Den har 100 år på bagen. Men på Teglholmen i København knokler MAN Diesels ingeniører med en foryngelseskur til den totaktede skibsmotor, der trods alderen er vigtigere end nogensinde.

90 procent af al varetransport i verden sker med skib, og totaktsmotoren sidder i 80 procent af alle større skibe - og af det marked har MAN Diesel cirka 80 procent.

Motorudviklingen har haft skiftende dagsordener, men i dag er blikket rettet stift mod miljø og energiforbrug.

Derfor har motorfabrikken, der tidligere hed B&W, for nylig lanceret en helt ny serie af totaktsmotorer, kaldet ME-C9, der forurener mindre og med en effekten, der er øget med op til 20 procent i forhold til tidligere versioner.

Læs her hvordan:

Den øgede effekt er opnået gennem en række forbedringer:

* Trykket i motorens hydrauliske system sat op fra 200 til 300 bar, hvilket sparer pumpeenergi og gør systemet mere kompakt.

* Boringen er øget fra 2,3 meter til 2,6 meter.

* Stempelhastigheden er øget fra 8 m/sek til 9 m/sek.

En totaktsmotors effektivitet er cirka 50 procent, men det kan øges til omkring 60 procent ved at installere en såkaldt Thermo Effeciency System (TES), der leder en del af udstødningsgassen uden om turboen og til en turbine, der er driver en generator.

For yderligere at øge effektiviteten i det eksterne system, sendes den 'brugte' gas til en ekstra kedel, hvor der opvarmes damp, som så driver en dampturbine, der også er koblet på generatoren.
Strømmen bruges til for eksempel kølecontainere – eller sendes til en akselmotor.

Fordi motoren er både mindre og mere effektiv, kan skibsbyggerne vælge eksempelvis en syv-cylindret motor i stedet for en otte-cylindret.

Det handler om mere end sort røg fra en skibsskorsten. Partikler (sod), svovldioxid (SO2) og kvælstofoxider (NOx) står på listen over emissioner, der skal reduceres for at overholde nuværende og kommende krav.

Der er flere teknologier til det formål:

* Forbedrede smøresystemer kan reducere udledningen af partikler og sod. MAN Diesels elektroniske system ‘Alpha Lubrication’ sprøjter under højt tryk olie ind i cylinderen lige der, hvor der er behov for det og kun på det rette tidspunkt. Dermed brændes det overskydende smøreolie ikke af i cylinderen.

* Ved at tilsætte vand til fuelolien sænker man forbrændingstemperaturen og reducerer derved NOx-emissionen. Man reducerer emissionen med ti procent for hver ti procent vand, der tilføres.

* Recirkulation af udstødningsgassen. Det reducerer NOx-emissionen med helt op til 70 procent.

* Indsugningsluften fugtes med vand. Det reducerer NOx-emissionen med over 30 procent.

* Katalytisk proces kan fjerne NOx. Systemerne er dog relativt komplicerede og kostbare.

Foreløbigt er to metoder til reduktion af SOx fra udstødningsgassen i spil:

* Brændstof med mindre svovl i. Ukompliceret, men det koster op til flere hundrede kroner mere pr. ton end almindeligt fuelolie.

* Scrubber. Udstødningsgassen vaskes med en opløsning, der binder svovlet. Bruges på kulkraftværker, og kan fjerne mere end 90 procent, men restproduktet udledes i dag i havvandet.
På lidt længere sigt forventer MAN Diesel dog at der bliver indført restriktioner på udledning.

Lavere brændstofforbrug og andre miljøhensyn peger på, at hastigheden skal sænkes, og teknologisk set, kan det gøres på flere måder:

* Mindre motor. Mindre investering, men begrænser skibets hastighed i hele levetiden.

* Nedjuster motoren. Det reducerer brændstofforbruget væsentligt, men vil typisk begrænse skibets hastighed i hele levetiden.

* Optimering af dellast. Det reducerer brændstofforbruget ved lav hastighed, men bevarer skibets evne til at sejle ved fuld last. Teknisk gøres det ved at optimere turboen og tilpasse den komprimerede luft til cylindrene. Desuden kræver det nye brændstofventiler, såkaldte ‘slide
fuel valves’. Her kan spares cirka tre-fire g/kWh. Det er dog ikke alle motorer, der kan ombygges.

* Mere indsugningsluft. Vil forbedre brændstofforbruget, men kræver væsentlige modifikationer af motoren. Her kan der spares cirka fem g/kWh.

Fuelolie med lavt svovlindhold kan blive nødvendigt for at kunne sejle i de såkaldte emissionskontrolområder (ECA), der primært er kystnære områder. Skibsrederne kigger også på alternative brændsler, blandt andet gas i forskellige former:

LNG (flydende naturgas). De skibe, der transporterer gassen bruger allerede i dag den afdampede gas til fremdrift. Ofte sker det i et kedel-dampturbinesystem. Flydende gas kan også bruges direkte i en totaktsmotor, men det kræver en kompressor, så den afdampede gas igen kan gøres flydende.

MAN Diesel har erfaringer fra et stationært anlæg, der har kørt 20.000 timer i perioden 1994-2003.

Ved at bruge flydende gas vil brændstofforbruget kunne reduceres med 14 procent, CO2-emissionen nedsættes med cirka 33 procent, NOx-emissionen med cirka 12 procent og SO2-emissionen med cirka 90 procent. Ulempen er, at LNG fylder 2,5 gange mere i forhold til tung fuelolie.