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Thema: Wasser im Sprit

  1. #11
    Moderator
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    Zitat Zitat von Joana Beitrag anzeigen
    Verbrauch und Abgas pro to Fracht
    Da spielt die Geschwindigkeit ja nun auch eine Rolle! Und keine kleine. Wer - rein theoretisch natürlich, es ist ja nicht mehr erlaubt und ein bißchen steuern will man ja auch - den Rhein mit kaltem Druck herunterfahren würde, hätte z.B. gar keinen Verbrauch, egal wieviel er geladen hat. Ich bin der Meinung, daß heute sehr sehr oft viel zu schnell gefahren wird.

    "Zeit ist Geld" versteht man so, daß man sich beeilen muß, um in der freiwerdenden Zeit neues Geld verdienen zu können. Und dann wartet man vor einer Schleuse oder liegt irgendwo herum. "Zeit ist Geld" bedeutet doch auch, daß man eine schnellere Fahrt über den Verbrauch teuer bezahlen muß und man sollte schon genau wissen, ob man dieses Geld in der gewonnenen Zeit auch wirklich wieder verdient! Motorverschleiß und Ölverbrauch sind dabei auch ein Thema.

    So hängt eben alles mit allem zusammen. (Natürlich auch bei dem Methangas-Beispiel mit den Kühen und Kaninchen. Bei der Fleischproduktion geht es ja auch nicht nur um Methangas, sondern in ganz erheblichem Maß auch um Flächen- und Wasserverbrauch usw.)

    Gernot

  2. #12
    Avatar von Hein Mück
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    Moin Joana,

    Du stellst ab auf den Verbrauch pro Tonne Fracht und das die Binnenschiffe dabei so günstig abschneiden. Damit hast Du natürlich Recht.
    Aber das träfe auch dann noch zu, wenn die Binnenschiffe mit Rußpartikelfiltern ausgerüstet wären und ihren Schadstoffausstoss deutlich verringern würden.

    Bei den neuen Binnenschiffen zieht natürlich auch neuere Motorentechnik mit ein. Aber wie langsam geht der Wandel da vonstatten, wenn ich betrachte wieviele Binnenschiffe noch fahren, die mehr als 30 Jahre alt sind. Und vermutlich nur wenige von denen werden mit neuen Maschinen fahren.
    Hausbesitzer sind jetzt z.B. verpflichtet, Heizungsanlagen, die älter als 30 Jahre sind, durch moderne Anlagen auszutauschen. Für Binnenschiffsmotoren ist mir eine solche Regelung nicht bekannt.

    Tschüss
    Hein Mück

  3. #13

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    Zitat Zitat von Hein Mück Beitrag anzeigen
    Aber wie langsam geht der Wandel da vonstatten, wenn ich betrachte wieviele Binnenschiffe noch fahren, die mehr als 30 Jahre alt sind. Und vermutlich nur wenige von denen werden mit neuen Maschinen fahren.
    Hausbesitzer sind jetzt z.B. verpflichtet, Heizungsanlagen, die älter als 30 Jahre sind, durch moderne Anlagen auszutauschen. Für Binnenschiffsmotoren ist mir eine solche Regelung nicht bekannt.
    Genau das. Ich hoffe, dass das zum 21. Juli erweiterte Motorenförderprogramm (Meldung auf Bonapart.de) auf Anklang stößt, um der Kritik den Wind aus den Segeln zu nehmen. Es sind ja auch die in dem Spiegel-Artikel beschriebene Technik und weitere mit inbegriffen. Ich schätze, viel mehr Unterstützung kann man nicht erwarten.

    Viele Grüße

    Christian
    Bonapart.de - Binnenschifffahrt aktuell

  4. #14

    Standard Spiegel-Artikel: Wasser im Sprit

    Hallo Joana,
    Hallo Christian_G,
    hallo zusammen,

    obwohl eure Beiträge zum Thema schon etwas älter sind, möchte ich trotzdem noch etwas dazu beitragen, da der Spiegel-Artikel über unsere KWE-Technik berichtet, ich aber erst jetzt im Binnenschifferforum aktiv geworden bin.

    Wir waren damals ziemlich nervös, als uns der Spiegel-Redakteur besucht hat. Was macht er mit den ganzen Informationen die er von uns und bei seinen Recherchen von Dritten erhalten hat?
    Man hat ja keinen Einfluss darauf, was und wie der Artikel später erscheint. Der Redakteur muss seinen Artikel intern auch an die Redaktion „verkaufen“. Dabei verkaufen sich möglichst auffällige Berichte natürlich besser. Und gute Nachrichten verkaufen sich leider einfach schlechter.

    Der Spiegel-Artikel zum Nachlesen: http://www.exomission.de/images/pres...r%20im%20Sprit

    Einiges ist richtig, anderes weniger sowie nicht vollständig beleuchtet. Das ist aber zugegebenermaßen auch mehr als schwierig für den nicht mit der Materie befassten Redakteur und auch für die "normalen" Leser.

    Liebe Joana: Zu deiner Anmerkung, dass die Aussage in dem Artikel „ein Binnenschiff stoße so viel Ruß aus wie tausende von Autos“ sei wohl sehr stark übertrieben.“ folgende vergleichende Berechnungen:

    Der zur Zeit für neue Diesel-Pkw gültige Euro 6c Ruß- oder besser Partikelmassengrenzwert beträgt 4,5 mg/km. Real liegen die Fahrzeuge meist bei 3 mg/km. Nimmt man an, dass das Auto durchschnittlich 50 km/h fährt, sind das 3 * 50 = 150 mg/h.

    Der zur Zeit noch für neue Binnenschiffe geltende Partikelmassengrenzwert ist 200 mg/kWh. Hier wird also nicht pro km, sondern pro abgegebener Motorleistung über eine Stunde limitiert. Viele ältere Binnenschiffsmotoren unterschreiten diesen Grenzwert bereits oder liegen etwas darüber. Als Mittelwert ist der Wert aber gut geeignet für unser Beispiel.

    Wir nehmen an, ein mittelgroßes Binnenschiff fährt mit 2.000 Tonnen beladen zu Berg. Bei einer Geschwindigkeit von 8 km/h, benötigt es dazu bspw. 550 kW an Motorleistung. Daraus errechnet sich eine Partikelmassenemission von 550 kW * 200 mg/kWh = 110.000 mg/h. Damit emittiert das Binnenschiff = 110.000/150 = 733 mal so viel wie ein Euro-6-Pkw. Damit ist die Aussage im Spiegel-Artikel wirklich übertrieben, allerdings ist das Verhältnis trotzdem heftig.

    Berechnet man die Emissionen nicht auf die Betriebsstunde, sondern pro gefahrenen km, emittiert der Pkw die oben erwähnten 3 mg/km, das Binnenschiff aber 110.000 mg/h : 8 km/h = 13.750 mg/km.
    Damit emittiert das Binnenschiff = 13.750/3 = 4.583 mal so viel wie ein Pkw (pro Kilometer), bzw. das Binnenschiff emittiert pro Kilometer soviel wie 4.583 Autos pro Kilometer. Bei dieser Art der Betrachtung ist die Aussage im Spiegel-Artikel nicht übertrieben.

    ABER der Vergleich ist in dieser Art und Weise mehr als unfair. Das Auto transportiert durchschnittlich nur 80 kg Mensch, das Binnenschiff in unserem Beispiel die oben erwähnten 2.000 Tonnen. Berücksichtigt man also den volkswirtschaftlichen Nutzen, d.h. die transportierte Masse ergeben sich folgende Zahlen:


    Binnenschiff = 13.750 mg/km : 2000 Tonnen = 6,9 mg/km/Tonne Nutzlast

    Pkw = 3 mg/km : 0,08 Tonnen = 37,5 mg/km/Tonne Nutzlast

    Bezogen auf die transportierte Ladung, verursacht also selbst der modernste Diesel-Pkw 5,5 mal so viel Partikel als ein durchschnittliches Binnenschiff.
    Und diese Betrachtungsweise ist sicherlich die fairste!

    Allerdings lässt sich an den Ruß-/Partikelemissionen der Binnenschiffsmotoren noch sehr viel verbessern, so dass die Bilanz noch deutlich besser wird. Mit Partikelfiter oder auch mit unserer Kraftstoff-Wasser-Emulsionstechnik, kurz KWE lässt sich die Rußemission auch bei betagten Antriebsmaschinen meist um mehr als 90% verringern. Oftmals kommen wir mit KWE bei verschiedenen Drehzahlen sogar an die Messgrenze des Messgeräts, d.h. es zeigt die Rußemission Null an. Dabei spielt es wie bereits erwähnt, keine Rolle, wie alt der Motor ist. In Verbindung mit der parallelen Reduktion der Stickoxidemissionen haben wir mit unserer KWE-Technik bisher bei jedem Motor sogar die Grenzwerte der ZKR II-Abgasnorm unterschritten.

    Freue mich auf eure kritischen Antworten.


    Viele Grüße
    Uwe

  5. #15

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    Hallo Uwe,
    vielen Dank für deinen ausführlichen Beitrag und die gut zu verstehenden Rechnungen.

    Das MSG Schiff "Heinz Hofmann" verfügt auch über eine Wassereinspritzung. Ziel war dabei (so glaube ich) eher die Kraftstoffeinsparung. Damit einher geht natürlich auch eine Reduzierung der Emissionen.

    BMW verbaut im M4 GTS auch eine Wassereinspritzung (5L Tank für destilliertes Wasser im Kofferraum), allerdings ist hier das Ziel, die Motorenleistung zu erhöhen (kühlere Ladeluft).

  6. #16
    Avatar von admiral gysel
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    Hallo Uwe,
    dein Beitrag sollte so im Spiegel veröffentlicht werden (vielleicht als Leserkommentar). Dann sind alle Sichtweisen berücksichtigt und die Problematik verständlicher dargestellt.
    Allerdings sollte im Vergleich nicht PKW ./. Schiffe sondern LKW ./. Schiffe genannt werden. PKW's haben ja keine Nutzlast. Außerdem fahren Binnenschiffe nicht aus Spaß am Fahren nutzlos spazieren, was leider bei PKW viel zu oft der Fall ist.

  7. #17

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    Hallo Buganker,

    sehr gerne.

    Die Berechnungen sind zwar sehr technisch, aber da wir uns seit vielen Jahren mit Abgasen beschäftigen und die realen Daten durch viele Messungen an Bord der Schiffe kennen, kann man das Wissen auch teilen. Das ist vielleicht besser, als irgendwelche wie auch immer ermittelten statistischen Daten.

    Ja, der MSG-Koppelverband Heinz Hofmann mit dem 1.800 PS ABC-Motor hat seit 2015 auch eine KWE-Anlage von uns verbaut. Die Ziele der MSG waren Emissionen als auch Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Das hat beides auch so geklappt. Anfänglich haben wir aber etwas Lehrgeld bezahlt, da bei dem Heinz Hofmann erstmals das erforderliche Wasser nicht aus dem Trinkwassertank, sondern aus dem Fluß genommen werden sollte, um den Trinkwasservorrat nicht zu stark zu belasten. Beim ersten Versuch wurde das Wasser "online" direkt über den Seewasserkasten aus dem Fluß geholt und über verschiedene Beutelfilter gereinigt. Das hatte aber den Nachteil, dass je nach Wasserstand / Schwebstoffanteil im Fluß (Hochwasser!) die Filter sehr schnell mit Schlamm zugesetzt waren, so dass die KWE-Anlage mangels Wasser oft abgeschaltet hat. Bei der jetzigen Variante von MSG bunkert die Schiffsbesatzung einige Kubikmeter möglichst sauberes Flußwasser in einen Ballastwassertank. Dabei kann sich der (sehr viel geringere) Schlammanteil schon absetzen, bevor das Wasser weiter verarbeitet wird. Das klappt jetzt tadellos.


    Die noch bessere Flusswasser-Lösung haben wir danach zusammen mit der MSG auf der MS Coburg installiert. Dort wird das Flusswasser (auch zunächst über einen Ballastwassertank gebunkert) über einen Sandfilter und nicht mehr über Beutelfilter gereinigt. Sandfilter kennt man als zuverlässige Filterlösung bei Pools/Schwimmbädern. Die Natur macht es auch vor. Der Sandfilter wird nachts automatisch rückgespült und so der filtrierte Schlamm/die Biologie automatisch wieder über Bord geleitet. Das funktioniert perfekt und ist quasi wartungsfrei. Wer also kleine Trinkwassertanks hat, kann auch Flusswasser für die KWE einsetzen.

    Ja, wir kennen die Wassereinspritzung von BMW oder besser gesagt von Bosch für BMW. Dort wird Wasser in den Ansaugtrakt (bei Ottomotoren) eingesprüht. Aktuell ist die Automobilindustrie ganz verrückt auf das Thema Wassereinspritzung und Kraftstoff-Wasser-Emulsion. Es wird vielleicht noch 2 bis 4 Jahre dauern, dann werden wahrscheinlich die ersten Modelle in der größeren Serie die Technik haben.

    Kühlere Ladeluft, bzw. mehr Ansaugvolumen mit mehr enthaltener Sauerstoffmasse ist ein Plus der Wassereinspritzung. Wesentlicher Hintergrund der Leistungssteigerung bei BMW ist jedoch, dass es den Ottomotoren im oberen Lastbereich zu heiß im Brennraum wird. Daher fettet man seit jeher das Gemisch stark an, d.h. man spritzt deutlich mehr Kraftstoff ein als erforderlich, um die Brennräume zu kühlen. Pure Verschwendung. Das bedeutet gleichzeitig, dass in diesem Bereich nicht mehr das zur Funktion des 3-Wege-Kats erforderliche Lambda 1,0 erreicht wird, sondern es ist sehr viel weniger. Stichwort Emissionen bei hohen Lasten/Drehzahlen/Geschwindigkeiten. Warum also nicht Wasser zur Kühlung nehmen an Stelle von Kraftstoff und die sinnlose Kraftstoffverschwendung damit beenden (wer einen Benziner fährt hat sich vielleicht schon einmal gefragt, warum der Motor sich so irrsinnig viel Sprit bei Volllast oder nahe Volllast genehmigt). Nebeneffekt: Kraftstoffeinsparung. Weiterer Nebeneffekt: Reduktion von Stickoxiden (NOx) und sonstigen Schadstoffen. Also ein win-win-win-Geschäft. Aber HALT haben sich die BMW-Entwickler wohl gedacht. Mit noch etwas mehr Wasser können wir dann ja sogar auch noch mehr Leistung aus dem Motor holen, ohne dass uns dieser wegen thermischer Überlastung um die Ohren fliegt. Gesagt, getan...und damit den Verbrauchsvorteil zum Teil wieder über Bord gekippt. Trotzdem weiterhin parallele Leistungssteigerung, Verbrauchs- und Abgasreduktion mit Wasser.

    Wassereinspritzung wird zur Innenkühlung= Leistungssteigerung übrigens auch seit vielen Jahren im Rennsport eingesetzt.

    http://www.spiegel.de/auto/aktuell/w...a-1037962.html
    http://www.sueddeutsche.de/auto/redu...ning-1.2504388


    Viele Grüße
    Uwe

  8. #18
    Moderator
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    Zweierlei wird hier überdeutlich:
    Erstens mal wieder, daß mit Statistiken jede Menge Schindluder getrieben werden kann, wenn man sie entsprechend einseitig und damit falsch erhebt.
    Zweitens, daß es ein ziemlicher Unsinn ist, beladen (oder jedenfalls mit viel Tiefgang) zu berg und leer zu tal zu fahren. Genau umgekehrt wäre es richtig.

    Gernot

  9. #19

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    Hallo Admiral Geysel,

    das werde ich mal anregen. Aber offenbar gab es auch 2015 schon einige Leserbriefe, die es nicht in den Abdruck geschafft haben - die Flüchtlingskrise hat damals viele Themen weggeputzt.
    Ja, absolut richtig. Der Pkw ist absolut kein Vergleichsobjekt. Er war aber wohl für die Spiegel-Leser sehr anschaulich.

    Den Vergleich zum Lkw haben wir auf Wunsch eines Kunden auch schon durchgeführt. Gestern habe ich dazu zwei Beiträge als Antwort zum Thema "Dicke Luft über dem Wasser" geschrieben. Bitte dort mal nachschauen. Bin noch nicht so drin hier in der Software und weiß nciht, ob man das verlinken kann.

    Auch hier sieht es aber nicht so schlecht für die Binnenschiffe bei Partikeln und Stickoxiden aus, wenngleich die Lkw mit der Euro-6-Norm deutlich davongezogen sind. Aber selbst Motoren aus den 60er Jahren lassen sich mit unserer KWE so nachrüsten, dass diese wieder deutlich besser als selbst die neuesten Euro-6-Lkw sind. Also reißt eure guten alten, verbrauchsgünstigen und zuverlässigen Motoren auf keinen Fall raus, sondern rüstet einfach nach!

    ZKR II haben wir mit KWE bisher immer erreicht. Meistens jedoch aber deutlich mehr.
    Und ZKR II wird ja in Rotterdam ab 2025 die Eintrittskarte.


    Viele Grüße
    Uwe

  10. #20

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    Hallo Gernot,

    du weißt doch: „Glaube nie einer Statistik, die du nicht selbst gefälscht hast“.
    Wir können aber auch nur das messen und berechnen, was aus dem Auspuff kommt. Wie sich das Zeug dann verteilt und verdünnt wissen wir im Detail nicht, wobei Ruß/Partikel/Feinstäube über tausende Kilometer getragen werden können. So brechen manchmal bei den Amis fast die Zeiger der Messgeräte ab, weil man den Feinstaub aus China abbekommt. Und in der Antarktis legen sich schwarze Rußteilchen auf die Eis- und Schneeflächen, so dass diese noch schneller abschmelzen, da das Sonnenlicht absorbiert wird. Black Carbon = Ruß ist pro Gramm klimarelevanter als CO2!

    Bei den Stickoxiden hingegen ist bekannt, dass kaum ein Molekül älter als einen Tag wird. Daher ist es meiner Meinung nach relativ unwahrscheinlich, dass die Stickoxide aus dem Fahrbetrieb der Binnenschiffe messbar in den Innenstädten ankommen. Das haben schon die Lkw, Busse und Pkw zu verantworten. Allerdings kommen die NOx aus den Schiffsmotoren sicherlich bei den Schiffsbesatzungen und den direkten Rheinanliegern an. Deshalb gilt auch hier gilt: Je weniger, desto besser!

    Du hast aber 100% Recht! Beladen zu Tal werden sehr deutlich weniger Abgase freigesetzt. Das haben wir auch im Vergleich gemessen und durchgerechnet:

    Ich bleibe bei unserem Beispiel. Auch hier 2.000 Tonnen Beladung, Geschwindigkeit jedoch jetzt 16 km/h und damit nur ca. 210 kW erforderliche Motorleistung. Die gemessene Partikelemission betrug bei unserem Schiff dabei nur 110 mg/kWh (an Stelle von 210 mg/kWh beladen zu Berg).Daraus errechnet sich eine Partikelmassenemission von 210 kW * 110 mg/kWh = 23.100 mg/h (gegenüber 110.000 mg/kWh beladen zu Berg) Damit emittiert das Binnenschiff = 23.100/150 = 154 mal so viel wie ein Euro-6-Pkw (gegenüber 733 beladen zu Berg).

    Berechnet man die Emissionen pro gefahrenen km, emittiert das Binnenschiff 23.100 mg/h : 16 km/h = 1.444 mg/km, soviel wie 481 Euro-6-Diesel Pkw pro Kilometer (gegenüber 4583 beladen zu Berg)

    Berücksichtigt man auch hier wieder die Transportleistung, sieht es wie folgt aus:

    Binnenschiff = 1.444 mg/km : 2000 Tonnen = 0,72 mg/km/Tonne Nutzlast
    (gegenüber 6,9 mg/km beladen zu Berg)

    Pkw unverändert = 3 mg/km : 0,08 Tonnen = 37,5 mg/km/Tonne Nutzlast

    Bezogen auf die transportierte Ladung, verursacht also selbst der modernste Euro 6c-Diesel-Pkw 52 mal so viel Partikel als ein durchschnittliches Binnenschiff bei Fahrt beladen zu Tal!
    Beladen zu Tal bringt also eine enorme Reduktion der Emissionen!
    Um es noch weiter zu verfeinern, müsste man auch noch unbeladen zu Berg / zu Tal rechnen sowie die Ergebnisse entsprechend den Anteilen gewichten. Aber das würde zu weit führen.

    Viele Grüße
    Uwe

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