Large Engine – Leistungs- und Wirkungsgradsteigerung bei Emissionsreduktion in Großgasmotoren mit spezieller Betrachtung des Einsatzes von Sondergasen im motorischen Betrieb

Der Markt für hocheffiziente und dezentrale Energieerzeugungsanlagen auf der Basis von Großgasmotoren ist in den letzten Jahren stark gewachsen, insbesondere in Europa und Asien. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) erzeugen Strom und Wärme dezentral vor Ort und bieten dabei höchstmögliche Effizienz in der Energieumwandlung von über 90 Prozent bei minimaler Umweltbelastung. Experten schätzen das jährliche Marktwachstum bei Gasmotoren in der Leistungsklasse größer 5 MW / Motor auf mindestens 8 Prozent in den kommenden fünf Jahren, vor allem getrieben von der weltweit steigenden Energienachfrage sowie erhöhten Umwelt- und Klimaschutzanforderungen. In dieser Leistungsklasse ist aufgrund des hohen technischen und wirtschaftlichen Risikos weltweit nur eine sehr eingeschränkte Wettbewerberzahl potentiell in der Lage die Nachfrage zu decken. Diese Aspekte bildeten die Ausgangslage für die Projektidee zur Entwicklung eines neuartigen 20-Zylinder Gasmotors mit einem Leistungsziel von > 8 MW und signifikanten ökologischen und ökonomischen Zielvorgaben: • Steigerung des mechanischen und damit des elektrischen Wirkungsgrades • Steigerung der Gasflexibilität • Erhöhung von Leistungsdichte und Leistung im Sondergasbetrieb • Minimierung der Abgasemissionen Durch den Einsatz innovativer Konzepte ist der Antragsteller bestrebt, Anlagentechnik und Wirkungsgrad kontinuierlich zu verbessern sowie die spezifischen Kosten bei bestimmten Anwendungen (z.B. Fackelgas, Abgase der Stahlindustrie, Grubengas) weiter zu reduzieren. Die Optimierung und Weiterentwicklung innovativer Verbrennungstechnologien und der erstmalige Einsatz eines vergleichsweise schnell drehenden Motors in dieser Leistungsklasse spielen bei der Erreichung dieser Ziele eine entscheidende Rolle. Durch Erhöhung des effektiven Mitteldrucks wird die Leistungsdichte des Motors erhöht und die spezifischen Kosten und Emissionen weiter gesenkt. Primäres Projektziel ist die Nachweiserbringung auf prototypischen Prüfstandsanlagen, dass für einen schnell laufenden Großgasmotor im Sondergasbetrieb sowohl für die erzielbare Leistung als auch die Höhe des Gesamtwirkungsgrades bei gleichzeitiger Emissionsredukti-on ein Alleinstellungsmerkmal im Wettbewerb erreicht werden kann. Damit soll der Techno-logievorsprung der Projektpartner weiterhin in Österreich erhalten bleiben. Die Projektkonstellation wurde in Form einer Partnerschaft von renommierten österreichischen Institutionen gewählt, deren Expertise sowohl im Bereich der fortgeschrittenen Verbrennungs-technologien als auch im Bereich der Motorenkonstruktion und –simulation angesiedelt ist. Eine integrierte Produktentwicklung schafft für diesen neuartigen Gasmotor schlüsselfertige, flexible Lösungen für verschiedenste Anwendungen weltweit wie beispielsweise die energetische Nutzung von großen Gasmengen der Stahlerzeugungsindustrie, welche ansonsten nur nutzlos abgefackelt werden.