Schiffbau STS – Integration der Simulation in die nachhaltige Schiffskonstruktion – Zusammenfassung
Die Podcast-Reihe zur Schiffsbranche setzt ihre Erkundung der Rolle von STS in der Schifffahrtsindustrie fort, geleitet von Jan van Os, Vice President of the Marine Industry bei Siemens Digital Industries Software, und Dejan Radosavljevic, Director of the Marine Industry im Simulations- und Testsegment von Siemens Digital Industries Software.
In der neuesten Folge geht es um Nachhaltigkeit, denn die Schifffahrtsindustrie bemüht sich um die Entwicklung neuer nachhaltiger Schiffe, um die neuen Richtlinien der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) zu erfüllen, die eine Reduzierung der Emissionen um 100 Prozent bis 2050 vorsehen. Neben der Ermittlung potenzieller Optionen für alternative Energiequellen für Schiffe betonen Jan und Dejan, wie wichtig eine integrierte Simulation für die Entwicklung nachhaltiger Schiffe ist, da sie viele Bereiche wie Konstruktionsoptimierung, Fehlererkennung und Kosten-Nutzen-Analyse verbessert.
Mehrere Kurse zur Auswahl
Schifffahrtsunternehmen suchen nach alternativen Energiequellen, um von den emissionsintensiven fossilen Brennstoffen, die Schiffe heute nutzen, wegzukommen, und es gibt viele Möglichkeiten. Allerdings hat jede von ihnen ihre eigenen Vor- und Nachteile. Verflüssigtes Erdgas (LNG) zum Beispiel ist leichter zugänglich und kann als möglicher Übergangskraftstoff dienen, obwohl es natürlich immer noch Emissionen verursacht und irgendwann aus dem Verkehr gezogen werden müsste. Jan wies auch auf die Realisierbarkeit von Wasserstoff hin, der zwar teuer in der Herstellung und derzeit noch nicht weit verbreitet ist, dessen hohe Energiedichte sich aber in Zukunft als nützlich erweisen könnte.
Eine weitere von Jan und Dejan untersuchte Option ist die Kernenergie. Einerseits ist die Kernenergie umweltfreundlich und erzeugt enorme Energiemengen, die sich perfekt für größere Frachtschiffe eignen. Natürlich gibt es sehr begründete Sicherheitsbedenken für ihren Einsatz, und ihr Einsatz für den Antrieb von Schiffen, die auf der ganzen Welt unterwegs sind, führt zu einem Dilemma in Bezug auf internationales Recht und Haftung. Dennoch ist keine Option vom Tisch, wenn es darum geht, eine nachhaltige Schifffahrtsindustrie zu schaffen.
Optimierung von Konstruktionen mit Simulation
All diese Technologien bieten Möglichkeiten, Schiffe nachhaltiger zu machen, aber viele von ihnen sind so komplex, dass Dejan überzeugt ist, dass eine integrierte Simulation erforderlich wäre, um sie erfolgreich in neue Schiffskonstruktionen zu implementieren. Anhand eines digitalen Zwillings eines Schiffes könnten Ingenieure verschiedene Szenarien in einer simulierten Umgebung durchspielen, um diese neuen Energiequellen und energiesparenden Geräte zu testen. Diese Simulationen könnten nicht nur das einzelne Energiesystem simulieren, sondern auch, wie die restlichen Systeme des Schiffes mit der neuen Energiequelle interagieren würden.
Darüber hinaus könnten diese Systeme verwendet werden, um Fehler in Schiffskonstruktionen eher früher als später zu erkennen. In der Vergangenheit wurden Fehler wie Vibrationen, Kavitation, Erosion, Druckimpulse usw. während des Betriebs festgestellt, so dass noch lange nach dem Stapellauf des Schiffes Änderungen an der Konstruktion erforderlich waren. Durch die Simulation eines Schiffes können diese potenziellen Fehler jedoch bereits im Entwurfsprozess erkannt werden, so dass die Ingenieure ihre Entwürfe konfigurieren und optimieren können, lange bevor das Schiff tatsächlich gebaut wird. Dies ist vor allem für neue, experimentelle Energiequellen von entscheidender Bedeutung und ermöglicht es den Schifffahrtsunternehmen, nachhaltige Schiffe mit mehr Zuverlässigkeit auf den Markt zu bringen.
Ein weiterer Bereich, in dem die Simulation helfen kann, ist die Kosten-Nutzen-Analyse. Simulationen können Einblicke in die Struktur und die Funktionen eines Schiffes geben und Ingenieure in die Lage versetzen, die Kosten für Schiffsmaterialien und -systeme zu bewerten und sie mit ihren Zielen in Einklang zu bringen. Dieses Szenario kann sich bei der Entscheidung über die Nachrüstung bestehender Schiffskonstruktionen als nützlich erweisen, da aktive Schiffe den Nachhaltigkeitsrichtlinien entsprechen müssen. Wenn die Kosten für die Nachrüstung alter Schiffskonstruktionen den Nutzen übersteigen, wissen die Unternehmen genauer, ob sie diese Schiffe nicht besser verschrotten sollten. Diese erweiterte Analyse kann auch bei der Entscheidung helfen, welche Methode des nachhaltigen Antriebs Unternehmen verfolgen sollten.
Unterwegs zu einem grüneren Horizont
Der Weg zu einer nachhaltigen Schifffahrtsindustrie ist kompliziert, da es viele alternative Energiequellen zu erforschen gilt, aber ebenso viele potenzielle Fallstricke, die es zu vermeiden gilt. Mit Hilfe integrierter Simulationen können Unternehmen die notwendigen Erkenntnisse gewinnen, um die Komplexität dieser neuen Technologien zu bewältigen, Schiffsentwürfe zu optimieren und Kosten abzuwägen, damit neue Flotten entstehen, die für eine nachhaltigere Zukunft geeignet sind.
Hören Sie sich die ganze Folge an oder lesen Sie das Transkript und bleiben Sie dran für zukünftige Episoden über STS in der Schifffahrtsindustrie.
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