Alternativer Antrieb: Maersk-Tanker “segeln” mit Flettner-Rotoren – 10 Prozent Einsparung

Rotierende Segel

Das Prinzip der Flettner Rotoren ist seit mehr als 100 Jahren bekannt. Nun scheint der Magnus-Effekt auf dem Wasser tatsächlich eine ernsthafte Rolle spielen zu können. Japaner geben Gas.

Maersk Pelican mit den neu installierten Flettner Rotoren. © Marsk Tankers

Nach Finnen und Niederländern geben jetzt auch die Japaner mächtig Gas beim Erschließen einer alten Wind-Energie-Quelle. Das Unternehmen Mitsui & Co ist im vergangenen Jahr für 1,71 Milliarden Euro Mehrheitsaktionär bei der dänischen Reederei Maersk Tankers geworden, und damit verbunden war offenbar der Plan, dem Windkraft-Antrieb eine größere Chance zu geben.

Jedenfalls plant Maersk Tankers im großen Stil die Installation von Flettner-Rotoren auf der Hälfte seiner 164 Schiffe. Diese Technologie soll nach eigenen Angaben den Treibstoffverbrauch um bis zu 10 Prozent und die Schadstoffemissionen deutlich reduzieren.

Der Druck für diesen Schritt wird durch steigende Ölpreise erhöht, unter denen die Schifffahrtsindustrie immer mehr leidet. Sie bereitet sich darauf vor, dass sich die Treibstoffkosten im Jahr 2020 um rund ein Viertel oder rund 24 Milliarden Dollar erhhöhen werden, insbesondere wenn neue Regeln zur Begrenzung des Schwefelgehalts in Kraft treten.

Flettner-Rotoren

Ein Kreuzfahrtschiff der Viking-Linie mit Norsepower-Rotoren. © norsepower

So wird dem jüngsten Test von Maersk Tankers viel Bedeutung beigemessen. Die 244 Meter lange “Maersk Pelican” bekam zwei 30 Meter hohe Metallzylinder an Bord  installiert und hat nun Rotterdam zu einer ersten Testfahrt verlassen. Die Zylinder oder Rotorsegel arbeiten als mechanische Segel, die sich drehen, und dabei durch den Magnus-Effekt das Schiff vorwärts bewegen.

Das Unternehmen gab nicht konkret an, welche finanziellen Einsparungen möglich sind, sagte aber, dass ein Schiff wie die “Maersk Pelican” durchschnittlich rund 35 Tonnen Treibstoff pro Tag verbraucht. Beim derzeitigen Preis von rund 420 Dollar pro Tonne Schwefelkraftstoff würde das eine jährliche Ersparnis von bis zu 365.000 Dollar bedeuten, wenn das Schiff 250 Tage im Jahr fährt.

Die Änderung der Vorschriften im Jahr 2020 zwingt einen Teil der weltweiten Flotte dazu, auf niedrigere, aber teurere Kraftstoffe wie Schiffsgasöl (MGO) und schwefelarmes Heizöl umzusteigen. Die gesamte globale Treibstoffrechnung für die Schifffahrt soll Branchen-Studien zufolge etwa 100 Milliarden Dollar pro Jahr  betragen.

Maersk Pelican ist das dritte Schiff, das die Rotorsegeltechnik installiert hat. Die Firma Norsepower, die die Technologie lieferte, installierte sie erstmals 2014 auf einem kleinen Frachtschiff und im April dieses Jahres auf einer Fähre zwischen Schweden und Finnland.

Die Flettner-Geschichte

Flettner-Rotoren wurden in den 20iger-Jahren des letzten Jahrhunderts von Anton Flettner entwickelt. Die Rotoren wurden erstmals auf der „Baden-Baden“ erfolgreich eingesetzt – das Schiff erreichte 1926 New York. Das Prinzip der Flettner-Rotoren konnte im Verlauf des rein leistungsorientierten 20. Jahrhunderts nicht mit den ungleich schnelleren und stärkeren reinen Dieselmotoren konkurrieren.

Umweltspezifisch macht der (unterstützende bzw. zusätzliche) Einsatz der Rotorsegler jedoch durchaus Sinn – die „E-Ship 1“ ist das erste moderne Handelsschiff mit diesem Antrieb.

In den 1980iger-Jahren ließ Jacques-Yves Cousteau die „Alcyone“ mit einem leicht abgewandelten Rotorenantrieb bauen – sie fährt heute noch im Auftrag der Cousteau-Stiftung.

Eine Rotor-Yacht in den Zwanzigerjahren am Wannsee © bundesarchiv bild

Eine Rotor-Yacht in den Zwanzigerjahren am Wannsee © bundesarchiv bild

Zudem sind der Uni-Kat Flensburg (6,1 m lange Proa) und die „Cloudia“ (Trimaran mit 6 m hohen Rotoren) mit den Flettner-Rotoren bestückt.

Prinzip

Bläst Wind gegen einen rotierenden Zylinder, so wird er beschleunigt, wo Drehsinn des Zylinders und Windrichtung zusammenkommen. Auf der gegenüberliegenden Zylinderseite wird er abgebremst, strömt also langsamer.

Dies erzeugt Unterdruck (schnellere Strömung) und Überdruck (verlangsamte Strömung), in Summe also eine quer zur Strömung wirkende Kraft (dynamischer Auftrieb, in der Grafik F1). Das ist ähnlich wie bei einem stehenden (Flugzeug-)Tragflügel, doch mit weitaus besserem Wirkungsgrad – rund dem Zehnfachen eines Segels oder starren Tragflügels mit gleichem Windwiderstand. Im rechten Winkel zum scheinbaren Wind entsteht am Rotor eine Kraft, die bei einem Halbwind-Kurs parallel zur Längsachse des Schiffes in Fahrtrichtung wirkt, also unmittelbar Vortrieb erzeugt.

Flettnerrotor © wikipedia

Flettnerrotor © wikipedia

Zusammen mit dem Bootsrumpf samt Kiel oder Schwert (Lateralplan) wird auch bei Raumwindkursen und Am-Wind-Kursen Vortrieb erzeugt. (Quelle: Wikipedia)

 

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