In 1897 demonstreerde Rudolf Diesel voor het eerst zijn verbrandingsmotor in Augsburg. Niemand kon toen bevroeden dat dit principe honderd jaar later 100.000 pk zou leveren in de machinekamer van een containerreus. De scheepsdieselmotor is sindsdien het kloppende hart van de wereldhandel. Bijna elk groot zeeschip heeft er een, maar het type, de brandstof en de configuratie verschillen enorm.
Hoe werkt een scheepsdieselmotor
Net als een auto-dieselmotor werkt een scheepsdiesel op het principe van zelfontsteking: brandstof wordt in de cilinder gespoten en ontbrandt door de hitte van sterk samengeperste lucht. Kenmerkend voor scheepsmotoren zijn de enorme afmetingen, het lage toerental en het gebruik van zware stookolie (HFO). Een grote tweetaktmotor draait op slechts 80 tot 100 omwentelingen per minuut, waardoor hij direct op de schroefas kan worden aangekoppeld zonder tussenliggend tandwielkast.
Drie hoofdtypen tegenover elkaar
| Kenmerk | Tweetakt (laagtoeren) | Viertakt (middeltoeren) | Dual-fuel LNG |
|---|---|---|---|
| Toerental | 80-130 rpm | 400-1.000 rpm | 80-500 rpm |
| Vermogensbereik | 5-80 MW | 0,5-20 MW | 1-80 MW |
| Typische toepassing | Grote containerschepen, bulkers | Ferry's, jachten, hulpmotor | LNG-carriers, ferries, RoRo |
| Belangrijkste fabrikanten | MAN Energy Solutions, WinGD | Wärtsilä, Caterpillar Marine | Wärtsilä, MAN |
| CO2 t.o.v. HFO | Referentie | Vergelijkbaar | -25 tot -30% |
| NOx-uitstoot | Hoog (regelgeving nodig) | Middel | -80 tot -90% |
De tweetaktmotor: ruwkracht voor oceaanvaart
Bij een tweetaktmotor valt elke omwenteling samen met een arbeidslag. Dat geeft theoretisch het dubbele vermogen bij dezelfde cilinderinhoud vergeleken met een viertakt. De bekendste fabrikant is MAN Energy Solutions, dat zijn dieselmotortechnologie deels terugvoert op het historische merk Burmeister & Wain (B&W). De absolute krachtpatser is de 14-cilinder Wärtsilä-Sulzer RTA96-C met een vermogen van 80 MW (108.800 pk). Dat is genoeg om een stad van 80.000 huishoudens van stroom te voorzien.
De viertaktmotor: flexibel en compact
Viertaktmotoren draaien sneller (400 tot 1.000 rpm) en zijn kleiner en lichter per kilowatt. Ze worden veel toegepast als hulpmotor voor stroomopwekking, in ferryschepen met meerdere motoren, of in jachten. Wärtsilä en Caterpillar Marine zijn hier de grote namen. Een enkel vermogensgetal: de Wärtsilä 32 viertakt levert tot 9.000 kW met een cilinderinhoud van 32 cm boring.
Dual-fuel en LNG: de transitiemotor
Strenge IMO-regelgeving dwingt de scheepvaart om de uitstoot terug te dringen. Dual-fuel motoren kunnen zowel op vloeibaar aardgas (LNG) als op conventionele diesel of HFO rijden. LNG stoot 25 tot 30 procent minder CO2 uit dan zware stookolie, en 80 tot 90 procent minder stikstofoxide (NOx). Dat maakt het interessant voor schepen die veel in de SECA-zones van de Noordzee en het Kanaal varen, waar strenge zwavelnormen gelden (maximaal 0,1 procent zwavel sinds 1 januari 2015). Wärtsilä en MAN bieden beide dual-fuel varianten aan.
Brandstof: van HFO tot methanol
Zware stookolie (HFO) is nog altijd de goedkoopste optie voor oceaanvaarders buiten emissiebeheerszones. Marine Diesel Oil (MDO) en Marine Gas Oil (MGO) zijn schonere, duurdere alternatieven die binnen SECA-gebieden verplicht zijn als er geen scrubber of LNG aanwezig is. Methanol wint terrein als toekomstvaste brandstof: schonere verbranding, lagere infra-investering dan LNG, al vergt het grotere tanks door de lagere energiedichtheid.
