Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGPDurch die Verwendung maritimer Kraftstoffe wie Schweröl und Schiffsdiesel werden jährlich rund eine Milliarde Tonnen CO₂, sowie mehrere Millionen Tonnen Feinstaub, Stick- und Schwefeloxide ausgestoßen. Durch die Bedeutung der internationalen Schifffahrt ist der Umstieg auf emissionarme wasserstoffbasierte Kraftstoffe unerlässlich. Als mögliche und schon erprobte Alternative gilt aktuell Methanol und zukünftig auch Ammoniak. Trotz ihres hohen Potenzials bestehen jedoch erhebliche Unsicherheiten bezüglich der Korrosionsbeständigkeit und Materialzuverlässigkeit entlang der gesamten Kraftstoffkette. Das Projekt untersucht daher das Korrosionsverhalten von Werkstoffen unter Methanol- und Ammoniakexposition, bewertet moderne Fertigungs- und Beschichtungstechnologien und entwickelt Prüfmethoden. Ziel ist es, zuverlässige, korrosionsbeständige Systemkomponenten für Tanks, Leitungen und Motoren bereitzustellen und damit die Grundlage für den sicheren und wirtschaftlichen Einsatz dieser alternativen Kraftstoffe zu schaffen.
Problemstellung
Der Einsatz von Methanol und Ammoniak birgt Risiken für die Reedereien und Schiffbauer, da vom Tank bis zu Motorenkomponenten die Gewährleistung der Materialintegrität über die hohe Lebensdauer an vielen Stellen noch ungewiss ist und schwer eingeschätzt werden kann. Diese Medien bergen unter mechanischer Last und in Abhängigkeit des Reinheitsgrades ein komplexes Korrosionspotential, welches zu kostenintensiven Instandhaltungsmaßnahmen und damit zum Ausfall der Schiffe führen kann.
Zielstellung und Lösungsweg
Ziel ist es, die Wechselwirkungen zwischen mechanischen Nachbehandlungen, Beschichtungen und Fertigungskonzepten zu analysieren und optimierte Lösungen für die industrielle Anwendung zu entwickeln. Diese Ergebnisse sollen messbare und realistische Empfehlungen für die Fertigung liefern, um die Sicherheit und Langlebigkeit von Bauteilen zu gewährleisten. Dafür soll eine geeignete neue Prüfmethodik erarbeitet werden, welche die Evaluierung bestehender Korrosionsschutzkonzepte sowie die Qualifizierung neuer effizienter Fertigungstechnologien ermöglicht. Im Fokus steht hier vor allem die Korrosionsbeständigkeit gegenüber synthetisierten Wasserstoffträgermedien in Form von Methanol oder Ammoniak.
Nutzen
Aus den Untersuchungen und Entwicklungen sollen kostengünstige und betriebssichere Materialien und Fertigungstechnologien für Tank, Rohrleitungen und Motorenkomponenten identifiziert werden, welche den sicheren Einsatz von Ammoniak und Methanol als Schiffskraftstoffe zulassen. Die ermittelten Ergebnisse und Kennwerte sollen zudem unmittelbar in den Produktionsprozess integriert und in entsprechenden Regelwerken verankert werden. Außerdem können die entwickelten Technologien auch in anderen Branchen angewendet werden, die das wirtschaftliche und ökologische Potential von Ammoniak und Methanol nutzen.