Ammoniak sorgt im Schiffsmotor für Klimaschutz

Ammoniak bietet viele Vorteile für den Antrieb von Schiffen, da sich die Stickstoff-Wasserstoff-Verbindung (NH3) wesentlich einfacher speichern und transportieren lässt als reines Wasserstoffgas. Während in Vorhaben wie dem EU-geförderten Projekt "ShipFC" eine Brennstoffzelle mit Ammoniak als Schiffsantrieb entwickelt wird, wollen Forschende am Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren (LKV) der Uni Rostock Ammoniak als Treibstoff in klassischen Schiffsmotoren verwenden.

Ammoniak ist ein Gas, das stark stechend riecht, ätzend und giftig ist. Doch bei seiner vollständigen Verbrennung entstehen nur klimaneutraler Stickstoff und Wasser. Allerdings ist Ammoniak schwer zu zünden und brennt viel langsamer als Erdgas. Deshalb müssten im Motor umfangreiche Anpassungen vorgenommen werden, um einerseits hohe Wirkungsgrade zu erreichen und andererseits unerwünschte Verbrennungsprodukte zu vermeiden, sagt Prof. Bert Buchholz, der den LKV leitet. Ziel des Projektes sei es, für die Motorenbauer Entwicklungswerkzeuge bereitzustellen, damit Ammoniakmotoren auf den Markt kommen.

Deshalb hat der Lehrstuhl jetzt einen Einzylinder-Forschungsmotor für Untersuchungen am Verbrennungsprozess von Ammoniak im Betrieb. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse werden durch die Projektpartner FVTR GmbH und LOGE Deutschland GmbH Modelle zur Beschreibung der motorischen Verbrennung mit Ammoniak erstellt und validiert.

"Der deutsche Seeverkehr stößt jedes Jahr viele hundert Millionen Tonnen klimaschädliches Kohlendioxid aus", sagt Martin Theile, Koordinator für das Forschungsprojekt bei der FVTR, einer Ausgründung der Uni Rostock. Im Vergleich mit dem automobilen Sektor entspricht das dem Ausstoß von rund 1,7 Mio. Autos. Weil die Verbrennung von Ammoniak im Motor kaum erforscht sei und keiner genau wisse, wie die Oxidation genau ablaufe und was am Ende aus dem Motor rauskomme, sei jetzt die Forschung gefragt.

Weil Ammoniak gegenwärtig als aussichtsreichste kohlenstofffreie Treibstoffalternative für die Schifffahrt gilt, liefen die Studien auf Hochtouren. "Wir haben mit Reedern aus der Binnenschifffahrt gesprochen und wissen um deren Anforderungen", sagt Buchholz.