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Die Antriebstechnik der Schiffe - nach PetArt-Design

Wie schon gesagt: das auffälligste an der Stiftungsflotte sind neue Rümpfe und die weitgehende Verabschiedung der Dieselmotoren.

Es gibt mehrere gute Gründe dafür. Die Hauptgründe sind das Gewicht und das Volumen. Wir bekommen einfach nicht soviel Dieseltechnik ins Schiff um so schnell fahren zu können wie wir wollen.

Dann natürlich das daraus resultierende Konzept der Gasturbinen- und Waterjetanlage (GuD-Kraftwerke).

 Das Schema der Maschinenauslegung für die benötigte Leistung für bis 60 Knoten Fahrt, die auf um 150.000 kW ermittelt wurde bei einer Verdrängung des Schiffs um 14.000 Tonnen. Sie würden nach der Admiralitätsformel nicht reichen wenn nicht die Widerstandsreduktionen der Hydrodynamik und die Verlustleistungsreduzierung im System dazu träten.  

Das Schema der Antriebsanlage im Schiff verbunden mit der Wasserzuflussanordnung für die Waterjetanlage.  

Und das ganze Konzept im Schiff, hier am Beispiel des Ro-Ro Transporters 

oder im S.A.R. Schiff 

Dazu das Schema des Unterwasserschiffs. Die Erläuterung finden Sie  im Kapitel Hydrodynamik

Vergleichen wir das ganze noch einmal als Antriebsversion des PetArt-Designs und wie es aussähe würde man diese Leistung in Dieselkraft umsetzen.

PetArt-Design, Gasturbinen-Gensets mit Elektro-Fahrmotoren. Gesamtleistung mit 3 Hauptturbinen, 4 Hilfsturbinen und Abwärmeturbine mit Tiefkühlung im System zum verlustfreien Bus und getriebelosen Gensets (Hauptturbinen) ca. 169.600 kW, ohne Hilfsturbinenleistung 154.000 kW Marschleistung bei 95 % Gasturbinen-Nennleistung, also als Dauerleistung. Startzeit für Gasturbinen im Kaltstart um 5 Minuten, Hochfahrzeit für Gasturbinen auf Volllast im Kaltstart ca. 10 - max. 15 Minuten. Bei Fahrleistung ohne Hilfsturbinen  129.000 kW, mit Hilfsturbinen 144.600 kW Bunkerverbrauch bei ca. 0,190 - 0,195kg/h. je kW (Bio-Diesel, Havarieklasse 0, ersatzweise Marine-Diesel bis Wasserstoff, nachrüstbar ggf. auf Bunker-C-Option (neueste Technik)).) Anlagengewicht ca. 1.500 t. (Anm.: bei allen Treibstoffangaben geht es um Mittelwerte, da die einzelnen Motoren- und Turbinenverbräuche differieren zwischen 0,170 bis 0,195 kg(Diesel) und 0,180 kg bis 0,250 kg (Gasturbinen).

PetArt-Design, Diesel-Generatorsets mit Elektrofahrmotoren wie bei den Gasturbinen. Gesamtleistung mit 12 Hauptgensets (mit Untersetzungsgetrieben, je 12.500 kW) zu 150.000 kW  sowie 15.000 kW Abwärmeleistung, zusammen 165.000 kW Fahrleistung bei 100 % Motorleistung, dazu  2 Hilfssets (je 4.500 kW Systemverbrauch und Bordstrom).  Gesamtleistung  168.000 kW zum Bunkerverbrauch von ca.0,180 - 0.185 kg/h je kW (Bunker-C). Vier Motoren stehen in einer Bank nebeneinander. Anlagengewicht ca. 4.000 t.

Standard-Design des modernen Schiffs mit redundanter Doppelmotoranlage auf Schraube und Ruder als Verdränger/Doppelender. 2 Hauptmotoren mit Getriebe und Wellengenerator (14 Cyl., je 80.000 kW), mit Abwärmeturbine (15.000 kW), zusammen 175.000 kW Fahrleistung (100 % Motorleistung). Die zwei Hauptmotoren stehen nebeneinander, dazu 8 Hilfsmotor-Gensets (Eigenstromverbrauch der Anlage, dazu Bordstrom, je 4.500 kW), zusammen 36.000 kW Nebenverbrauch ohne Antriebswirkung. Gesamtleistung: 211.000 kW zum Bunkerverbrauch bei ca. 0,175 - 0,180 kg/h je kW (Bunker-C). Anlagengewicht  ca. 5.500 t.

Und selbst wenn man das akzeptieren würde was Sie hier sehen würde es nicht funktionieren können, denn bezogen auf die 14.000 Tonnen Verdrängung des S.A.R. Schiffs wiegt die Gasturbinenanlage mit Fahrmotoren ca. 1.500 t., die Dieselanlage ohne Fahrmotoren ca. 5.500 t. Das brächte eine Verdrängung von 18.500 t., und der verlorene Nutzraum müsste ebenfalls ersetzt werden, das Schiff müsste also ein gutes Stück größer werden, damit würde es noch einmal schwerer. Wenn man nun von 22.500 t. Verdrängung ausginge müsste dieses Mehr an Gewicht und Verdrängungsvolumen erneut mit mehr Leistung ausgeglichen werden, also noch ein Diesel rein, und dann begönne alles wieder von vorn.

Rechnen wir noch einmal zusammen (Bunkerpreisannahme 350 $ je Tonne Bunker C ohne Havarie-Zusatzversicherungsaufschlag und Zusatzhafengebühren für "schmutzige" Schiffe) = ca. 400 $ Bunker-C; gegenüber 400 $ je Tonne Biodiesel (kein Aethanol, kalt gewalzte Öle, eigene Produktion u.a., ohne Havarieversicherung und mit Gebührenrabatten für "saubere" Schiffe) = ca. 365 $ je Tonne Biodiesel als aktuelle Schätzung):

Bei optierten 60 Knoten verbraucht das PetArt-Design ca. bis 169.600 kW gesamt, bunkerwirksam  144.600 kW bei einem Bunkermittelverbrauchswert von 28,197 t/h bei einer projektierten Verdrängung von 14.000 t.  Tageswerte: 676,728 t/tg bei einem Etmal von 1.440 Sm. zu einem Verbrauch von 0,469 t. je Seemeile. Kosten:  171,18 $ je Seemeile.

Die Dieselvariante verbraucht  ca. 168.000 kW bunkerwirksam bei 165.000 kW Fahrleistung bei einem Bunkermittelverbrauch von 31,080 t/h bei einer Verdrängung von ca. 20.000 t. Damit kann eine Geschwindigkeit um 45 Knoten max. erreicht werden. Tageswerte: 745,290 t/tg  bei einem Etmal von ca. 1080 Sm. zu einem Verbrauch von 0,690 t. je Seemeile. Kosten: 276,0 $ je Seemeile

Die Standardvariante verbraucht ca. 211.000 kW bunkerwirksam bei 175.000 kW Fahrleistung bei einem Bunkermittelverbrauch von 37,980 t/h bei einer Verdrängung um 22.000 t. Damit kann eine Geschwindigkeit um  40 kn max. erreicht werden. Tageswerte: 911,52 t/tg bei einem Etmal von 960 Sm. zu einem Verbrauch von 0,949 t. je Seemeile. Kosten: 379,60 $ je Semeile.

Berechnen wir dazu eine Jahresfahrleistung von 300 Tagen bei 25 Knoten = 180.000 Seemeilen für jedes Schiff  ergibt sich folgender Verbrauch und Kosten:

PetArt-Design Gasturbinen:    84.420 t. Bunker zu 30.812.400,00 $ Kosten. Einsparung in Summe: 37.515.600 $

Sonderoption: wird bei einem Mittel von 25 kn. mit 2 Waterjets als Gen-Sets gefahren für ein Volumen von 50 % Fahrzeit und einer Fahrstromgenerierung in Bunkerverbrauchsreduktion um 70 % ergibt sich folgender neuer Wert:  54.873 t. Bunker zu   9.393.160,14 $ Kosten. Einsparung in Summe: 58.934.840 $.

PetArt-Design Dieselmotoren: 124.200 t. Bunker zu 49.680.000,00 $ Kosten.  Einsparung in Summe: 18.648.000 $

Standard-Dieselmotor:   170.820 t. Bunker zu  68.328.000 $ Kosten.  Einsparung in Summe:  0 $

Gasturbinen-Gensets sind teuer. Die Hauptturbinen kosten ca. mind. 15 Mio $, die Hilfsturbinen ca. 1 Mio $.  Die Großdiesel der Standardversion kosten ca. 7 Mio $, die Hilfs-Gensets um 300-400.000 $. Die Motorausstattung beim Standarddesign (nur Motoren) liegt bei ca. 15,8 Mio $, beim PetArt-Dieseldesign bei ca. 5 Mio $ und beim PetArt-Gasturbinendesign bei ca. 49 Mio $. Bei der maximalen Einsparvariante des Gasturbinendesigns ist diese Mehrinvestition bereits in weniger als einem Jahr wieder hereingefahren. Die Betriebszeit der Schiffe kann man mit mind. 15 Jahren ansetzen.

Rechnen wir also aufgerundet 14 Jahre Kostendifferenz:

Standard-Dieselversion (Nullwert):    2.391.480 t. Bunker-C zu  956.592.000 $ Kosten.

PetArt-Design Dieselversion:   1.738.800 t. Bunker-C zu  695.520.000 $ Kosten.

PetArt-Design Gasturbine:      1.181.880 t. Biodiesel zu   431.373.600 $ Kosten.

PetArt-Design Gasturbine Sparversion:   768.222 t. Biodiesel  zu  131,504.240 $ Kosten.

Maximale Einsparung: 1.623.258 t. Kraftstoff zu  825.087.760 $ Kosten.  Berechnet man die Baukosten eines S.A.R.Schiffs incl. Hubschraubern (ca. 40 Mio € das Stück), Tochterbooten und Spezialausrüstung u.s.w. mit 400 Mio $, hat man allein aus dem Treibstoffposten zwei Neubauten heraus und kann sich noch ein Mittagessen leisten. Bei der Standard-Dieselversion hat man keinen Ertrag und muss zu zusätzlichen Zinskosten die Ersatzbaukosten kreditieren. Aber das ist noch nicht alles. Es werden die NOX- und CO2-Emissionen von 2.391.480 t. Bunker-C zu 100 % eingespart und durch klimaneutrale Abgase ersetzt je Schiff, wenn Biodiesel verwendet wird.

Ich kenne Leute, die das in keiner Weise freuen wird weil sie um ihren Markt fürchten. Den technischen Fortschritt hat das noch nie angehalten. Die Aufstände der Weber gegen die mechanischen Webstühle waren ebenso erfolglos wie die Proteste der Pferdekutschenbauer gegen das Auto. Alles hat seine Epoche, und derzeit geht die Epoche des fossilen Erdölverbrauchs als Brennstoff zu ende. Ganz besonders nach der Entscheidung der Präsidenten der USA, Barak Obama, als Konsequenz aus dem Desaster B/ Oilspill Golf, nun verstärkt als Alternativen übergehen zu müssen samt Teilmoratorium für Tiefseebohrungen, also der Erschließung der letzten Reserven. Der Markt der Alternativen Brennstoffe ist derzeit ebenfalls noch ein teils desaströses Problem, das zeigen die Bereiche: Das Palmölproblem und das Aethanol-Problem. Im ersten Falle die gewaltigen Umweltschäden, im zweiten Falle der geringe Nutzen samt Monokulturwirtschaft in der Aethanolproduktion durch die Energieaufwände des Raffinadeprozesses, was Aethanole zudem ebenfalls teuer macht. Vergleichbares gilt für Wasserstoffgas wenn es wie bisher aus der Extraktion aus fossilen Stoffen wie Erdöl und Erdgas gewonnen wird. Es gibt jedoch lebensmittelkonkurrenzfreie Ersatzoptionen, die zugleich auch entwicklungspolitisch von hoher Grundsatzbedeutung sind, da ja die Flächen für solche Ersatzstoffe so oder so immer begrenzt sein werden. Es gibt Option von Nutzpflanzen, die in arider Umgebung, dort in Mischlulturen mit Lebenmittelplanzen zur Erschließung bzw. Erweiterung von Ackerbau- und Wirtschaftsflächen nutzbar sind. Bedroht allerdings von der Erderwärmung, sollte diese zunehmen. Algen sind nutzbar, die Forschung ist aktiv. Es geht inzwischen primär um die Nutzenerschließung. Neue Fermentierungsverfahren zur Nutzung von Zellulose (Müllverwertung, Altholzverwertung u.s.w.) sind leistungsfähig geworden. Hier steht die Marktbegründung und - erschließung erst am Anfang. Vergleichbares gilt für die Erzeugung von Wasserstoffgas aus Wasser. Siehe das Containerschiffsprojekt.

Noch ein Wort zur Technologieentwicklung. Nicht erst die neueste Forschung stelle Brennereinheiten für Gasturbinen zur Verfügung, die auch Schweröl verarbeiten können, vgl. Frachter "John Sergeant" 1956. Wenn Schweröl gasturbinenfähig ist, oder umgekehrt die Gasturbinentechnik schwerölfähig ist, kann ohne weiteres auch kaltgeschlagenes Bioöl "Salatöl" verwendet werden. Die technische Verbrennungsvorbereitung ist nahezu identisch. Damit entfällt der technisch komplexe und energieaufwändige Vorgang der Erstellung von Industrieestern für Aethanole, es genügt kalt gewalztes Industrieöl ohne Lebensmittelqualität, aber in der toxischen und Gefahrenklasse der Lebensmittel verbleibend. Es hat das zusätzliche Problem der Verschleimung und bakteriologischen Fäulnisbefalls, aber das ist behandelbar und wie die Fortschung inzwischen insbesondere der Universität Hohenheim auch chemisch lösbar ohne weitere aufwändige Zetrifugierung, ohne als Treibstoff hoher Güteklasse zu leiden. Das kann in Schwellenländern insbesondere ohne besondere Großinvestitionen und Probleme, also in Mikrowirtschaft betrieben umgesetzt werden und in den Industriestaaten sowieso, auch ohne besondere Übernutzung von Lebensmittelböden, da ölrelevante Bio- und Zellulosemasse jeder Art nutzbar ist. Hier erschließt sich ein neuer Markt, der den alten schlicht verrängen und austauschen wird.  Fossile Kohlenwasserstoffe sind viel zu wertvoll um sie zu verbrennen, sie werden als Industrierohstoff viel dringender benötigt. Wie der Systemvergleich zeigt werden die Dieselmotoren aus einem weiteren Grund untergehen in erheblichen Bereichen, wohl gänzlich auf Dauer im Schiffbaubereich der Großmotoren. Sie haben die Größe erreicht das die Torsionsbewegungen der Schiffe im Motorblock messbar werden, was zur Unterschreitung der technischen Lauftoleranzen ebenso führt wir zu Haarrissen im Material. Dann hat ein solcher Motor nur noch Schrottwert. Hinzu kommen sein Raumverbrauch und sein Gewicht. Beides Massen die Geld kosten und real nichts einbringen. Der Aufwand, den Motor selbst unterzubringen und sein Eigengewicht vorantreiben zu müssen überschreitet die Grenze der Wirtschaftlichkeit, wenn es andere Systeme gibt, die kleiner, leichter sind und dennoch die gleich Energieleistung erzeugen können, die also effizienter, und gar damit noch "schneller" sind als der Motor. Gerade im Hause MAN mag man das beklagen, aber man hat ja auch gut verdient und irgendwann ist alles zu ende. Man muss sich rechtzeitig umstellen und anpassen.

Bisher bestehen folgende Bedenken gegen Gasturbinen:

Die Frage der Treibstoffqualität und Qualitätskonstanz. Diese ist bei Bunker-C und "Billigdiesel" nicht ausreichend gegeben. Daher sind Kerosin oder zumindest Marinediesel die bisherigen Vorgaben. Dieselmotoren sind hier weniger empfindlich und anspruchsvoll.

Der Treibstoffverbrauch je kW/h. Er lag bei den frühen Gasturbinentypen bei 0,250 - 0,300 kg/h kW gegenüber Dieselmotoren mit damals 0,190 - 0,230 kg/h kW.  Seit den Preissteigerungen der Ölkrise 1972 waren die Preise explodiert und Gasturbinen deutlich zu teuer. Es kam der Durchbruch für den Dieselmotor und billiges steuerlich gefördertes Schweröl, das bis heute bestimmend ist.

Der höhere Preis für eine Gasturbine gegenüber einem Dieselmotor als Investition.

Der Wirkungsgrad einer Gasturbine und dessen abfallende Lastkurve bei Betrieb unter 50 % Nennlast, also bei langsameren Geschwindigkeiten, wenn eine Gasturbine als konventioneller Antrieb mit Untersetzungsgetriebe und Propeller benutzt wird. Ferner die fehlende Umsteuerbarkeit in der Laufrichtung, also von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt. Es muss ein teurerer Verstellpropeller benutzt werden.

De fehlende Wirkungsgrad im Niederlastbereich bedingt die Zuschaltung von Dieselmotoren für die Langsamfahrt. Gasturbinen gelten daher als Zusatz- und "Booster"-Antriebe für hohe Geschwindigkeiten, die in der Handelsschifffahrt wegen der Treibstoffkosten in der Regel nicht gefahren werden und der Marine vorbehalten bleiben.

Korrosionsprobleme in der Turbine durch die salzhaltige und feuchte Umgebungsluft. Dieselmotoren sind hier weniger anfällig.

Der höhere NOX-Ausstoß bei Gasturbinen gegenüber Dieselmotoren und die neuen Abgasnormen.

Das "oben Cycle" Prinzip der Gasturbinen als Aeroderivate in deren Leichtbauweise gegenüber einem reversiblen geschlossenen Kreisprozess (vgl. Dampfkraftwerk)  und die daraus höhere Verschleißanfälligkeit durch höhere Drücke und Temperaturen  in der Brennkammer, ungünstiger daraus für Kombibetrieb (GuD) (2/3 elektrische Leistung Gasturbine, 1/3 Dampfprozess). Verbunden mit den Treibstoffkosten.

Die Ringbrennkammer als bisweilen störanfälliges Problem, nicht multifunktional für alle Brennstoffe gleichzeitig  parallel verwendbar.

Was spricht für die Gasturbinen?

Der Treibstoffverbrauch bei modernen Gasturbinen neuer Generationen wurde bis auf um 0,180 kG/h/kW gesenkt, der großer Schiffsdiesel auf 0,172 kg/h/kW (Standardmotoren 0,180 - 0,190 kg/h/kW).

Die Frage der Treibstoffqualität und Konsistenz ist damit beantwortet, dass neuerdings wieder Schwerölbrenner ins Programm gehen einerseits und bei Biokraftstoffen in Normqualität die stabile Konsistenz wie bei Kerosin und Marinediesel ebenfalls generierbar ist.

Der Treibstoffpreis für fossile Dieselöle wird weiter steigen in allen Klassen, die Ressourcen nähern sich in überschaubarer Zeit dem wirtschaftlichen Nutzungsende als Treibstoff. Das gilt nicht für Biokraftstoff aus sich selbst erneuernden Quellen (oder nachfragebedingt nur bedingt).

Das Wirkungsgradproblem. Gasturbinen sind nicht optimal im Betrieb als Direktantrieb für Propellerantriebe. Ihr Nutzen liegt im Antrieb für Elektrogeneratoren, die mit Standardlast im wirtschaftlichen und Leistungsoptimalbereich gefahren werden. Als GuD-Anlage ergeben sie Anlagen mit dem derzeit höchstmöglichen thermisch-elektrischen Wirkungsgrad von ca. 60 % und inzwischen mehr.  Die moderne spannungs- und phasengesteuerte Elektrotechnik erlaubt den Gleitbetrieb der elektrischen Fahrmotoreinheiten über jede Fahrstufe mit einem höheren Anzugsdrehmoment als ein Dieselmotor. Der Wirkungsgrad bei geringen Geschwindigkeitsfahrstufen liegt damit deutlich über dem des Dieselmotors während die Gasturbine im optimalen Wirkungsgrad durchläuft. Der Leistungsverlust durch Fahrstufenwechsel in laufenden Betrieb als Lastverlust ist systemimanent und damit unbeachtlich, er kann dann auch in aktuellen Pufferspeichern zwischengeladen werden. Die Blockbildung  und Aufteilung in Kraftwerksblöcke verschiedener Treibstoffverbräuche reduziert zu überschau- und vertretbaren Investitionskosten den Treibstoffverbrauch immens.

NOX- und CO2 Abgase sowie Abgasnormen. Diese verhalten sich bei Betrieb mit Biokraftstoff klimaneutral.

Das "open Cycle" Problem. Es gibt solche Turbinen auch in Schwerbauweise, die hier problemresistenter sind. Die Hersteller geben vor ernsthaften Verschleißproblemen und Austausch der Heißteile eine Betriebsstundenleistung von 50.000 Stunden an. Umgesetzt auf ein Schiff mit 300 Seetagen je Jahr ergibt das eine Fahrleistung von 6,9 Jahren. Der Austausch der Heißteile kommt einer Neubeschaffung gleich. Dieses gilt für den Betrieb ohne Water-Oversprayanlage und anderer systemintern kühlender Schritte wie Keramik-Coatings, die den Laufzeitzyklus erweitern. Bei der o.g. Kostenstruktur sind die Kosten für den Austausch der Anlage einmal innerhalb der Schiffsnutzungsdauer (15 Jahre) oder Sondernutzungsdauer (bis 25 Jahre, dann 2 x Austausch) schon durch den Fortfall der Kosten für den Beschaffungsaufwand und Treibstoffverbrauch der Hilfsanlagen und die Schmierkreisläufe (bis 6 Spezialöle zu Kosten bis 10 $ je Liter) für einen Großdieselmotor gegenfinanziert. Mit der Lastverteilung auf mehrere Blöcke verringert sich die Nutzungsdauer der einzelnen Blöcke erheblich. Da in unserem System die teuren Hauptturbinen ca. in bis lediglich 50 % der Jahresfahrleistung benötigt werden und das redundant bei einer Maximalleistungsoption von 1/3 Jahresfahrleistung (100 Seetage) ergibt sich eine Standzeit der einzelnen Turbine bis 20 Jahre vor Heißsteilaustausch. Bis dahin ist die Turbine veraltet in jedem Falle. Das gilt auch für einen Dieselmotor.

Die Ringbrennkammer ist systzemimanent, aber in beständiger optimierender Fortentwicklung. Sie kann ausgewechselt werden.

Preis-Leistungsverhältnis: Gasturbinen bleiben als Investition teurer als Dieselmotoren. Kompensation erfolgt durch das Energie-Leistungs-Nutzenverhältnis wie o.g. vorgerechnet aus geringerem Gewicht und Platzbedarf sowie geringerem Gewicht der Restanlagen (hier 1.500 t. zu 5.550 t.) für eine Dieselmotoranlage gleicher Leistung in kW. Zu sehen sind die Mehrkosten für den zu umbauenden Raum im Schiffskasko und den Mehrbedarf an Treibstoff zum Eigentransport der Zusatzgewichte des umbauten Raums (Kasko) wie der Motoranlage selbst als Differenzwert hier zu ca. mind. 6.000 t. Gewicht. Rechnet man das gegeneinander für die Nutzzeit auf ist die Gasturbine billiger als die Dieselanlage.

Da die Weiterentwicklung der Gasturbinen für die zivile Schifffahrt damit seit 1972 weitgehend zum Stillstand kam und ihren Fortgang im Bereich Marineanlagen und GuD-Kraftwerksanlagen nahm sind die dort bestehenden Fortentwicklungen zu portieren.

Die ebenfalls seither unbeachtete neue Hochtemperatur-Supraleitertechnik und die Kryogas-Tiefkühlung der Motoren und Generatoren ist in der Gesamt-Systemleistungsbilanz ebenso unberücksichtigt wie die Parmanentmagnetmotortechnik, die Waterjet-Propulsion und die getriebelose Drehzahlanpassung der Turbinen als Langsamläufer mit 3.600 Umdrehungen/min als optimierte Gen-Set Turbinen gegenüber den bisherigen Schnelläufern (bis ca. 11.000 Umdrehungen/min) mit Untersetzungsgetriebe auf die Generator- und Propellerwelle. Wenn schon eine Standard-GuD Anlage auf einen elektrothermischen Wirkungsgrad von ca. 60 % kommen kann sollte die Steigerung der Systemleistung auf 80 % und mehr kein Problem darstellen zumal der Wirkungsgrad moderner Gasturbinen ebenfalls auf bis 45 % gesteigert wurde. Rechnet man die Gewichts- und hydrodynamischen Optionen hinzu ist dazu eine Dieselmotoranlage dazu nicht mehr konkurrenzfähig.

Mittelwerte Aeroderivate Gasturbinen gegen Dieselmotor: 5 mal höhere Leistungsdichte, 1/3 des Platzbedarfs 1/3 NOX des Dieselmotors.

Weiter bestehende Probleme:

Korrosionsprobleme durch salzhaltige und feuchte Umgebungsluft bestehen weiterhin, wenn man die Zuluft unbearbeitet ansaugt wie bei den Anlagen der ersten Generationen. Es ist eine Frage der Zuluftaufbereitung in Eingang, diese Probleme zu minimieren, da eine Schiffsgasturbine insoweit ein geschlossenes System zwischen Zulufteingang und Brennkammer ist, z.B. Durch gezielte Schritte im Zuluftstrang wie Luftvorwärmung (und Trocknung damit untrennbar verbunden) im GuD-Kreislauf (Abwärme-Heizkreislauf) und damit verbundenen Ausfällungen und Abscheidern samt moderner Oberflächenvergütungen der Turbinen selbst (Coating, Klasse für Water-Overspray) reduziert sich auch das Problem deutlich. Siehe die Weiterentwicklungen der Flugzeugturbinen, die diesen Angriffskräften offen ausgesetzt sind z.B. beim interkontinentalen Flugbetrieb über See.

Der Leistungsabfall der Gasturbine bei steigender Außentemperatur von 0,5 - 1 % je °C der ISO-Leistung (vgl. Feuchtekugeltemperatur).  Da man vom Aufbau der Zuluftanlage eine Schiffsturbine mit einer stationären Anlage vergleichen kann auch wenn hier statt einer stationären Schwerbauturbine (mit höherem Luftdurchsatz) eine Leichtbau Aeroderivatturbine zum Ansatz kommt,  bedingt der Schornsterinschacht und ggf. Zusatzführung der Zuluft Raum für den Einbau diverser Hilfsanlagen. Hierfür sind z.B- Sprüh-, Riesel- und Verdunsterkühler im Angebot. Damit lassen sich auch bei Normaltemperaturen Leistungssteigerungen bewirken. Seit 5 Jahren ist dieses Problem im verstärkten Focus der Entwicklung.

Weiteres Problem: zu niedrige Abgastemperaturen für den GuD-Betrieb der Aeroderivatturbinen für Hochdruck-Frisch(Heiß)dampf. Typische Abgastemperaturen der vorgesehenen Turbinen liegen bei 460 ° C, bei stationären Anlagen bis 590 °C.  Der Standard ist die Erzeugung von überhitztem Heißdanpf mit einer Temperatur von > 500 °C. Hier kann mit Zwischenüberhitzung des Nassdampfs gearbeitet werden (Nutzung der Rauchgasenthalpie, Gegenstromüberhitzung) z.B. , wie sie die vorgesehene Kesselanlage enthält. Wichtig ist auch der Betriebsdruck und die Dampfleistung/ in t/h. Es gibt ebenfalls Systeme mit Heißdampf von 450 °C und Überhitzer,  Die Temperatur von Dieselmotorabgasen liegt bei max. 380 °C für deren Abwärmenachnutzung. Die Kesselanlagen werden individuell angepasst angefertigt. Es kann sein dass mehr Abgase produziert werden als die Kessel aufnehmen können. Diese Mengen können anderswo in externe weitere Wärmetauscherkreise eingespeist werden für die Treibstoffaufbereitung, Tank- und allgemeine Bordheizung, Bordwandheizung/Enteisungsanlagen u.a.m. Das ist ein zusätzlicher treibstoffkostenfreier Vorteil.

Den Bedenkenträgern und "Besitzstandswahrern" stehen die Leute gegenüber, die damit viel neues Geld verdienen werden und die alten verdrängen, denn Bunker-C ist endlich. Sobald nach Ende der Wirtschaftskrise der Preis je Tonne Bunker-C wieder bei 750 $ liegen wird wie vor der Krise mit weiter steigender Tendenz einerseits und Lieferprobleme entstehen andererseits passiert folgendes: wegen zu hoher Preise ggf. wird man auf dem Öl sitzen bleiben müssen und die nächste Wirtschaftskrise einleiten andererseits, bis zum Zusammenbruch des Marktgeschehens andererseits. Dieses wird durch gangbare billigere Alternativen aufgefangen werden müssen. Das regelt der Markt von ganz allein. Gegen technisch gut umsetzbare auf niedrigen Level preisstabile Bioersatzstoffe aus sich regenerierenden Quellen hat Bunker-C schon in naher Zukunft keine Chance  mehr. Die Dieselmotorhersteller können die Motoren umrüsten. Sie wird es also länger geben da der Austausch der Welthandelsflotte schon finanztechnisch ein Jahrhundertvorhaben ist. Wir machen hier lediglich einen konkreten Anfang und wir werden als Stiftung in der Lage sein, Marktreife für Serienprodukte auf unsere Kosten herzustellen als Auftraggeber. Wer da zu spät kommt den bestraft das Leben. Die o.g. Zahlen sind eine grobe Hochrechnung als verfügbaren Marktdaten. Ich billige ihnen eine Fehlertoleranz um 20 % durchaus zu. Aber auch dann ist die Sache klar.

Die Stiftung begründet hier also ein neues System und daraus Marktgeschehen, und sie hat die Macht Kraft Masse als Auftraggeber, das auch umzusetzen und die Richtung zu weisen.

Darum verabschieden wir den Dieselmotor an Bord unserer Schiffe. Seine Zeit geht zu ende. Er ruhe in Frieden. Die Zukunft gehört dem Full-Elektrosystem derzeit. Dessen Austausch gegen besseres vorbehalten.

Unsere Standardanlage besteht aus drei Gasturbinen bis je ca. 40-45.000 kW elektrische Leistung (Favorisiert derzeit GE LM6000 (PG/PH)  (NOX 15 ppm) Wirkungsgrad 42,7 %  (52-55 % andere Quelle), ggf. STIG (Dampfinjektion), weltweit 735 Turbinen mit 16 Mio. Laufstunden (Mittel 21.000 je Turbine) zur Zuverlässigkeit  99 %);  4 Hilfsgasturbinen zu je ca. 3.900 bis 4.800 kW; einem Hochdruck-Heißdampf-Wärmetauscher ( 2 Kessel) entsprechender Leistung mit ggf. Überhitzer, mit je 2 Zügen und einem Hilfsbrennerzug biodieselgefeuert als Ersatzdampferzeuger und SOLAS-Notantrieb ("take me home"), einer mind. zweistufigen Abdampfturbine von ca. 25.000 kW samt Kondensator und Speisewasseraufbereitung; den Generatoren und der Umrichteranlage zur Spannungs- und Phasensteuerung. Die Fahrmotoren und Generatoren sind als integrierte Jet-Anlagen konzipiert auf der Basis von Permanentmagnetelektromotoren. Dazu kommt ein Hochtemperatur-Supraleiter-Strombus. Die neuen Versionen (Siemens HTS) sind Standardkabel mit einem inneren Hohlrohr, das mit Stickstoff geflutet wird auf - 160 ° C Kühlstufe. Die Generatoren und Fahrmotoren erhalten eine Kryo-Tiefkühlanlage mit flüssigem Neongas auf -260 ° C Kühlstufe als geschlossener Umlaufkreis. Diese Technik hat das Labor verlassen und ist nutzungsreif. Damit liegt die Stromverlustleistung nahe Null.

Da die Anlage modular aufgebaut ist in Kraftwerksblöcken, die auf dem Strombus zusammengeschaltet werden, kann mit den jeweiligen Fahrstufen-Blockguppen entsprechenden  jeweils minimalsten Bunkerverbräuchen gefahren werden. Da die Generatoranlagen Anlagen dabei auch bei Maximalauslegung im Bereich von 95 % Dauerleistung laufen kann Dauerhöchstfahrt praktisch unbegrenzt durchgefahren werden bis die Bunker leer sind. Aufgrund des Keramik-Coatings der Tanks kann Wasser wie Treibstoff im gleichen Tank gefahren werden, vor dem Neubunkern ist nur eine Spülung ggf. mit fettlösendem Spülmittel erforderlich wie das Trockenheizen mit der abgasbetriebenen Tankheizanlage. Notfalls kann auch noch gefegt und gesaugt werden wenn noch etwas drin liegt. Damit behält das Schiff immer seinen idealen Soll-Tiefgang samt maximaler Stabilität auch mit leer gefahrenen Treibstoffbunkern. Sie werden mit Ballastwasser aufgefüllt.

Ausgang der Entwicklung sind Waterjets  (1)  wie diese, ebenfalls modifizierte Kaplan-S Turbinen, die als Pumpen , also in umgekehrter Richtung arbeiten. Dazu  Fahrmotoranlagen nach dem Prinzip der (Hohlwellenanlage Van der Velden) (EPS-Thruster) ebenso Seajet Rimjet  (Rimjet 2)  (Jet Propulsion Device)  (Brunvoll RIM)   vorgesehen. Weitere Basis Grossmotoren wie diese von ABB  (2)  (3)  (4)  Dazu drei Pumpjets trianguliert für die 3-D Steuerung, die auf einen Joystick im Fahrtmanagementsystem zusammengeschaltet wie einzeln gesteuert wwerden können je nach Bedarf. Die Pumpjets dienen zugleich als Manöverantriebe und "take me home" Reserveanlage, von denen jeder das Schiff mit um 4 Knoten nach Hause fahren kann.

Der Hohlwellenmotor als Antrieb ist neu, eingeführt zunächst als Elektro-Außenborder für Yachten, dann als RIM-System von Rolls Royce aufgenommen und als Bugstrahlruder im Testbetrieb eingesetzt, ferner auf einem Fischereifahrzeig als Hauptantrieb in Dänemark erfolgreich getestet. Auf klassichen Dieselschiffen ist seine Verwendung eher begrenzt. Daher wurde das Konzept von der US.Navy für die neuen Programme der Full-Elektroschiffe mit Waterjets in die Weiterentwicklung von Rolls Royce und deren Partnern übernommen. Im Zivilmarkt sind sie in Holland weiter im Angebot vor allem als Bugstrahlruder. Ein weiterer großtechnischer Anwendungsbereich ist die Kraftwerkstechnik, siehe das Prinzip der Kaplan-Rohrturbine, als Weiterentwicklung die Straflo-Turbine   (Kraftwerk Annapolis)   für Laufwasserkraftwerke. Verbunden mit dem Laufrad der Francis-Turbine ergibt sich das Grundsystem der Waterjetanlage. Weitere neue Projekte befinden sich im Bereich der Gezeitenkraftwerke. Siehe dazu Projekte wie die (OpenHydro 2) oder die   Rotech-Turbinen von Eon-Avacon  als Ausriss.

Grundlage der Auslegung der Gezeitenturbinen ist die Strömungsgeschwindigkeit der Gezeiten, die bei 2 - 2,5 m/sek gemittelt ist. Darauf sind diese Anlagen ausgelegt. Niedrigere Geschwindigkeiten sind unökonomisch. höhere können die Anlagen - die empfindlichen Großblattpropeller - zerlegen.  Diese Anlagen entsprechen im Aufbau ja den Windrardanlagen über Wasser mit Großflügelrotoren (Seaflow-System), das bei einer vielfachen Leistung wegen der höheren Fluiddichte des Wasser liegt als Windkraftanlagen. Das wären 9.000 Meter = 9.000 Kubikmeter Stundendurchfluss (Durchmesser 1 m) als Rohr.  Löschmonitore der Firefighterklasse 1 haben einen Durchfluss von 2.000 Kubikmeter (Tonnen) je Stunde. Bei einem Durchmesser von 1,8 m haben die Waterjets  ca. 25.200 Kubikmeter die Stunde bei 4,8 Knoten Strömungsgeschwindigkeit als Systembelastungswert. Die Erprobungsanlage von Seaflow mit einem zweiflügligen Rotor von ca. 6 Meter Durchmesser liefert ca. 300 kW Leistung. Neue Systeme sollen bis 1,2 MW liefern. Die Fahrmotoren in Generatorschaltung können bis ca. 31 MW abgeben. Damit liegt die Antriebsleistung im Bereich ein Talsperrenanlage nach Leistungsabgabe wie Wasserdurchflussmenge durch die Turbinen zwischen Ober- und Unterwasser mit einer hohen Generatorleistung schon bei langsamer Fahrt.  Noch eine Zahl: Eine Strömungsgeschwindigkeit von 8 Knoten im Wasser, dass die 832-fache Dichte von Luft hat, erbringt eine Turbinenleistung, für die bei einer Windkraftanlage eine Windgeschwindigkeit von ca. 390 km/h (209 kn) erforderlich wäre. Also ein Hypercan.

Noch einmal die Grundfunktion der Waterjets und Pumpjets.

Das Hohlwellenmotorsystem des PetArt-Designs besteht aus einem Stator mit Wicklung und Kryogaskühlung und einem zweiten Reserve-Wasserkühlkreislauf  auf der Basis der Industrie-Großmotoren entsprechender Leistungsklassen, siehe das Beispiel der Motoren von ABB. Die innere Abschirmung besteht aus einem druckfesten Panzerrohr, welches das Magnetfeld nicht beeinträchtigen soll. In ihm läuft wie bei den Straflo-Turbinen der Rotor als mit den Permanetmagneten belegter Ring, der zugleich das Turbinenrad aufnimmt. Da das System für einen hohen Durchflussdruck auszulegen ist lasse ich die Frage der Lagerung noch offen, es gibt mehrere Varianten die zu testen sind, wir werden die bessere benutzen. Da das System auch im Gezeitenkraftwerksbereich mit einem Raddurchmesser von 6 Metern nun über Jahre arbeitet im Kraftwerk von Annapolis wie in anderen in Europa kann man davon ausgehen, dass die weitere Einbindung in Hochleistungsanlagen eine Frage der Adaption und nicht die Frage ist, ob es geht oder nicht. Waterjets werden derzeit für schnelle Schiffe eingesetzt, Fast-Speed Fähren vor allem, und sie haben sich dort gut bewährt bisher. Sie erfüllen als Basistechnologie also die Bedingungen wie sie dieses Projekt benötigt. Die Anlagen sind wie es Elektromotoren eigen ist im Prinzip sehr einfach, denn sie haben nur ein drehendes Teil, den Rotor. Der Rest ist Metall und Elektrotechnik. Das kommt den Anforderungren sehr entgegen, eine kompakte Technik mit nur wenigen mechanischen beweglichen Teilen zu haben, die auf der Fahrt klemmen, ausfallen und sonstwie Ärger machen können. Zum Rest gibt es die mehrfache Redundanz im System, um Notrfalls mit dem Notantrieb den nächsten Hafen erreichen zu können. Der Ausfall einer Anlage wird also verkraftbar sein. Auch wenn zwei ausfallen kann das Schiff weiter fahren. Es muss hier auch nichts neu erfunden werden denn alles ist bereits da. Neu ist nur, diese Technik konsequent als Hauptantrieb in dieser Komplexität und Konfiguration anzuwenden und das Schiff praktisch neu und auf die daraus resultierenden Möglichkeiten abgestimmt aufzubauen. Aber ich gebe ja zu, das ist eine neue Sache aus meiner Ueheberschaft. Sonst könnte ich es bereits fertig einkaufen. Eine Rolle spielt dabei dass, die Seewirtsachaft sich festgelegt hat, die Dieseltechnik zur "Leittechnik" zu machen und andere Möglichkeiten achteraus segeln zu lassen als "vorhanden, aber nicht relevant". Bei den militärischen Überlegungen stehen andere Fragen als die Wirtschaftlichkeit und Effizienz ium Vordegrund, denn sie hat ein ganz anderes Problem vorrangig zu lösen: die Geräuschkulisse und das Wärmeprofil. Wasser macht nun einmal Lärm wenn es in Bewegung ist. Dazu kommt der Lärm der Maschinen. Schiffe die im Radar verschwinden darf man auch nicht hören. Das ist eine Frage auf Leben und Tod. Dass die Technik funktioniert weiß man seit Jahren, die Gasturbine ist Standardtechnik im Marinreinsatz. Wir müssen dieses Problem nicht lösen. Ich erwähne das, weil es bei der Durchsicht und Bewertung neuer Konzepte in einem mit gutem Grund vorsichtigem Bereich, der alspo "konservativ" denkt, selbstverständlich ist sich die folgenden Fragen zu stellen: "braucht einer das?" "Brauchen wir das, reicht nicht das was wir haben?" "Ist das sicher und nicht teurer als das was wir  haben?" "Werden wir damit konkursreif oder bringen wir damit jemanden um?" "Was verdienen wir damit wenn wir da einsteigen?"

Ich möchte diese Fragen wie folgt beantworten: "Wir - das Stiftungsprojjekt - brauchen das und wollen es haben." "Das kann ich nicht beantworten, das muss jeder selber wissen und entscheiden." "Mit Blick auf die o.g. Zahlen und darauf, dass bereits vorhandene Technik verwendet wird, von der man weiss das sie funktioniert und was sie kostet, siehe die o,g, Zahlen. Wir machen das nicht weil wir etwas zu verschenken hätten. Wir wollen damit Geld sparen, und selber umbringen wollen wir uns ebenfalls nicht." Nächste Frage damit ebenfalls beantwortet. "Auch das muss jeder selbst ausrechnen, was es ihm bringt. Nur eines ist schon jetzt sicher: Wenn die Tonne Bunker -C wieder 750 $ kostet und mehr, es knapper wird, dann stellt sich diese Frage ohnehin nicht mehr. Wer erst dann reagiert wenn ihm das finanzielle Wasser am Hals steht hat ein schlechtes Ranking bei den Banken und die Konkurrenz liegt vor ihm. In solcher Lage wird man so etwas nicht mehr entscheiden müssen, das erledigt sich von selbst".

Natürlich kann man dieses Konzept auch mit den klassischen Jets und Wellenantrieb im Prinzip genauso machen. Aber dann wäre es nicht mehr so effektiv und schnell. Gebaut werden solche Anlagen auf einander abgestimmt und nach den Kundenspezifikationen. Da wir modular arbeiten wollen können wir eine Serie daraus generieren. Es ist leicht ersichtlich, dass bei verschiedenen Schiffen mit einem einheitlichen Leistungsrahmengrundkonzept verschiedene Endgeschwindigkeiten herauskommen müssen. Das ist in Ordnung. Wichtig ist, dass die Schiffe im Verband eine einheitliche Geschwindigkeit laufen können die mindestens doppelt so hoch ist wie die bisherige Marschgeschwindigkeiten, und dass die Schiffe einzeln noch darüber hinaus Reserven haben. Man kann in der Leistung auch verkleinern und aufstocken, wie haben ja einen flexiblen Baukasten. Wenn wir also eine Verbandsmarschfahrt von 40 Knoten als Dauerleistung fahren und die Spitzenschiffe bis 60 Knoten laufen können ist das Planungssoll erreicht. Das sind 111,6 km/h, also Hochsee-Powerbootgeschwindigkeit. Man muss auf den Schiffen auch noch leben und arbeiten können. Geschwindigkeit allein ist nicht alles, und 30 Knoten markieren normalerweise das Ende der Bequemlichkeiten. Beim normalen Passagier als "Landratte" ist da die "Gemütlichkeit" schon lange beendet. Allerdings lernen wie gerade, dass man auf Fast-Speed Schiffen trotzdem gut zurecht kommt selbst wenn diese 45 Knoten und mehr laufen, sofern das Wetter nicht zu schlecht ist. Aber dann fährt man ohnehin langsamer. Es ist also alles eine Frage der Technik und auch der Gewöhnung. Zu Beginn der Eisenbahn war die Wissenschaft sicher dass der Mensch stirbt wenn der Zug schneller als 30 km/h fährt. Heute fahren wir 300 km/h und es geht uns gut dabei, und noch schneller sind wir in der Luft unterwegs, ohne den Kaffee zu verschütten. Wie reagiert man auf einem Schiff insoweit? Man kann sich überall festhalten und mit Sicherheitsgurten einhaken, man fliegt nicht weit, es gibt Sicherheitsgurte und gefederte Sitze und Kojen, wenn die G-Kräfte durchschlagen, und man fährt die Schiffe nicht im Stehen wie üblich sondern angeschnallt auf Spezialsitzen "wenn es rund geht", welche harte Schläge abfedern, und man hat alles was zur Arbeit erforderlich um sich herum dabei. Es gibt Sicherheitsgurte auch in den Kojen, damit niemand herausfliegt.

Bezogen auf einen Rohrdurchmesser von 1,8 Meter  der Waterjets und 2,8 qm Fläche ergibt das bei Maximalfahrt  von 60 Knoten (111,6 km/h) eine Durchströmungsgeschwindigkeit  von  31 m/sek. oder in Volumen 86,8 Kubikmeter als gedrallter Strom in Drehrichtung des Rotors vorgespannt und verdichtet. Klar das hier nur höchstfeste formstabile Materialien in Betracht kommen mit höherer Härte von Stahl als Metallkeramik-Verbundwerkstoffe, die mit Kunststoffoberflächen korrosiosresistent sind. Der Aufbau der Anlage ist insofern sehr schlicht, der drehende Rotorring ist ein Vollmaterialring, in den Volleisenmagnete eingelassen sind (Permanentmagneten), die lediglich eine rostschützende Oberflächenvergütung erhalten müssen und deren Luftspalt mehrere Millimeter ohne weiteres und mehr betragen kann abhängig von der Magnetfeldstärke des Systems. Er kann vom Wasser frei durchströmt werden als Luftspaltkühlung. Die komplexe gewickelte Anlage liegt außen tiefstgekühlt im Stator, den Rotor kühlt das durchlaufe Wasser. Einfache Propellerblätter sind hier also insoweit weniger ratsam, bei dem Strömungsdruck könnten sie einfach weggesprengt werden. Daher wird auf das Pumpenturbinenrad der Hochdruck-Kreiselpumpentechnik der Francisturbine zurückgegriffen. Der Rotor wird insoweit ein massiver Block, den dann kaum etwas zerreißen wird. Sollten der Druck und Schub auf das Rad es aus dem Magnetkernfeld verrücken gegen die Begrenzerringe und es dort schleifen oder verkanten besteht die Option, es auf eine Zentralwelle zu setzen und mit einer Halterung vergleichbar Rohrtunnelturbinen bei Wasserkraftwerken zu fixieren und zu zentrieren. Der Lager-Reibungswiderstand dürfte verschmerzbar sein bei einer solchen Anlage. Man wird ein wenig experimentieren müssen welcher Lagertyp unter dieser Last am effektivsten arbeitet. Die erzeugte Stromleistung hängt vom Motor und seiner Gesamtauslegung ab, wobei man etwa 70 % Generatorleistung von der Motor-Nennleistung (Fahrbetrieb) berechnet als Faustregel. Da die Fahrmotoren für Leistungen von 40-45.000 kW (40 - 45 MW) Minimum ausgelegt werden müssen stünde je Motor als Generatormaximalleistung bis ca. 31,5 MW zur Verfügung. Diese wird aber real nicht ausgereizt werden da diese Motoren nur bei 50%-Nutzung der Fahrmotoren, also bei Geschwindigkeiten bis um 30 Knoten einsetzbar sind. Hier kann man derzeit nur schätzen, was die Anlage dann wirklich leistet, ich schätze um 18 - 20 MW. das wäre ein Anteil von bis 40 MW treibstofflos erzeugter Fahrstrom als dem eigenen Vorschub in der Leistungsmenge begrenzt von der eigenen Geschwindigkeit, der wiederum mit externer Energie erzeugt und gehalten werden muss. Da ein Schiff unserer Klasse mit einer Minimalfahrt im Mittel von 16-18 Knoten fahren wird, weniger nur bei Manövern und Revierfahrten (Strecken mit Geschwindigkeitsbegrenzung) haben wir eine Durchstömungsgeschwindigkeit von 16-18 Knoten oder  8,2 - 9,3 m/s, oder einer Durchflußmenge Wasser von  22,9 - 26 qm/sek. = bis 3.900 kW.

Muster für die Straflo-Turbinenleistung sind Talsperrenkraftwerke, da die Eckdaten der Motoren/Generatoren noch nicht verfügbar sind außer der vorgesehenen als Fahrmotoren bis 45.000 kW auf das Basis der Motorenklassen von ABB (1: Talsperre Muldenberg als Referenz, andere Leistungen z-.B. 2: Talsperre Sylvensteinspeicher, Kraftwerk 2, Durchfluss max 15 qm/sek max. 3.800 kW Nennleistung; 3: Eckertalsperre, Kraftwerk Lewerberg, Durchfluss 100-350 I/sek, Leistung 250 kW; 4: Möhnetalsperre, Durchflussmenge Hauptkraftwerk, 12 qm/s, 3.500 kW) KW-Leistung Durchflußmengen der Beispiele: 1: 1 qm = 150 kW; 2: 1 qm = 253 kW; 3: 1 qm, 714 kW; 4: 1 qm, 291 kW.

Der Musterrechnung gelegt ist die geringste Leistung mit einer Energieleistung von 15 kW je 100 l Wasser je sek. Durchflussmenge. Gehen wir von 18 Knoten aus. Das ergibt bei projektierten 14.000 t. Verdrängung und Abmessungen von ca. 146,5 m Länge über Alles  Breite 28 m, Tiefgang ca. 6,5 m (SAR-Schiff) einen Leistungsbedarf - normale Admiralitätsformal vorausgesetzt - zu folgenden Werten: 2 x 3.900 kW Gasturbinen-Generatorleistung =   7.800 kW, dazu 2 x Fahrmotor-Generatorleistung zu 9,3 qm/sek Durchflussmenge  2 x 1.395 kW = 2.790 kW = 10.590 kW Generatorleistung, zuzügl. 1.500 kW Abwärmeleistung = 12.090 kW. Mit anderer Leistungsauslegung: bis 2 x 2.355 kW = 4.710 kW = 12.510 kW, zuzüglich Abwärmeleistung 1.500 kW = 14.010 kW zuzüglich der Verlustleistungsreduktion durch die Tiefkühlung ( 10-15 %) , zuzüglich der Strömungsvorteile und eines L/B von 1 : 10,5. Das sollte auch für 20 Knoten reichen. Bunkerverbrauch: 1,716 t/h, 41,184 t/tg bei 0,220 kg/h/KW, Etmal 480 Sm (ältere Gasturbinenmodelle).

Andere Schiffe zum Vergleich: AC USN "Zeus" (Kabelleger), Verdr. 8297/14250 t. L: 153 m, B: 22,3m, T>: 7,3 m, Geschw. 15 Kn: 9.190 kW, L/B 1: 6,8, Bunkerverbrauch: 1,746 t/h, 41,9 t/tg bei 0,190 kg/h/KW, Etmal 360 Sm ; AK USN "Green Wave" (Container),Verdr. 18.180 t, L:155 m,  B: 21,3 m; T: 7,45 m, 18,0 Kn, 7.350 kW, L/B 1 : 7,2, Bunkerverbrauch 1,39 t/h; 33,5 t/tg, Etmal 432 Sm; MS "Poitiers" (G.Cargo/Container), Verdr. 16.309 t., L:159 m, B: 22,8 m, T. 10,0 m, 18 Kn, 10.294 kW, L/B 1 : 6,9, Bunkerverbrauch 1,95 t/h, 46,9 t/tg, Etmal 432 Sm; MS "Nordanger" (Chem. Tanker), Vedr. 28.060 t.; L: 170 m, B: 25,33 m, T: 10,9 m, 17 Kn, 12.794 kW, L/W 1 : 6,7, Bunkerverbrauch 2,43 t/h, 58,34 t/tg, Etmal 408 Sm; als Ausriss der Leistungen vergleichbarerer Schiffsgrößen verschiedener Typen in Normalausführung (Doppelender).

Bei einer Fahrt von 35 Kn und dem Ansatz einer Gasturbine von 42.000 kW (0,180 Kg/h/KW) = 18 m/sek, 59,34 qm Durchflussgeschwindigkeit = 52 qm Menge stünden weitere 2 x 7.800 kW = 15.600 kW zuzüglich ca. 8-10.000 Kw Abwärmeleistung zur Verfügung zur Gesamtleistung von 67.630 kW Generatorleistung. Alternative mit 300 kW: 2 x 14.040 kW = 28.080 kW, Gesamtleistung somit  80.080 kW. Bunkerverbrauch: 9,2 t/h,  221,2 t/tg, Etmal 844 Sm. Vergleicht man diese Relationen zu den folgenden Beispielen wird schnell klar, dass das Schiff damit schneller fahren kann als 35 Knoten. Setzt man 40 Knoten an wären das 20,66 m/sek. zu 59,9 qm/sek Durchflussmenge  = 2 x 8.985 kW zuzügl. 10.000 kW Abwärmeleistung = Gesamt 69.970 kW Generatorleistung. Auch beim Kreuzer "Varjag" ist zu würdigen dass er ein Doppelender mit den entsprechenden Strömungswiderständen ist. Er kommt unserer Fahrleistung noch am nächsten.

Hier wird es schwierig Vergleichsschiffe zu finden. Beispiel AK USN "Algol" (ehem. Container), Verdr. 31.020/55.380 t.; L: 288 m, B: 32,2 m, T: 11,2 m, Geschw. 33 Kn, (Dampfturbinen) 88.250 kW, L/B 1 : 8,9, Bunkerverbrauch 19,4 t/h, 465 t/tg, Etmal  792 Sm; "Petr Velikyj". Krezuer (Russland), Verdr. 19.500/24.800, L: 252 m, B: 28,5 m, T 9.1 m, L/B 1 : 8,8, Geschw. 35 Kn, (Atomgeneratoren) 110.000 kW, umgesetzt in Bunkerverbrauch (Analogie Gasturbinen):  24,2 t/h, 580 t/tg, Etmal 844 Sm; "Varjag", Kreuzer, (Russland), Verdr.: 9800/12.000 t., L: 186 m, B 20.8 m, T: 7,5 m, L/B 1 : 10,33, Geschw. 33 Kn, 79.410 kW (Gasturbinen), Bunkerverbrauch:  17,47 t/h, 419,3 t/tg, Etmal: 792 Sm

Dabei haben wir hier von unserer Fahrleistung erst 1/4 der Gesamtleistung in KW (Gasturbinenleistung) ausgefahren. Bei Volllast sind allerdings alle 4 Antriebe als Fahrantriebe in Tätigkeit, die Zusatzgeneratorleistung entfällt dann. Ließe  man - was grundsätzlich möglich wäre - 2 Zusatzgeneratorsets als reine Generatoren mitlaufen würden diese auf diese Gesamtleistung nochmals 15.600 Kw aufsetzen zu einer Leistung von 85.570 kW.  Rechnet man die projektierte Geschwindigkeit von 60 Knoten  ergäbe das einen Durchfluss von 31 m/sek und 89,28 qm/sek = 2 x 13.392 kW = 26.784 kW. Das ließe sich durch schlichte Vergrößerung des Rohrdurchmessers noch vermehren: bei 2,1 m Durchmesser würde sich die Durchflußmenge von 2,88 auf 3,29 qm erhöhen. Bei 35 Knoten ergäbe das eine Zusatzleistung auf 67,97 qm = 2 x 10.195 kW zu einer Gesamtleistung von 72.391 kW gegenüber 67.630 Kw mit einem Rohrdurchmesser von 1,8 m. Differenz: 4.761 Kw. Generatorleistung. Gegenüber der "Varjag" - dem einzigen Schiff das in diese nahe Vergleichbarkeit überhaupt kommt - verbrauchen unsere Schiffe wenig mehr als die Hälfte an Treibstoff. Wenn unsere Schiffe die volle Leistung von 173.200 kW zusammenlegen, (3 x 43.000 kW Gasturbinen zu 95 %, 4 x Hilfsturbinen zu je 4.800 Kw, 25.000 kW Abwärmeleistung, legen wir gegenüber der "Varjag" noch einmal 93.790 Kw drauf. Ließen wir 2 Generatoren extern zusätzlich mitlaufen kämen noch 15.600 kW dazu. Wird die Leistung der Gensetzs höher ausgelegt mit 300 kW ergäbe sich die folgende Leistung: 2 x 26.784 kW = 53.568 kW, Gesamtleistung somit 221.969 kW, die aus dem System generierbar ist.  Bei gleicher Grundausstattung hat die Anlage also eine beachtliche Bandbreite insbesondere wenn men einen Zusatzgeneratorset dazu nimmt. Dieses kann, muss nicht am Wasserbus angeschlossen sein, es kann auch als S-Turbine arbeiten. Damit reicht die obere Bandbreite von 173.200 kW bis ca. 220.000 kW. Geht man bei den verschiedenen Schiffsklassen von L/B bis 1 : 13 und Verdrängungen von bis 40.000 t. aus stünde dem als  Beispiel nur ein Flugzeugträger gegenüber als leistungsstärkste Schiffe der Welt. Nehmen wir die USSN "Ronald Reagan", Verdr. 73.970/102.200 t., L: 333 m, B: 40,8 m (Rumpf), T: 11,7 m, L/B 1: 8,1, Geschw. 31,5 Kn, 199.200 kW, Nuklearantrieb. Aequivalent in Bunker-C: 37,8 t/h, 908 t/tg. Etmal: 756 Sm.  Etmal bei 60 Kn: 1.440 Sm, also fast doppelt so weit.

Einen Schiffsaustausch lösen heute Verbesserungen im Bunkerverbrauch ab 4-5 % aus und Gesamtoptimierungen um 10 %. Wenn die Systemleistung bis 5 % angehoben wird ist das bereits fast ein "Quantensprung".

Dazu kommt: Eine solche Anlage benötigt wesentlich geringere Mengen an teuren Schmierölen und nicht die Sortenvielfalt von Zylinder-, Schmier- und Kühlölen wie sie bei Dieselmotoranlagen benötigt werden und erheblich geringen Aufwand für Ölwechsel und andere schwierige Arbeiten wie Kolbenwechsel usw. im laufenden Betrieb. Das Unfall- und Brandrisiko ist damit wesentlich gemildert, zumal auch Bioklassen als Schmieröle möglich sind.  

Welche Rolle diese Maschinenkonfiguration für den Erfolg einer Rettungsaktion spielen wird und deren Kosten und Aufwände soll das folgende Beispiel veranschaulichen. Berechnet werden nur die Bunkerverbrauchskosten. Kosten für Personal, Versicherungen, Ausrüstung die dabei beschädigt wird oder verloren geht, entgangene andere Aufträge usw. träten noch hinzu wie die Kosten für die Flugstunden auf den Stiftungsschiffen:

Simulieren wir einen Seenotfall, Standardbagatelle mit gewaltigen Folgewirkungen. Ein Rohr bricht.:

 Lokation 3.000 Sm im Mittelatlantik, ein Containerschiff, auslaufend Mittelmeer, aus Genua kommend,  mit Kurs auf den St. Lorenz-Strom, Zielhafen Detroit. Der Maschinenraum macht Wasser. Ventil- und Rohrbruch der Motorkühlleitung im Seekasten, ein Standardfall. Wert von Schiff und Ladung: 500 Mio $, ca. 45.000 t. Verdrängung, 16 Mann an Bord. Die Leckstelle ist groß und sofort unter Wasser, die Leckwehr sehr schwierig. Es wird der Hauptleckstrom eingedämmt, das Leck kann aber nicht geschlossen werden, der Maschinenraum läuft langsam aber unerbittlich voll. Nach einiger Zeit wird auch die Elektroanlage wegen Überflutung ausfallen  zum Schiffsschluß und Totalblackout. Damit stehen auch die Pumpen. Bis dahin wird gepumpt mit allem was man hat. Eine Taucherausrüstung und Spezialmaterial zur Leckeindämmung wie ausreichend Bauholz und Spezialzement  um einen Zementkasten um das Leck zu bauen sowie eine Unterwasserbrenn- und Schweißanlage ist nicht an Bord. bzw. defekt bzw. die Besatzung ist damit nicht trainiert und kommt nicht klar. Das Leck wurde so gut es ging mit Bettzeug bis Matten und Holzkeilen zugestopft und mit Brettern und Balken abgestützt, das reicht aber nicht. Das Rohr konnte damit gedichtet werden, es gibt aber weitere Risse die lecken und nicht dichtbar sind außer durch Zuschweißen oder einen Zementkasten.  Da sie nun unter Wasser liegen sind sie für die vorhandene Bordschweißanlage nicht mehr erreichbar. Eigentlich eine billige Lapalie, jetzt aber die ultimative Katastrophe. Der Chief berechnet aus der Flutungsrate, wann der Raum aufgegeben werden muss und das Schiff voraussichtlich sinken wird. Das Schiff gibt daraufhin eine Mayday-Meldung ab und bittet um Abbergung der Besatzung, da das Schiff zu sinken drohe. Es soll nur eine Restmannschaft von 3 Mann an Bord bleiben und auf den Schlepper warten. Nach 3,5 Tagen sinkt das Schiff wirklich. Die Besatzung kommt mit Glück von Bord in zwei Rettungsinseln, je 8 Mann in jeder. Das Freifall-Rettungsboot kann nicht mehr benutzt werden, da das Schiff plötzlich heftig auf die Seite rollt und mit dem Heck voraus sinkt, auf dem das Boot steht und es bereits unter Wasser geht, als die davon überraschte Besatzung in letzter Sekunde aussteigt und daher in die Rettungsinseln muss, Eine Meldung kann  nicht mehr abgegeben werden.  Da sie verschieden schwer beladen sind und die Verbindungsleine deswegen nach kurzer Zeit bricht treiben die Inseln sehr rasch auseinander und verlieren sich aus der Sicht und Handfunkgerätreichweite. Wind Südwest bis Süd, Stärke 5-7, Seegang 3-4 Meter, dabei aus Nordwest gegenlaufende Dünung des letzten Sturms auf den Gand Banks, kabbelige bis Kreuzsee aus Windsee und Dünung. Daher in Boen und aus Interferenzseen einzelne Brecher bis 8 Meter. Der Wind wird während der Tage auf Nordwest drehen, etwas abflauen, dann wieder auf bis in  Boen 8 auffrischen bei Wolken-Teildeckung, Regenschauern und mittlerer Sicht. Temperatur Luft: 14 - 18 ° C, Wassertemperatur 12  °C.

 Fallbeginn, Standard heute. Die Küstenfunk- und Rettungsleitstelle La Coruna nimmt den Notruf an, dazu hört neben anderen Schiffen und Seefunkstellen weiter abstehend ein Hochseekutter der US-Coast-Guard mit und macht sich auf den Weg. Die Weiterleitungsmeldungen gehen nun in La Coruna ein. Die Coast Guard startet einen C-14 Hercules Seeaufklärer, der den Havaristen suchen soll. Helfen kann er ihm nicht.  Der Kutter braucht 4 Tage. Das Wetter ist bei ihm rauh, er muss langsamer fahren. Der Container treibt gestoppt quer zur See, rollt stark, bekommt langsam Schlagseite nach Steuerbord und sinkt - noch sehr langsam - über das Steuerbordheck. In solchem Fall bliebt die Besatzung an Bord so lange es irgend geht. In grober See ein Himmelfahrtsakt mit einer Überlebenschance 50:50, da das Schiff in solcher Lage jederzeit sehr plötzlich kentern kann. Wer dann gerade unter Deck weilt hat keine Chance.  In der See allein oder in der Rettungsinsel oder im Boot ohne Nähe zur EPIRB-Notfunkboje des gesunkenen Schiffs wären die Chancen noch viel schlechter, da man sehr schnell vertreibt und dann kaum aus der Luft oder von Schiffen gesehen wird. Dann kämmen die Wetterbedingungen, der rasche Kältetod wäre sehr wahrscheinlich bis absolut sicher ohne Wärmeschutzanzug. Die anzulegen hatten nicht alle Zeit, denn die sind sperrig und unbequem im Normalbetrieb. Die Bergungsteams dagegen tragen Neopren-Spezialanzüge darunter und spezielle Wärmeschutz-Arbeitsanzüge, wenn sie an solche Arbeit und ins Wasser gehen, sie haben also eine sehr lange Arbeits- und  Überlebenszeit auch in kaltem Wasser.

Der formelle Seenotfall beginnt: Der Stationsschlepper (Brest) läuft nach 2 Stunden Vorbereitung aus und geht mit voller Fahrt zum Havaristen, da versucht werden soll den Havaristen einzubringen. Er fährt daher in Charter der Reederei auf Erfolgsbasis nach Lloyds open Form L.o.F. Die Rettungsleitstelle La Coruna ordert inzwischen drei in der Nähe stehende Schiff ab, zum Havaristen zu fahren und die Besatzung zu bergen. Das erste angerufene Schiff reagiert nicht und fährt weiter. Das zweite ist  ein großer Tanker, er meldet dass er die Leute nicht an Bord nehmen kann da er zu hoch aus dem Wasser liegt (in Ballast-Fahrt) und samt Seeschlag an der Bordwand es viel zu gefährlich sei auch nur zu versuchen die Leute aus dem Wasser aufzunehmen. Rettungsbootansatz  nicht möglich da nicht einfach wieder einsetzbares Freifallboot, es könne wenn überhaupt nur mit dem MOB gefahren werden mit jeweils 5 Geretteten, also in 4 Fahrten, und die Anbordnahme sei entsprechend schwierig.  Der Tanker wird angewiesen zum Havaristen zu fahren und stand by zu machen bis andere Retter kommen, im Zweifel der Kutter der Küstenwache. Das wird den Ladetermin kosten, den Reeder in Verzug bringen und ihn etwa 6 Millionen $ kosten, die für ihn verloren sind. Der Tanker braucht bis zum Havaristen 2,5 Tage, wenn er Höchstfahrt fährt von 17 Knoten.  Das zweite Schiff in ausreichender Nähe ist ein Container-Feeder auf dem Weg nach Gibraltar, er wird 6 Tage verlieren und braucht 3 Tage bis zum Havaristen. Kosten für den Reeder: 3,2 Mio $ Dollar und Konventionalstrafen wegen Überziehung der Ladetermine.  Er soll die Crew an Bord nehmen. Dafür hat er eigentlich keinen Platz, da er für 12 Mann Besatzung ausgelegt ist und sonst nichts. Medizinische Versorgung nicht existent, nur die Funkarzt-Notfallberatung.   Hypothese 1 dazu: Das Schiff sinkt in Sichtweite der beiden Schiffe. Sie leiten die Rettungsaktion ein. Mit Glück sind nach 5 Stunden alle Mann an Bord des Feederschiffs.  Hypothese 2 dazu: Kurz vor dem Sinken setzt eine Schauerboe ein, die Sicht geht auf unter Sichtweite zum Havaristen zurück. Als sie durchgezogen ist ist die See leer, der Havarist ist weg. Die Schiffe leiten eine Such- und Rettungsaktion ein und beginnen, ein Suchraster abzufahren.  Dabei wird eine Rettungsinsel fast über den Haufen gefahren weil man sie in der kabbeligen See von der Tankerbrücke vor dem Bug nicht gesehen hat.  Das Echo des Radarreflektors der Insel ging in Seegangsrauschen auf dem Radarmonitor unter, es muss weitgehend optisch mit dem Glas gesucht werden. Der dreihundert  Meter lange Tanker ist über dem Bug voraus 1 Seemeile optisch blind und kann nicht sehen was direkt vor dem Bug passiert, Der Ausguck auf der Back, der sonst ausgestellt würde ist wegen Gischt und Flugwasser eingezogen worden, er steht unter Wasser und sieht deswegen ebenfalls nicht genug, zudem ist der Job deswegen lebensgefährlich geworden.  Der niedrigere Feeder fährt daher die Rettungsinseln an und nimmt die Leute an Bord, er hat nur wenige Meter Freibord und arbeitet heftiger in der See, was wiederum die Anbordnahme sehr gefährlich macht. Da keine Quertiere  vorhanden sind sollen die Leute später an den Schlepper abgegeben werden oder den Coast-Guard Kutter, wer zuerst da ist. Nach der Bergung wird der Seenotfall aufgehoben und der Tanker entlassen. Der Feeder wird angewiesen seinen Kurs wieder aufzunehmen, der Kutter läuft ihm entgegen. In einer weiteren abenteuerlichen Aktion übernimmt der Kutter die Leute, da sie dort besser aufgehoben sind und versorgt werden können, der holt sie wegen der rauhen See mit seinem Hubschrauber einzeln ab. Sie werden in New York an Land gehen und von da aus weitergeflogen werden nach Vorgabe der Reederei.  

Rechnen wir weiter, es geht um den Faktor Zeit.  Es muss eine Strecke von 3.000 Sm zum Havaristen gefahren werden.

Version 1: Der Schlepper fährt mit voll ausgelegter Maschine 18 Knoten und benötigt für die Stecke 166,6 Stunden oder 6,9 Tage.  Nach 3,5 Tagen erhält er die Meldung, Havarist gesunken, Leute gerettet,  er dreht um und fährt ergebnislos zurück. Seezeit: 7 Tage zu 90 t., Verbrauch 630 t Bunker, zu 252.000 $ Kosten für die Reederei, Ertrag Null.

Version 2: Der Schlepper fährt mit voll ausgelegter Maschine 18 Knoten und benötigt für die Stecke 166,6 Stunden oder 6,9 Tage. Andere Retter sind nicht in der Nähe oder können wegen Schlechtwetter nicht helfen.  Dazu ist er zwei Tage auf Suchfahrt (60 t./tg), findet mit Glück alle - oder auch nicht -, anschließend muss er mit den Geretteten schnellstmöglich zurück. Bei einem Tagesverbrauch 13,8 Seetagen zu 90 t. und 2 Seetagen zu 60 t.  verbraucht der Schlepper 1.362 t. Bunker, bei ca. 544.800 $. Kosten. Verdienst: keiner.

Version I: Das S.A.R.Schiff fährt da der Havarist zunächst noch ausreichend sicher über Wasser treibt mit halber Leistung und 30 Knoten, es braucht  100 Stunden oder  4,1 Tage.  Bei einem Tagesverbrauch von 438,8 t. ohne Sparfahrt verbraucht das Schiff  mit Sparfahrt (Fahren mit 2 Jets als Antrieb und 2 als Generatoren) 200,08 t. Bunker, ca. 80.032 $ Kosten.  Verdienst: keiner. Das Schiff ist dann doch gesunken. Das S.A.R. Schiff sucht die  Leute mit dem Hubschrauber und findet alle nach wenigen Stunden. Binnen 6 Stunden sind alle an Bord und wohlauf.  Es wird mit beiden Hubschraubern geflogen, je einer fliegt eine Rettungsinsel an. Diese Version kommt der klassischen Variante am nächsten und ist rein fiktiv, denn real wird es so nicht gemacht werden.

Version II: Der Havarist wird mit Maximalfahrt 60 Knoten angefahren, das Schiff braucht nun 50 Stunden oder  2,08 Tage. Bei einem Tagesverbrauch von ca. 677 t. verbraucht das Schiff  ca. 1.408 t. Bunker, ca. 565.264 $ Kosten. Es birgt die Besatzung ab per Hubschrauber, da die Verwendung der Boote wegen grober See ausscheidet, und bringt ein Bergerteam mit Ausrüstung an Bord. Die dichten das Leck mit einem Zementkasten und lenzen den Maschinenraum soweit, dass das Schiff sicher schwimmt und später auf der weiteren Fahrt trocken. Ist das Wetter ausreichend gut kommt das Tochterboot zum Einsatz, dass auch bei schwerer See operieren kann. Ein Team des Berger und das 3-Mann Team des Havaristen bleiben als Runner-Crew an Bord und führen die weiteren Bergungsarbeiten durch, unterstützt vom Rettungsschiff. Dieses nimmt den Havaristen auf den Haken und schleppt ihn mit eingelegter Leistung mit 14 Knoten nach Brest. Dazu werden 8.000 kW Gasturbinenleistung benötigt bei einer Schleppreise von 8,9 Tagen. Das sind 1,6 t./h Bunker oder 38,4 t/Tg. Gesamt 341 t. Bunker für die Rückreise. Gesamtverbrauch:  1.749 t. Bunker zu 638.385 $ Kosten. Ertrag: alle Leute gerettet, medizinisch gut versorgt, Havarist nach L.o.F. eingebracht zu 6 % Bergelohn auf den Gesamtwert. Abzüglich Kosten ein Nettoertrag von 29.361.615 $ für die Stiftung.

Version III: Das Schiff setzt seine Hubschrauber ein. Diese fliegen mit einer Reichweite nach zu erwartender Beladung (16 Personen = 1,200 kg = 10 % Zuladung auf die gesamte Strecke, 50 % Überführung leer, 50 % mit 20 % Zuladung)  und Zusatztreibstoff)  von 1.200 km = 645 Sm. Sie fliegen mit 153 Kn Geschwindigkeit und benötigen bei 7 Stunden Luftausdauer 2 Stunden am Havaristen zur Bergung, der Rest ist Hin- und Rückflug. 3 Mann Bergungsteam werden mitfliegen und abgesetzt wenn es die Lage vor Ort zulässt. Da das Schiff ihnen nachläuft verschieben sich die Reichweiten auf 2/3 Anflugstrecke und ca. 1/3 Rückflugweg. Wenn es eng wird hilft der zweite Hubschrauber als Lufttanker aus. Es steht ansonsten stand by als Rettungsreserve. Er kann auch Berger und Ausrüstung fliegen z.B. Das Schiff startet also bei 2.700 Sm Distanz den Hubschrauber, der in gut zwei Stunden am Havaristen ist und verkürzt die Rettungszeit damit um ca. 300 Sm oder 5 Stunden. Insgesamt läuft er noch eine Stunde weiter zur Wiederaufnahme des Hubschraubers. Damit fährt er lediglich 1,8 Tage Höchstgeschwindigkeit. Er verbraucht somit real 1.200 t. Bunker, ca. 480.000 $.  Das Bergungsteam fliegt mit zur Arbeitsvorbereitung und wird abgesetzt. Den Restweg von 120 Sm fährt das Schiff mit 30 Knoten Sparfahrt und verbraucht  14,6 t. Bunker. Der Rest verläuft wie in Version II mit dem Unterschied, dass der Havarist nach insgesamt 3,5 Tagen an den ausgelaufenen Bergungsschlepper übergeben wird. Die abgeborgene Besatzung dabei steigt wieder ein.  Schleppfahrt dabei 1,5 Tage = 504 Sm. Die Rest wird mit 20 Knoten Sparfahrt und gleichem Verbrauch gefahren. Reisedauer der Rückfahrt  6,7 Tage bei 38,4 t/tg Bunkerverbrauch. Gesamtverbrauch: 1.471,8 t. Bunker zu 537.236 $ Kosten. Ertrag: alle gerettet, Bergelohn mit dem Schlepper geteilt, Anteil 4,5 % abzüglich der Kosten 21.962.764 $ Nettoertrag für die Stiftung.  Gewinn für den Bergungsschlepper: 1,5 % Bergelohn, abzüglich seiner Kosten (Version 1) = 7.248.000 §. Die Stiftung ist insoweit auch für die bestehenden Bergungsfirmen ein Zusatzgeschäft und keine Konkurrenz.

Weitere Kostenfolgen für den Reeder des Havaristen wie dessen Versicherungen und deren Rückversicherungen: Versionen 1, 2 und I: Totalverlust zu einem Versicherungsschaden bis 500 Mio $, ev. weitere Folgekosten.  Kosten für den Reeder wenig, für die Versicherungen 500 Mio $ und mehr.  Produktionsverlust durch Neubeschaffung für die Ladung in der Wirtschaft für Güter "just in Time" u.U. mehrere hundert Millionen $ als weiterer ggf. Versicherungsschaden.

Versionen II, III: Schiff und Ladung bleiben erhalten. Der Versicherungsfall tritt nicht ein.  Reparaturkosten und Bergelohn: ca.  31.000.000 $, über Versicherungen abdeckbar. Hauptnutznießer der erfolgreichen Bergung: die Versicherungen und Rückversicherungen. Ausfall für Betrieb "just in Time": marginal durch Lieferverzögerung um wenige Tage. Bei Bedarf kann auch zum Lieferhafen durchgeschleppt und dort repariert werden. Weitere Option: per Flugboot werden Techiker der Werft und des Zulieferes samt Ersatzteilen auf die Seeposition geflogen oder vom Rettungsschiff mitgenommen bzw. zu diesem nachgeliefert.

Das gleiche gilt für medizinische Notfälle auf See, samt Not-OP-Möglichkeiten auf dem Rettungsschiff oder MedEvac-Flug mit dem Flugboot und Rettungshubschrauber.

Umweltfolgen: Es gibt keine NOX- und CO2-Emissionen und keinen Havariefall mit Bunker-C-Oilspill oder der Tiefseeverseuchung aus durchrostenden Bunktertanks. Die Warenrohstoffe gehen nicht verloren und müssen zum Energie- und Rohstoffverbrauch nicht ersetzt werden.

Motivation für die eigene Besatzung: Sie wird monatliche Grundgehälter je nach Funktion, Dienstzeit und Rang zwischen 4 - 12.000 € Brutto erhalten (gewisse Analogie zum Markt und BAT), also zwischen 48 - 144.000 € im Jahr als Grobrechnung und ohne "Sonstigkeiten".  Dazu kommen die Beteiligungen  am Bergelohn, zumeist 10 %, verteilt nateilig nach Rang auf die Besatzung. Allein dieser Fall würde als Mittelwert bei 45 Leuten an Bord ca. 55.000 $ abwerfen. Natürlich muss das gesamte Stiftungpersonal an solchen Erfolgen beteiligt werden schon der inneren Gerechtigkeit wegen.  Bei nur 3-4 solcher Fälle im Jahr  könnte man an Bord zwischen um 80 - 400.000 € verdienen, also nach wenigen Jahren Fahrzeit Einkommensmillionär werden. Ich halte das für angebracht und angemessen für die Leistungen und Risiken, die abverlangt werden. Leistung muss sich lohnen.

Dazu gibt es nach Fallage der einzelnen Unfälle und deren Rahmenbedingungen unzählige Varianten.

Das ist der Unterschied zwischen gestern und morgen, der Unterschied zwischen der Gasturbinenanlage und dem Full-Elektroschiff sowie den Dieselmotoranlagen.  Ein technischer Generationensprung und ein Quantensprung in der Leistungspalette.  

Bei der Fahrt in schwerer See ist immer mir harten Krängungen zu rechnen, das Schiff kann "auf der Seite liegen" bis zur Durchkenterung im Extremstfall. Da weitgehend auf Zwischen- und Untersetzungsgetriebe verzichtet werden kann (ausser im Hilfsbereich derzeit noch) entfällt die Notabschaltung des Hauptantriebs bei Krängungswinkeln ab 45 °, wie sie bei Dieselmotoren Standardsicherung der Anlagen wegen Leerlaufens der Ölwannen unter Schmiervolumen durch Krängung sind. Das Wiederanfahren notabgeschalterer Dieselmotoren ist zeitaufwändig, weil mit Ladeluft angefahren werden und langsam wieder auf Leistung gedreht werden muss, dass kann um 15 Minuten dauern. In dieser Zeit ist das Schiff manövrierunfähig und treibt in der Regel quer zur See, der gefährlichsten Lage ohne Fahrt. Sollte zufällig - was schon vorgekommen ist - die Ladeluft verbraucht sein und die Kompressoranlage stehen weil gerade der erste Hilfsdiesel wegen Reparatur zerlegt und der zweite ebenfalls notabgeschaltet ist braucht man Schlepperhilfe, denn dann geht nichts mehr, bis man den anderen Diesel wieder zusammengebaut und neue Ladeluft hat, wie auch immer. In der Regel schalten in solcher Lage alle Diesel ab und wehe dem, der nicht einmal mehr einen Hilfsdiesel neu anfahren kann. Auch das sind Lagen die wir uns unter keinen Umständen leisten dürfen. Gasturbinen sind Flugzeugtriebwerke, die arbeiten in jeder Lage wie die Generatoren und Fahrmotoren ebenfalls. Ob sie am Boden stehen, auf der Seite liegen oder an der Decke hängen, kein Problem solange sie Fahrluft erhalten, und sie können kalt oder warm sofort wieder gestartet werden wenn sie wegen Zuluftausfall einmal wegschalten müssen. Da die Zulüfter sehr hoch und flugwassergeschützt aufgestellt werden samt Wasserabscheidung und Filterung muss schon viel passieren ehe die Notverschlüsse zuschlagen und die Zuluftschächte wasserdicht abriegeln. In der REegel wird die Zuluft nur sehr kurze Zeit gesprrt werden müssen, dann können die Turbinen neu starten. Auch dann kann einige Zeit mit der Pufferbank (wie beim USV beim PC) mit Notgeschwindigkeit weiter gefahren werden, das Schiff bleibt steuerfähig und unter Kontrolle, die Bordanlagen der Systemsteuerung in Betrieb.

Die Fahrmotoren und Generatoren sind für Kryogaskühlung sowie gas- und wassergeschützten Tauchbetrieb ausgelegt. Derzeit verwendungsreif ist die mehrstufige Stickstoff/Helium- und Neongas-Kryotechnik (bis - 260 ° C) im geschlossenen Kreislauf als Umlaufrohrsystem im Stator der Fahrmotoren und Generatoren samt zusätzlichem Ersatz-Wasserkühlkreis. Dazu der Hochtemperatur-Supraleiterbus mit Standardkabeltechnik mit Stickstoff-Innenkühlrohr ( bis - 163 ° C). Für den Hafenstrombetrieb kann eine Brennstoffzelle eingesetzt werden. Diese reichen in der Regel jedoch noch kaum aus und sind zu teuer im Betrieb. Zudem muss auf Alarmstation mit Sofortauslaufbereitschaft der Strom für die Startmotoren der Gasturbinen bereit stehen und binnen weniger Minuten die Leistung für die Pumpjets hochgefahren werden, mit denen die Manöver im Hafen gefahren werden schon um keinen Strömungsschäden durch die hochlaufenden Hautpjets anzurichten. Dazu wird Strom für die Ankeranlage und die Kraftrollen der Festmacher benötigt wie für die gesamte Fahr- und Ortungselektronik, die ebenfalls hochgefahren wird. Das Schiff muss ja bei den Manövern jederzeit notankerungsfähig sein. Da reicht die Leistung einer Brennstoffzelle nicht mehr aus. Es macht also Sinn, eine Hilfsturbine als Hafenstromgenerator durchlaufen zu lassen und alle nach Bedarf hochzufahren wenn benötigt. 

Da Schweröl und Biokraftstoffe vergleichbare Konsistenzen haben kommen für Aufbereitung wie die Vorheizung, Entwässerung, Schwebstoffentfernung die gleichen Verfahren und Zentrifugen zum Ansatz, ergänzt um die Entschleimung und bakteriologische und Fungizidkontrolle und ggf. Behandlung. Das ist Standardtechnik wie säurefeste Dichtungen etc. pp., die bei Biokraftstoffen erforderlich sind und stellt also kein besonderes Problem mehr dar.

Untrennbar verbunden mit dem Antriebskonzept ist notwendigerweise das Unterwasserschiff als Funktionseinheit. Das Schiffsvolumen baut sich um den Raumbedarf der Antriebsanlage auf. Das betrifft vor allem die Breite. Bei diesem Design mit außen liegenden Waterjets in getrennten Rumpfkörpern ist naturgemäß eine größere Breite erforderlich und auch erwünscht, um eine ausreichendes Längen- und Breitenverhältnis  real zu erreichen. Für die Standfestigkeit im Seegang ist eine größere Breite vorteilhaft. Man kann die Anlage jedoch auh anders anordnen, z.B. bei der klassischen Gleiter- und Deltaform als zentraler Block mittschiffs, wie es auch der ersten Generation des Stiftungsdesigns entsprach, die noch klassische Waterjets und Rumpfformen benutzte. Diese sind inzwischen überholt und obsolet. Die Hohlwellentechnik ist noch raumsparender, kompakter und leistungsfähiger.

Mit konventionellem Propellerantrieb ist dieses Design nicht verwendbar aus nachvollziehbaren strömungstechnischen Gründen der Anströmung von Propeller und Ruder. Mit konventionellen Waterjets mit Wellentrieb wäre es nutzbar, der Hauptnutzen ginge jedoch verloren, die Reduktion des Widerstands der Bugwelle mittels Durchleitung durch das Schiff und den Antrieb. Der Nutzen wäre also geringer.

Damit setzen die Stiftung, der Erfinder neue normbildende Maßstäbe für den Schiffbau und Schiffsbetrieb.

 Rev. 001.00 19.06.2010

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