von ThyssenKrupp Steel rangieren seit Sommer
2021 zwei neuartige Leichter: die »Thyssen 1« und das Schwesterschiff
»Thyssen 2«. Unter Deck der diesel-elektrisch betriebenen
Schubschiffe arbeiten zwei überaus kräftige Motoren
von Caterpillar, um Leichter mit jeweils bis zu 2.700 t Erz, Kohle
oder Koks zwischen Rhein und den Hafenbecken in Schwelgern
und Duisburg-Walsum zu bugsieren – insgesamt sind es 23 Mio. t
im Jahr. Bei einem Tiefgang von nur 1,7 m bei 30 % Beladung
können die beiden neuen Einheiten auch bei Niedrigwasser noch
operieren. Der Abgas-Spezialist Tehag hat dafür die größten bis
dato auf einem Binnenschiff verbauten Filter- und SCR-Anlagen
geliefert.
Im Zuge der Flotten-Modernisierung ersetzte der Duisburger
Stahlkonzern zwei ältere Rhein-Schubboote. Die beiden Schubeinheiten
sind je 27,7 m lang und 10,6 m breit. Jeweils vier Generatorensets
bringen ihre Leistung zu zwei Voith-Schneider-
Propellern mit je 780 kW. Es befinden sich also jeweils auch vier
kombinierte Abgasreinigungsanlagen an Bord.
Das Partikelfilter-System arbeitet nach dem sogenannten Wall-
Flow Prinzip, bei dem das Abgas durch wechselseitig verschlossene
Filterkanäle geführt wird. Die Kanalwände haben dabei eine
definierte Porenstruktur, so dass Gasphase über den Nachbarkanal
entweichen kann, während nahezu sämtliche Feststoffe aus
dem Abgas gefiltert werden. Die Filtermodule wurden zusätzlich
mit einer katalytischen Beschichtung versehen, wodurch auch die
gasförmigen Schadstoffe Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe
(HC) nachhaltig reduziert werden. Den Filtersystemen
nachgeschaltet wurde je ein SCR-System, das durch das
Reaktionsmittel Harnstoff (Adblue) die Stickoxidemissionen
(NOx) in einem speziellen Katalysator reduziert.
Um für Wartungsarbeiten an Gewicht zu sparen, sind zwei Filter-Module
AWF 1700 mit jeweils 25 kg gewählt worden. Die Filtersubstrate
sind für eine höhere Wirkung zusätzlich katalytisch
beschichtet, danach kommt die SCR-Anlage. Das soll den potenziellen
Schadstoffausstoß so weit, wie es heute technisch möglich
ist, senken. Rußpartikel werden um 90 % reduziert, CO und
HC (Kohlenwasserstoffe) über die Katalyse dem Hersteller zufolge
»teilweise bis zur Nachweisgrenze« verringert. Die Emission
von NOx wird in den Spitzen zu mehr als 90 % verhindert.
Damit schaffen die Schiffe, abgesehen von CO2, bei allen vier
wichtigen Schadstoffgruppen im Diesel-Abgasstrom die maximale
Reduktion. Die Betriebsdauer gibt der Hersteller mit rund
4.000 bis 6.000 Stunden an. Dann müssten die Tehag-Anlagen
zwei- bis dreimal gewartet werden. Beim SCR ist es in der Regel
nur eine technische Überprüfung, die Filter müssten dagegen
trotz ihrer aktiven Regeneration ausgebaut und von Ölasche befreit
werden.
© ThyssenKrupp Steel
Maschinenraum der »Thyssen 2«
Aufbau- und Funktionsschema eines SCR-Systems aus dem Hause Tehag
© Tehag
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