Berliner Forscher simulieren:
Öltanker unter Segeln
09. Apr 2008 17:30
 |  Tanker mit simulierten BSP-Segeln | Foto: TU-Berlin |
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Lange Zeit waren sie das Rückgrat des Welthandels: Segelschiffe. Das nahende Ende der fossilen Brennstoffe verhilft ihnen nun zur Renaissance. Mit Segelromantik hat das allerdings wenig zu tun, wie die TU-Berlin errechnet hat.
Bereits in den achtziger Jahren haben die Japaner erste Versuche mit dieselgetriebenen Schiffen gemacht, die von Segeln unterstützt wurden. Diese Form der Antriebsergänzung konnte sich damals aber nicht durchsetzen. Mit den steigenden Treibstoffpreisen wird diese Form des Windantriebes allerdings wieder interessant.
Einen erster Praxistest mit einem Drachensegel (Kitesegel) hatte vor kurzem die «MS Beluga SkySails» auf den Weltmeeren absolviert. Durchschnittlich vier Stunden am Tag wurde der Frachter zusätzlich von einem riesigen Drachen gezogen. Die Maschine konnte dann gedrosselt werden, und das Schiff sparte auf seiner Jungfernfahrt bis zu zwei Tonnen Treibstoff pro Tag.
Von Valparaiso nach Yokohama
Nun haben Forscher der Technischen Universität Berlin per Computersimulationen durchgerechnet, welches Potenzial hinter dieser Antriebsart steckt. Die Berliner simulierten für einen Tanker und einen Frachter mehrjährige Fahrten auf klassischen Interkontinental-Routen über Atlantik und Pazifik.
 | | Abb: Interkontinentale Schifffartsrouten Foto: Tu-Berlin |
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Die virtuellen Schiffe stehen den herkömmlichen Schiffen in Personalbedarf und Manövrierfähigkeit in nichts nach. Fünf Jahre lang ließ Schiffbauingenieur Gonzalo Tampier, Fachgebiet Schiffs- und Meerestechnik der TU Berlin, seine digitalen Frachter von Le Havre in Frankreich nach Miami und San Francisco in den USA fahren und von Valparaiso in Chile ins japanische Yokohama.Windgeschwindigkeit und –richtung sowie Wellenhöhen wurden mit Daten vom European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) realistisch dargestellt. Für die Simulation rechneten drei Computer fast einen Monat lang pausenlos.
 | | Simulierte Segeltypen Foto: TU-Berlin |
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Abbildung: Profilsegel (BSP) und Tuchsegel (Dyna- und Gaffelsegel). BSP-Segel bestehen aus Klappenprofilen, die auch im Flugzeugbau verwendet werden. Die Tuchsegel sind konventionelle Segel, die in kleineren Dimensionen auf normalen Schiffen benutzt werden.
Umwege können sich lohnen
«Zur besseren Ausnutzung der vorhandenen Windverhältnisse muss auch geprüft werden, ob und wie es sich lohnt, wenn der Kapitän einen kleinen Umweg macht, um den Wind zu nutzen», erklärt Tampier. Nach der Auswertung der Daten kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass mit fünf bis zehn Prozent längeren Routen trotz des längeren Weges eine erhebliche Treibstoffeinsparung möglich wäre.
Die Windverhältnisse auf der den beiden Nordrouten sind laut der Simulation wesentlich besser für Segel geeignet. Das Einsparungspotential ist hier um ein Vielfaches höher. Als beste Segeltypen erwiesen sich die BSP- und Dyna-Segel. Mit einem Dyna-Segel konnten bei einer Geschwindigkeit von zehn Knoten 44 Prozent Treibstoff eingespart werden.
800.000 Dollar pro Jahr
Bei so niedrigen Geschwindigkeiten lassen sich Frachtschiffe allerdings nicht mehr rentabel betreiben. Bei 15 Knoten, einer realistischen Geschwindigkeit für Frachtschiffe beträgt die Treibstoffersparnis immer noch 15 Prozent. Beim aktuellen Schiffsdiesel-Preis von 450 Dollar pro Tonne könnte ein Schiff fast 800.000 Dollar im Jahr an Treibstoffkosten sparen. Zusätzlich würde die Schadstoffemission stark verringert. Die Studie «Zeigt das bedeutende Potenzial der Segelunterstützung, insbesondere wenn technologisch innovative Segeltypen verwendet werden.», folgert Tampier.
Für das Web ediert von Patrick Loewenstein
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