Foto. Cliff / Flickr

Med IMO's 2020-krav lurende om det første skarpe hjørne og krav om markante reduktioner i shippings CO2-udslip lurende om det næste arbejder skibsbranchen på højtryk for at finde alternative ting at komme i tanken.

Et samarbejdsprojekt mellem Kina, Maersk Line og forskere på DTU vil i de kommende år undersøge, om gassen dimetylæter, forkortet DME, kan være løsningen på udfordringen.

Det oplyser DTU i en pressemeddelelse.

DME kendes i vores del af verden bedst som det drivmiddel, der anvendes i eksempelvis hårspray. I Kina bliver DME produceret og anvendt i langt større udstrækning, blandt andet som flaskegas til de mange kinesiske køkkener uden elektricitet. 

- DME har mange fordele som brændstof. Det er først og fremmest enkelt at producere og med en høj virkningsgrad. Det er ikke en drivhusgas, er ikke giftigt og kan opbevares sikkert med høj energitæthed ved lavt tryk, helt ligesom campinggas, siger projektets leder, lektor Anders Ivarsson fra DTU Mekanik, i meddelelsen. 

- I modsætning til mange af de andre alternative brændstoffer til skibe, såsom naturgas og metanol, så er DME også nemt at antænde i en dieselmotor, som typisk findes på et stort skib. Det betyder, at man bedre kan optimere motorens virkningsgrad uden at ofre dens pålidelighed. Samtidig soder DME ikke, ligesom udledningen af NOx er meget lav, når DME’s helt særlige forbrændingsegenskaber udnyttes optimalt, siger Anders Ivarsson. 

Grøn produktion 

Projektet vil i de kommende år undersøge, om det kan blive konkurrencedygtigt at producere grønt DME, ligesom det skal undersøges, hvordan marinemotorer kan indrettes til at anvende DME som brændstof. 

Den nuværende produktion af DME sker fortrinsvis i Kina ved hjælp af kul og naturgas. En del af projektet er derfor også at undersøge, om det i stedet er muligt at fremstille gassen ved brug af biomasse og brint hentet fra vindmøllernes el-produktion. Begge dele findes i rigt mål i Kina, hvor landbrugets affaldsprodukter kan indgå, og brintproduktionen kan ske af det overskydende el, når el-nettets behov er opfyldt. 

Kendskabet til DME’s forbrændingsegenskaber under højt tryk skal også udvides. Dets egenskaber skal både afdækkes teoretisk og eksperimentelt med samme type forsøg, som i de sidste 30 år har bidraget til en stor forståelse af forbrændingen af dieselspray. Forsøgene vil ske i DTU Mekaniks nyetablerede laboratorium til højtryksforbrænding for at få indsigt i, hvordan DME indsprøjtes optimalt under motorlignende forhold. 

Udnyttelse af spildvarmen 

- En del af forsøgene vil have fokus på, hvordan spildvarmen fra en motor, der drives af DME, kan anvendes. Fordi gassen ikke indeholder svovl eller danner sod ved forbrænding, vil spildvarmen herfra kunne bruges direkte i varmevekslere, som via en turbine kan levere strøm til skibet. Det vil kunne erstatte de nuværende motorer, der bruges til eksempelvis at køle containere i lasten og dermed formindske CO2- udslippet yderligere, siger Anders Ivarsson. 

DTU har i forvejen erfaring med anvendelse af DME i dieselmotorer. I den forbindelse skal dieselmotor forstås som princippet for forbrænding, der er opfundet af Rudolf Diesel. I dieselmotorer selvantænder brændstoffet, når det under højt tryk sprøjtes ind i komprimeret varm luft. Modsætningen er Otto-princippet, der findes i benzinbiler, hvor en gnist antænder en forberedt blanding af luft og brændstof. 

Ifølge DTU vil dieselprincippet fortsat være det bedste valg til tung trafik, fordi det både giver et lavere brændstofforbrug og større holdbarhed end Otto-princippet. Med DME i tanken i stedet for dielsel vil man løse dieselmotorens største problem, som er udledningen af sod og NOx. I moderne dieselkøretøjer fjernes sod og NOx effektivt, men dyrt, med filter og katalysator. På skibe er den form for røggasrensning en særlig udfordring, fordi det optager meget plads, der ellers kunne være brugt til lasten. 

Projektet afsluttes med en businesscase, der skal vise, om DME vil være et godt brændstofvalg for eksempelvis Maersk, når rederiet skal indkøbe nye skibe, der skal leve op til virksomhedens ambition om at blive CO2 neutral i 2050.