- Das zweite Generation Bubble Lubrication System reduziert den Energieverbrauch von Handelsschiffen um etwa 5 %.
- Das System bildet durch das Einspritzen von komprimierter Luft Blasen, die den Reibungswiderstand verringern.
- Die neue Version verbessert die Struktur der Luftversorgung und fügt automatisierte Steuerungsfunktionen hinzu.
- Das System ist mit verschiedenen kommerziellen Schiffen und Antriebstechnologien kompatibel und hat Potenzial zur Erweiterung.
Chinesische Ingenieure haben Prinzipien zur Reduzierung des Widerstands, die mit hochgeschwindigkeits Unterwasser-Munition verbunden sind, angewendet, um die Energieeffizienz von Handelsschiffen zu verbessern. Berichten zufolge wurde auf einem kürzlich gebauten 50.000 Tonnen Produkt- und Chemietanker ein zweites Generation Bubble Lubrication System installiert, das während eines fünfmonatigen Betriebstests eine Reduzierung des Nettostromverbrauchs um etwa 5 % erzielte. Das System wurde vom Shanghai Maritime Design and Research Institute entwickelt und reduziert durch das Einspritzen von komprimierter Luft an der Unterseite des Schiffs die Reibung mit dem umgebenden Wasser, indem es eine Schicht von Blasen bildet. Der Tanker ist derzeit im Einsatz, und die Ergebnisse zeigen, dass diese Technologie den Reedereien helfen könnte, den Kraftstoffverbrauch zu senken, ohne das Hauptantriebssystem des Schiffs zu verändern.
Darüber hinaus schätzt das Institut, dass bei einem Tanker dieser Größe eine Reduzierung von 5 % täglich etwa eine Tonne Kraftstoff einsparen kann.
Prinzip der Bubble Lubrication Technologie
Die Bubble Lubrication Technologie zielt darauf ab, den Kontakt von Objekten mit dem umgebenden Wasser zu reduzieren. Ein Beispiel sind Supercavitating Torpedos, die in einem mit Gas gefüllten Hohlraum betrieben werden, was ihren Kontakt mit Wasser erheblich verringert und ihnen ermöglicht, extrem hohe Unterwasser-Geschwindigkeiten zu erreichen. Kommerzielle Schifffahrtssysteme nutzen eine andere Umsetzung dieses Prinzips. Laut dem South China Morning Post bildet das System nicht einen großen Hohlraum um sich schnell bewegende Munition, sondern spritzt kontinuierlich komprimierte Luft an der Unterseite des Schiffs ein, um eine Schicht von Mikrobubbles zwischen dem Schiffsrumpf und dem Meerwasser zu erzeugen. Dies verändert den Wasserfluss in der Nähe der Schiffshülle und schafft eine Gas-Flüssigkeits-Mischung, die den Reibungswiderstand verringert.
Durch die Verringerung des Widerstands sinkt auch die Antriebsleistung, die erforderlich ist, um die Geschwindigkeit des Schiffs aufrechtzuerhalten. Die Gesamteffizienzsteigerung hängt vom Gleichgewicht zwischen der eingesparten Leistung durch die Verringerung der Rumpfreibung und dem Energieverbrauch des Kompressors zur Bereitstellung der Luft ab. Die im Bericht genannten 5 % Einsparung beim Nettostromverbrauch berücksichtigen diesen zusätzlichen Energiebedarf, obwohl das Institut noch keine detaillierte Aufschlüsselung der Testergebnisse bereitgestellt hat.
System-Upgrades und Automatisierung
Das zweite Generation Bubble Lubrication System wurde auf der Grundlage einer frühen Version, die im April 2022 auf einem 1.800 TEU Feeder-Containerschiff getestet wurde, verbessert. Die Entwicklung des aktualisierten Systems begann im folgenden Monat, wobei die Ingenieure darauf abzielten, die Abhängigkeit des frühen Designs von manuellen Operationen zu beheben. Die neue Version umfasst eine verbesserte Luftversorgungsstruktur, die darauf abzielt, den Energieverbrauch des Kompressors zu senken, und fügt automatisierte Steuerungs- und Überwachungsfunktionen hinzu. Ihr intelligentes Steuerungssystem passt die Menge der an die Unterseite des Schiffs gelieferten Luft basierend auf der Geschwindigkeit und dem Tiefgang des Schiffs an. Das digitale Betriebsunterstützungssystem kann auch die Energieeffizienz in Echtzeit überwachen und analysieren.
Diese Funktionen sollen die Bedienung der Technologie unter wechselnden Navigationsbedingungen erleichtern und gleichzeitig den Energiebedarf zur Erzeugung von Blasen reduzieren. Das System ist so konzipiert, dass es mit verschiedenen Arten von kommerziellen Schiffen und Antriebstechnologien kompatibel ist. Laut dem Institut ist es mit Schiffen kompatibel, die mit LNG, Strom, Methanol und Ammoniak betrieben werden. Diese neuen Entwicklungen bieten eine zusätzliche Grundlage für den Einsatz auf kommerziellen Schiffen, jedoch wird eine breitere Akzeptanz von der Leistung unter verschiedenen Rumpfdesigns, Betriebsbedingungen und Routen abhängen.
Kommerzielle Potenziale und Herausforderungen des Bubble Lubrication Systems
Die Entwicklung des Bubble Lubrication Systems markiert einen wichtigen Fortschritt in der Schifffahrtsindustrie zur Verbesserung der Energieeffizienz. Durch die Verringerung der Reibung kann diese Technologie nicht nur den Kraftstoffverbrauch senken, sondern auch die Betriebseffizienz steigern. Mit der Einführung der neuen Version machen die Automatisierung und die intelligenten Steuerungsfunktionen den Betrieb unter verschiedenen Navigationsbedingungen flexibler. Dennoch muss die breite Anwendung die Anpassungsfähigkeit an verschiedene Rumpfdesigns und Betriebsumgebungen berücksichtigen, was die Geschwindigkeit der Akzeptanz in der kommerziellen Schifffahrt beeinflussen wird.