JOULES (Joint Operation for Ultra Low Emission Shipping)

Forschungsbericht JOULES (Christoph Thiem, Michael von der Heyde (bis November 2015), Matthias Cammann (ab März 2016)

Das durch die Europäische Union geförderte Forschungsprojekt JOULES (Joint Operation for Ultra Low Emission Shipping) untersucht Möglichkeiten zur Reduzierung schifffahrtsinduzierter Emissionen durch die Integration innovativer Technologien und Optimierung auf Systemebene. Das JOULES-Konsortium besteht aus 38 Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

In der ersten Phase des Projekts (Juni 2013 – Dezember 2013) war das Institut für Elektrische Energiesysteme und Automation der TUHH u.a. im Bereich der Definition der Schnittstellen von Komponentenmodellen sowie der Entwicklung von Methoden für eine effiziente Modellierung der Gesamtsysteme tätig.

In der zweiten Phase des Projekts (Dezember 2013 – November 2014) war das Institut u.a. im Bereich der Verifizierung und Validierung von Komponentenmodellen sowie der Erstellung erster Systemmodelle tätig. Außerdem wurden umfangreiche Tätigkeiten im Bereich der Modellierung der Klimatisierung von Schiffen durchgeführt.

In der dritten Phase des Projekts (Dezember 2014 – November 2015) wurden am Institut verschiedene Subsysteme von Schiffen unter Verwendung von Functional Mock-up Units (FMUs) simuliert. Unter anderem wurden Möglichkeiten zur Abwärmenutzung und Abgasreinigung auf Schiffen untersucht. In diesem Zusammenhang wurden auch Methoden für ein Life Cycle Performance Assessment (LCPA) schiffstechnischer Energiesysteme entwickelt. Auf Komponentenebene wurden verschiedenste Entwicklungen durch das Institut vorangetrieben, u. a. die Modellierung eines mittelschnelllaufenden Zweistoff-Motors für den Gas-Diesel-Betrieb sowie schnelllaufender Dieselmotoren.

In der vierten Phase des Projekts (Dezember 2015 – November 2016) wurden am Institut ganze Energiesysteme verschiedener Beispielschiffe (insbesondere RoPax-Fähre) simuliert und unter energetischen, finanziellen und ökologischen Gesichtspunkten bewertet. Zur Verifizierung von Simulationsergebnissen wurden Messungen an Bord von Schiffen durchgeführt.

In der letzten Phase des Projekts (Dezember 2016 – Mai 2017) ist das Institut beteiligt an der Erarbeitung politischer Empfehlungen auf Basis des Life Cycle Performance Assessments verschiedener Energiesysteme.

Publikationen

• JOULES Konsortium: Emission Reduction Technologies. 2015.
• Thiem, Ch.; Gentner, Ch.; Ackermann, G.:: Methanol Powered Fuel Cell Systems for Marine Applications. Shipping in Changing Climates Conference 2015 in Glasgow, UK, 2015.
• Godjevac, M.; de Vos, P.; Zhou, H.; Thiem, Ch.: Two-part Modelling Approach for Ship Engine Simulations. World Maritime Technology Conference 2015, Providence, Rhode Island, USA, 2015.
• Shipping in Changing Climates Converence 2015, Glasgow UK, Hrsg.: Methanol Powered Fuel Cell Systems for Marine Applications, 2015.
• Gentner, Ch.; Thiem, Ch.; Ackermann, G.:: Dynamisches Verhalten von Brennstoffanlagen in der elektrischen Energieversorgung von Schiffen. Hamburg, November 2015. 110. Hauptversammlung STG.
• World Maritime Technology Conference, Providence, Rhode Island, USA, Hrsg.: Two-part Modelling Approach for Ship Engine Simulations, 2015.Thiem, Ch.; Zhou, H.; de Vos, P.; Godjevac, M.:.
• Int. Conference on Computer Applications in Shipbuilding, Bremen, Hrsg.: Measures to Enable the Performing of System Simulations in a Joint Research Project, 2015.Thiem, Ch.; von der Heyde, M.; Godjevac, M.:.
• JOULES Konsortium (Hrsg.): Emission Reduction Technolgies. 2015. Projektbroschüre.
• Thiem, Ch.: Simulation schiffstechnischer Anlagen unter Verwendung des FMI-Standards. Oktober 2015. 6. Interdisziplinärer Workshop Maritime Systeme, TUHH, 16.10.15.
• Thiem, Ch.; Cammann, M.; Ackermann, G.:: Umweltwirkungen und Wirtschaftlichkeit schiffstechnischer Energiesysteme. November 2016. 111. Hauptversammlung STG.
• Cammann, M.; Thiem, Ch. ; Ackermann, G.:: Simulation-based Life Cycle Performance Assessment of Energy Systems Onboard Ships. 2016. SNAME Maritime Convention 2016, Bellevue, USA.
• , Hrsg.: Investigation of the Energy Use and the Exhaust Gas Emissions of a State-of-the-Art Ro-Pax Ferry by On-Board Measurements and System Simulations, 2016.Design & Operation of Ferries & Ro-Pax Vessels Conference 2016, London, UK, 2016.
• Tobias Herting B. Sc., Dipl.-Ing. Christoph Thiem, Prof. Dr.-Ing. Günter Ackermann: Energieeffizienter Betrieb von Seekühlwassersystemen. Ingenieur-Spiegel, 2/16(2), 2016.