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Wie der richtige Trimm Containerschiffe effizienter macht

Die Energieeffizienz eines Schiffes ist primär abhängig von seiner Bauart sowie von der Beschaffenheit des Schiffsrumpfs und der Maschinenanlage. Hinzu kommen auf See Faktoren wie Geschwindigkeit, Tiefgang und Trimm.

Früher wurde das Schiffsdesign für einen bestimmten Tiefgang und eine bestimmte Geschwindigkeit optimiert. Doch im Laufe seines Lebens fährt ein Schiff mit unterschiedlichen Tiefgängen und Geschwindigkeiten. Auch die Umstellung der Containerschifffahrt auf „Slow Steaming“ hat dazu beigetragen, dass das ursprüngliche Konzept (ein bestimmter Tiefgang und eine bestimmte Geschwindigkeit) nicht mehr aufgeht.

Daher hat Hapag-Lloyd hat große Anstrengungen unternommen, das Konzept zu verbessern. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Optimierung des Trimms der Schiffe. Denn dadurch sinkt nicht nur der Brennstoffverbrauch. Auch die Emissionen der Schiffe werden reduziert.

Der Trimm bezeichnet die Lage eines Schiffes in Längsrichtung im Wasser: mit tieferliegendem Bug oder tieferliegendem Heck. Wie das Schiff im Wasser liegt, kann sich deutlich auf den Energiebedarf während der Fahrt auswirken. Der optimale Trimm für ein bestimmtes Schiff ist abhängig von Bauart, Tiefgang und Geschwindigkeit.

Trim by stern
Trim by bow

Eine spezielle Software hilft, den Trimm zu optimieren

2016 wurde auf 86 Schiffen von Hapag-Lloyd eine spezielle Software zur Trimmoptimierung eingesetzt. Diese berechnet den hydrodynamischen Widerstand jeder Schwimmlage des Schiffes unter Berücksichtigung des Wellenwiderstands, Reibungswiderstands und viskosen Druckwiderstands. Die Berechnungsmethode verwendet Reynolds-Navier-Strokes-Gleichungen (RANSE), die modernste Form fluiddynamischer Berechnungen.

Bei jedem der Schiffe ist das hydrodynamische Modell in die vom Hapag-Lloyd Marine Operations Team verwendete Stauplanungssoftware integriert. Auf diese Weise versucht der Stauplaner aufwändige Ballastwasser-Bewegungen im späteren Betrieb zu vermeiden. Das Schiff verfügt über eine ähnliche Ansicht wie der Stauplaner sowie über eine detaillierte Ansicht der Trimmeffizienz. In beiden Ansichten stehen rote und grüne Bereiche jeweils für geringere bzw. höhere Effizienz.
 

View of trim optimisation software

Wenn die Verantwortlichen an Land und auf See über dieselben Informationen verfügen, ist eine effizientere Abstimmung möglich. Schiffsführer und Stauplaner haben dann eine einheitliche Kommunikationsgrundlage. Auf diese Weise lässt sich gemeinsam die Effizienz steigern.

Manuelle Arbeit

Am Ende des Tages wird der Trimm jedoch nicht nur durch eine ausgeklügelte Software optimiert. Das Zusammenspiel verschiedener Akteure ist entscheidend.

Unterwegs überwachen Kapitän und Erster Offizier die Verteilung von Ladung und Ballastwasser und passen den Trimm den Sicherheits- und Wetterbedingungen an.

Der Erste Offizier, der Schiffsladung und Stabilität überwacht, muss die Ballastwasser-Verteilung im Auge behalten, um den festgelegten Trimm zu erreichen. Für die Trimmoptimierung sind besonders die langen Ozeanstrecken im Fokus. Hier wird der Trimm bei Fahrtantritt so eingestellt, dass über mehrere Tage keine weitere Ballastanpassung erforderlich ist.

Weil die Optimierung des Trimms bereits während der Stauplanung berücksichtigt wird, spielen auch die Stauplaner eine bedeutende Rolle. Sie positionieren die Ladung dort, wo es für den optimalen Trimm am günstigsten ist. Gleichzeitig müssen Sie jedoch noch eine Menger anderer Faktoren berücksichtigen.
 

Stowage software with trim optimisation

Ergebnisse

Die Kosteneinsparungen durch Trimmoptimierung sprechen für sich. Insgesamt ist festzustellen, dass der Trimm wesentlicher Bestandteil einer effizienten Reisedurchführung ist. Im Jahr 2016 konnte Hapag-Lloyd dank Trimmoptimierung den Treibstoffverbrauch der Hauptmaschinen an Bord der Schiffe um etwa 1,5 % senken. Und diese Einsparungen wurden erzielt, obwohl das Trimmoptimierungspotenzial begrenzt war, nachdem einige Schiffe der Flotte bereits mit einem neuen Wulstbug nachgerüstet wurden. Der neue Wulstbug verbessert den Gesamtwiderstand eines Schiffes, vermindert aber gleichzeitig das Einsparungspotenzial durch Trimmoptimierung.

Ganz nebenbei gibt die Trimmüberwachung auch Aufschluss über die tatsächlichen Rumpfeigenschaften eines Schiffes. Die hydrodynamischen Modelle aus der Trimmoptimierung ermöglichen eine Einschätzung und Hochrechnung von Rumpfwiderstand und Rumpfbewuchs, sodass Inspektionen und nötigenfalls auch Reinigungen geplant werden können. Auch dies trägt zu einer verbesserten Treibstoffeffizienz der Hapag-Lloyd-Schiffe bei.

Ausblick


Ziel ist es natürlich, die die Trimmoptimierung weiter voran zu treiben – auch auf den Charterschiffen. Zudem möchte Hapag-Lloyd ein besseres Verständnis dafür zu entwickeln, ob etwaige, im Hinblick auf die Ladungsstauung erkennbare Muster sowie technische oder nautische Probleme.
 

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