Erforschen den Einsatz von Ammoniak (v.l.): Prof. Bert Buchholz, Sascha Prehn vom Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren der Universität Rostock und Martin Theile von FVTR
Erforschen den Einsatz von Ammoniak (v.l.): Prof. Bert Buchholz, Sascha Prehn vom Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren der Universität Rostock und Martin Theile von FVTR © FVTR
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Ob Binnenschiffe in Zukunft mit grünem Ammoniak angetrieben werden können, damit beschäftigen sich aktuell Forscher im BMWi-geförderten Projekt »AmmoniakMotor«.

Im Rahmen des Vorhabens untersuchen das Forschungszentrum für Verbrennungsmotoren und Thermodynamik Rostock (FVTR), der Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren (LKV) der Universität Rostock und die LOGE Deutschland den Nutzen von grünem Ammoniak als CO2-freien Kraftstoff der Zukunft für die Binnenschifffahrt. Das Ziel ist es, die innermotorische Ammoniakverbrennung zu verstehen und optimale motorische Betriebsstrategien zu ermitteln.

Ammoniak als Brennstoff für Binnenschiffe
Ammoniak-Forschungsmotor des Lehrstuhls für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren © FVTR

In den nächsten zwei Jahren werden dazu bei FVTR neue mathematische Modelle und Simulationsverfahren erarbeitet, um die Motorenentwicklung beim Einsatz von Ammoniak zukünftig zu unterstützen. Da jede technische Entwicklung heutzutage größtenteils digital am Rechner geschieht, sind genaue Modelle unverzichtbar. Unterstützt werden die Arbeiten durch experimentelle Untersuchungen an einem modernen Ammoniak-Forschungsmotor am LKV.

Ammoniak wird derzeit als einer von vielen zukünftigen maritimen Kraftstoffen diskutiert und gilt als potenzieller kohlenstofffreier Wasserstoffträger. Es ist ein Gas, das stark stechend riecht, ätzend und giftig ist. Doch: »Bei der Verbrennung entstehen lediglich Stickstoff und Wasser und auch bei möglichen Leckagen kommt es zu keinem CO2-Astoß oder negativer Einwirkung auf die Ozonschicht«, sagt Professor Buchholz vom LKV, Projektpartner der FVTR GmbH. Doch Ammoniak, das hauptsächlich aus der Landwirtschaft bekannt sei, wo es als Düngemittel genutzt werde, sei schwerer zu zünden, brenne viel langsamer als Erdgas.

»Die deutsche Binnenschifffahrt stößt jedes Jahr viele hundert Millionen Tonnen klimaschädliches Kohlendioxid aus«, sagt Martin Theile, Koordinator für dieses Forschungsprojekt bei FVTR. »Im Vergleich mit dem automobilen Sektor entspricht das dem Ausstoß von ca. 1,7 Millionen 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 herauskomme, sei jetzt die Forschung gefragt. »Wir kümmern uns um die numerische Simulation der motorischen Verbrennung am Rechner. Unser Partner LOGE entwickelt mathematische Modelle für die komplexen chemischen Vorgänge während der Verbrennung und wir verheiraten diese Modelle dann mit einem Gesamtmodell des Motors. Wir haben dann die Möglichkeit, die Kollegen vom LKV mit Hilfe unserer Simulationen zu unterstützen oder ganz andere Betriebszustände zu analysieren, die nur schwer am Prüfstand umzusetzen sind.«

Wie FVTR mitteilt, widmet sich das Forschungszentrum bereits in mehreren Projekten und wissenschaftlichen Konsortien dem Thema Ammoniak und Wasserstoff als zukünftige Kraftstoffe. Mit Hilfe dieses Forschungsprojektes könne die FVTR »ihr Know-how auf diesem Gebiet deutlich ausweiten«.

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