Abgasnachbehandlung von MAN: NRMM-Grenzwerte unerreicht

Seit Oktober gilt in den USA die Abgasnorm EPA Tier 4 für Arbeitschiffe mit mehr als 600 kW Leistung. Deren Grenzwerte erreichen MAN-Motoren im Leistungsspektrum von 323 bis 1.213 Kilowatt nun mit einem modularen Abgasnachbehandlungssystem (AGN), erstmalig vorgestellt Anfang Dezember auf der International Workboat Show in New Orleans. Die ab 2019 beziehungsweise 2020 gültige europäische NRMM-Richtlinie ist damit aber noch nicht erfüllt.

„Mit dem AGN-System werden tatsächlich die Grenzwerte für Stickoxide und Partikelmasse der europäischen NRMM-Richtlinie erreicht“, erklärt Florian Schaffelhofer von MAN gegenüber Bonapart. Allerdings spielt für Neumotoren mit über 300 Kilowatt Leistung in Europa auch die Partikelanzahl (PN) eine Rolle. „Dafür ist ein Partikelfilter notwendig. Das in New Orleans vorgestellte System ist daher für den deutschen Markt nicht geeignet. Hier prüft MAN Engines aktuell Möglichkeiten, die sich wirtschaftlich abbilden lassen.“

Grenzwerte deutlich angezogen

Tier 4 sieht gegenüber Tier 3 eine Reduzierung der Stickoxide (NOx) um fast 68 Prozent auf 1,8 Gramm pro Kilowattstunde (g/kWh) sowie um fast 64 Prozent auf 0,04 g/kWh bei den Partikelemissionen nach Masse (PM) vor. Die europäische Richtlinie für Non-Road-Mobile-Machinery (NRMM) definiert einen identischen Stickoxid-Wert für Maschinen mit mehr als 300 Kilowatt Leistung. Auch die Grenzwerte für Kohlenwasserstoffe sind mit 0,19 g/kWh für Motoren mit mehr als 300 Kilowatt Leistung identisch. Der Grenzwert für Kohlenmonoxid von 3,5 g/kWh hat sich in der EU-Gesetzgebung seit ZKR II nicht mehr verändert.

Mit den Grenzwerten von 0,015 g/kWh für die Partikelmasse (PM) für Maschinen mit mehr als 300 Kilowatt Leistung sowie 0,1 g/kWh unterhalb von 300 Kilowatt Leistung käme das AGN-System nach Angaben von MAN also zurecht. Allerdings ist die Partikelanzahl auf eine Billion (1×10¹²) pro Kilowattstunde begrenzt. Daran scheitert das modulare System.

Gegenüber der aktuell auf dem Rhein für Neumaschinen gültigen Grenzwerte nach ZKR II hätte die Einführung von Tier 4 auf europäischen Binnengewässern eine Reduzierung der Stickoxide um 70 bis 83 Prozent bedeutet, bei den Partikelemissionen nach Masse wären es 80 Prozent weniger. Binnenschifffahrt und Motorenhersteller hatten darauf gehofft, die EU werde sich an den Vorgaben der US-Umweltbehörde orientieren, um einen einheitlichen Standard für einen gemeinsamen Markt zu schaffen. Es gibt die Befürchtung, dass Motorenhersteller für den kleinen europäischen Markt nicht gesondert entwickeln.

Unabhängig von der Kraftstoffqualität

Die nun von MAN vorgestellte Abgasnachbehandlung zur Erreichung der Tier-4-Grenzwerte besteht aus einem SCR-Katalysator, einem SCR-Mischer und einer Einheit für die luftlose Eindosierung der 32,5-prozentigen, wässrigen Harnstofflösung. Das kompakte, dank frei platzierbarer Komponenten flexible System sei grundsätzlich wartungsfrei. Da der Motor für günstige Kennfeldbereiche ausgelegt werden kann, senke es den Kraftstoffverbrauch.

MAN gibt an, dass die mit Vanadium beschichteten SCR-Katalysatoren unempfindlich gegenüber Schwefel sind. Das ermögliche den Betrieb in Ländern, wo nur Dieselkraftstoffe niedriger Qualität verfügbar sind. SCR-Systeme setzt MAN seit 2006 bei Lastwagen ein; das AGN-System gibt es seit 2015 für stationäre Maschinen. Feldversuche auf Arbeitsschiffen seien bereits abgeschlossen.