Deutliche Kraftstoffeinsparungen bei bestehenden Containerschiffen durch einen neuen Wulstbug
Messungen, die vor und nach dem Austausch des Wulstbugs vorgenommen wurden, beweisen, dass durch die Anpassung der „Nase“ von Containerschiffen an die reduzierte Reisegeschwindigkeit Kraftstoffeinsparungen von mindestens 5 Prozent erzielt werden können. Diese „Nasenkorrektur“ kann sich bereits nach weniger als einem Jahr amortisieren.
Hyundai Merchant Marine (HMM) betreibt eine Flotte mit 8.600-TEU-Containerschiffen, die für hohe Geschwindigkeiten von 27 Knoten ausgelegt und gebaut sind. Heute, unter „Slow Steaming“-Bedingungen, fahren diese Schiffe allerdings mit 15 bis 18 Knoten viel langsamer. In diesem Geschwindigkeitsbereich ist der existierende Wulstbug unwirtschaftlich.
Mit dem Ziel, das mögliche Einsparpotenzial genau abschätzen zu können, führte DNV eine umfassende CFD(Computer Fluid Dynamics)-Analyse zur Entwicklung einer neuen Wulstbugform durch, die für die erwarteten Betriebsbedingungen optimiert ist. Basierend auf den ermittelten Einsparungen wurde eine Kosten-Nutzen-Analyse erstellt, deren positives Ergebnis die Grundlage für die Entscheidung für den Umbau durch HMM bildete.
Auf der Basis der von DNV entwickelten neuen Form des Wulstbugs arbeitete die Daewoo Ship Engineering Company (DSEC) die Stahl-Konstruktionsunterlagen aus. Der Umbau des ersten Schiffes, der „Hyundai Brave“, wurde im März 2013 abgeschlossen.
Nach der „Nasenkorrektur“ im Trockendock zeigten Messungen an Bord, dass der 680.000 USD teure Umbau den Kraftstoffverbrauch um fast 1.000 Tonnen jährlich senken kann.
„Die Wirkung der geänderten Wulstbugform wurde im Rahmen eines über einen Zeitraum von etwa 2 Monaten nach dem Umbau durchgeführten Prüfverfahrens eingehend untersucht. Dabei wurde während des Betriebs eine Kraftstoffeinsparung von circa 5 % oder höher ermittelt. Die Amortisationszeit wird demzufolge wesentlich kürzer als 1 Jahr ausfallen, wie zunächst angenommen“, so Taeg-Gyu Lee, Executive Vice President von HMM.
„Durch das enge Zusammenspiel zwischen DNV, Konstruktionsbüro und Werft wurde eine fristgerechte Umsetzung der Entwicklungs-, Konstruktions-, Bau- und Montagearbeiten möglich“, erklärt Jost Bergmann, DNV Business Director Container Ships. „Die erwarteten Einsparungen beim Kraftstoffverbrauch konnten beim Betrieb unter verschiedenen Beladungs- und Geschwindigkeitsbedingungen nachwiesen werden.“
Das Projekt wurde einschließlich der ersten Planungsphase innerhalb von 14 Wochen abgeschlossen. Durch die Vorfertigung des neuen Wulstbug-Blocks konnten die Umbauarbeiten im Dock in der Werft in lediglich zwei Wochen, während der sowieso geplanten, regulären Trockenstellung, abgeschlossen werden.
Mithilfe der CFD-Strömungssimulation hat DNV eine Vielzahl von möglichen Wulstbugformen untersucht, die auf das aktuelle Betriebsprofil des Containerschiffs „Hyundai Brave“ abgestimmt sind. Der neue Wulstbug hat in etwa die gleiche Länge, ist aber fünf Tonnen leichter als das Original.
DNV ist zuversichtlich, dass der nachgewiesene Erfolg dieses Projekts auch andere Eigner dahin gehend ermutigt, Möglichkeiten für die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit existierender Schiffe zu untersuchen. „Bestehende Schiffe müssen mit einer neuen Generation von effizienten und flexiblen Entwürfen konkurrieren“, sagt Bergmann. „Der Wulstbug vieler bestehender Containerschiffe wurde mit viel Aufwand für eine hohe Entwurfsgeschwindigkeit optimiert. Leider ist diese Wulstbugform bei den heute üblichen Betriebsbedingungen meist ineffizient. Mit den vorliegenden Fakten und Erfahrungen ist DNV in der Lage zu helfen.“
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