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Entschließung MEPC.198(62)
Richtlinien von 2011 über zusätzliche Aspekte der Technischen NOx-Vorschrift 2008 in Bezug auf besondere Anforderungen an Schiffsdieselmotoren mit Systemen zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR)
Vom 6. Dezember 2012
(VkBl. Nr. 24 vom 31.12.12.2012 S. 1009; 14.02.2018 S. 236 18; 12.09.2019 S. 681 aufgehoben)
Zur Nachfolgeregelung MEPC.291(71)
1 Einleitung
1.1 Die Technische NOx-Vorschrift 2008 (NOx Technical Code 2008; NTC 2008) sieht in Abschnitt 2.2.5 den Einsatz NOx-reduzierender Einrichtungen vor, wobei ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) zu diesen Einrichtungen zählt.
1.2 Der NTC 2008 beschreibt zwei Arten der Vorzulassung von Motorenanlagen mit NOx-reduzierenden Einrichtungen:
1.3 Nach Absatz 2.2.5.1 NTC 2008 soll die mit selektiver katalytischer Reduktion aus gerüstete Motorenanlage auf einem Prüfstand geprüft werden (Schema A). In Fällen, in denen dies aus den in Absatz 3.1.1 dieser Richtlinien angegebenen Gründen nicht zweckmäßig ist, sind die in diesen Richtlinien für Schema B festgelegten Bestimmungen anzuwenden.
1.4 Die Verwaltungen sind aufgefordert, diese Richtlinien bei der Zulassung von Motoren mit selektiver katalytischer Reduktion zu berücksichtigen.
2 Allgemeines
2.1 Zweck
2.1.1 Der Zweck dieser Richtlinien ist es, zusätzlich zu den NTC 2008 Vorschriften eine Anleitung für die Auslegung, die Prüfung, die Besichtigungen und die Zulassung von Schiffsdieselmotoren mit einem SCR-System zu geben, um die Einhaltung der Vorschriften der Anlage VI Regel 13 von MARPOL sicherzustellen.
2.2 Anwendungsbereich
2.2.1 Diese Richtlinien gelten für Schiffsdieselmotoren, die im Hinblick auf die Einhaltung der Anlage VI Regel 13 von MARPOL mit einem SCR-System ausgerüstet sind.
2.3 Begriffsbestimmungen
2.3.1 Sofern nichts anderes vorgeschrieben ist, haben die in diesen Richtlinien verwendeten Begriffe die ihnen in Anlage VI Regel 2 von MARPOL und in Abschnitt 1.3 NTC 2008 zugewiesene Bedeutung.
2.3.2 Der Ausdruck "Motorenanlage mit SCR" bezeichnet ein System bestehend aus einem Schiffsdieselmotor, einer SCR-Kammer und einer Reduktionsmittel-Einspritzanlage. Ist eine Regelungseinrichtung für die NOx-reduzierende Wirkung vorhanden, gilt diese ebenfalls als Bestandteil des Systems.
2.3.3 Der Ausdruck "Katalysatorblock" bezeichnet einen Block bestimmter Größe, durch den die Abgase geführt werden und der an der Innenseite eine Katalysatorbeschichtung auf weist, um den NOx-Anteil in den Abgasen zu verringern.
2.3.4 Der Ausdruck "SCR-Kammer" bezeichnet eine zusammengehörige Baueinheit, die den Katalysatorblock bzw. die Katalysatorblöcke enthält und durch die die Abgase und das Reduktionsmittel geleitet werden.
2.3.5 Der Ausdruck "Reduktionsmittel-Einspritzsystem" bezeichnet ein System bestehend aus der (den) Pumpe(n) zur Förderung des Reduktionsmittels in die Düse(n), der (den) Düse(n), über die das Reduktionsmittel in den Abgasstrom eingesprüht wird, und der (den) Regelungseinrichtung(en) für den Einsprühvorgang.
2.3.6 Der Ausdruck "AV-Wert (Flächengeschwindigkeit)" bezeichnet einen Wert des Abgasdurchsatzes durch die Katalysatorblöcke (m3/h) pro aktiver Gesamtfläche der Katalysatorblöcke in der SRC-Kammer (m2). Der AV-Wert wird daher in (m/h) angegeben. Unter Abgasvolumenstrom versteht man das Volumen bei 0 °C und 101,3 kPa.
2.3.7 Der Ausdruck "SV-Wert (Raumgeschwindigkeit)" bezeichnet einen Wert des Abgasdurchsatzes durch den (die) Katalysatorblock (Katalysatorblöcke) (m3/h) pro Gesamtvolumen des (der) Katalysatorblocks (Katalysatorblöcke) in der SRC-Kammer (m3). Der SV-Wert wird daher in (1/h) angegeben. Unter Abgasvolumenstrom versteht man das Volumen bei 0°C und 101,3 kPa.
2.3.8 Der Ausdruck "Gesamtvolumen des Katalysatorblocks" bezeichnet das Volumen (m3) auf der Grundlage der Außenabmessungen des Katalysatorblocks.
2.3.9 Der Ausdruck "LV-Wert (lineare Geschwindigkeit)" bezeichnet einen Wert des Abgasdurchsatzes durch den (die) Katalysatorblock (Katalysatorblöcke) (m3/h) pro Katalysatorblockabschnitt (m2) in der normalen Richtung des Abgasflusses. Der LV-Wert wird daher in (m/h) angegeben. Unter Abgasvolumenstrom versteht man das Volumen bei 0°C und 101,3 kPa.
2.3.10 Der Ausdruck "Blockabschnitt" bezeichnet die Querschnittsfläche (m2) des Katalysatorblocks auf der Grundlage der äußeren Abmessungen.
Der Ausdruck "NOx- Reduktionsrate η" bezeichnet einen Wert, der sich aus folgen der Formel ableitet, wobei n in % angegeben wird:
(CEinlass - CAuslass) | ||
η= |
| · 100 |
CEinlass |
Dabei ist
CEinlass = NOx-Konzentration (ppm) gemessen am Eintritt der SCR- Kammer
CAuslass = NOx-Konzentration (ppm) gemessen am Austritt der SCR-Kammer
3 Verfahren zur Vorzulassung
3.1 Allgemeines
3.1.1 Motorenanlagen mit selektiver katalytischer Reduktion sollen in Übereinstimmung mit Kapitel 2 NTC 2008 zugelassen werden. In Fällen, in denen kombinierte Motoren-/SCR-Anlagen aufgrund ihrer Größe, Konstruktion und sonstiger Beschränkungen weder auf einem Prüfstand geprüft werden können noch eine bordseitige Prüfung durchgeführt werden kann, die die Anforderungen des Kapitels 5 des NTC 2008 vollständig erfüllt, sollen die Verfahren gemäß Schema B dieser Richtlinien angewendet werden.
3.1.2 Der Antragsteller für eine Zulassung, z.B. der Motorenhersteller, soll die verantwortliche Einheit für die gesamte "Motorenanlage mit selektiver katalytischer Reduktion" sein.
3.1.3 Der Antragsteller soll alle erforderlichen Unterlagen, einschließlich der Technischen Akte für das gesamte System, einer Beschreibung des vorgeschriebenen bordseitigen NOx-Nachweisverfahrens und gegebenenfalls der Beschreibung des Bestätigungsprüfverfahrens, bereitstellen.
3.2 Technische Akte und bordseitige NOx-Nachweisverfahren
3.2.1 Zusätzlich zu den in Absatz 3.1.3 dieser Richtlinien und in Abschnitt 2.4 NTC 2008 gemachten Angaben sollen bei Motorenanlagen mit selektiver analytischer Reduktion folgende Angaben in die Technische Akte aufgenommen werden:
3.3 Maßnahmen zur Minimierung des Reduktionsmittelschlupfs
3.3.1 Wird bei der selektiven katalytischen Reduktion eine Harnstofflösung, Ammoniaklösung oder Ammoniakgas als Reduktionsmittel eingesetzt, so sollen Vorkehrungen getroffen werden, um einen Reduktionsmittelschlupf zu vermeiden, damit es nicht zu einer Überdosierung von Reduktionsmittel kommt. Das Reduktionsmittel-Einspritzsystem muss so ausgelegt sein, dass keine Schadstoffe aus dem System austreten.
3.4 Verfahren zur Vorzulassung
3.4.1 Die Prüfung und Vorzulassung einer Motorenanlage mit selektiver katalytischer Reduktion sollen entweder auf der Grundlage von Schema A (siehe Abschnitt 5 dieser Richtlinien) oder von Schema B (siehe Abschnitt 6 dieser Richtlinien) erfolgen.
3.5 EIAPP-Zeugnis
3.5.1 Von der Verwaltung soll nach der Genehmigung der Technischen Akte ein Internationales Motorenzeugnis über die Verhütung der Luftverunreinigung (EIAPP-Zeugnis; siehe Anhang I der NTC 2008) ausgestellt werden.
3.5.2 Entscheidet sich ein Antragsteller bei der Vorzulassung für Schema B, so soll die erstmalige Besichtigung zur Ausstellung des IAPP-Zeugnisses erst dann abgeschlossen werden, wenn die bordseitige erstmalige Bestätigungsprüfung konforme Ergebnisse zeigt. Der Antragsteller trägt bis zur endgültigen Annahme des Systems die Verantwortung.
4 Familien- und Gruppenkonzepte für Motorenanlagen mit SCR
4.1 Die Vorschriften des Kapitels 4 NTC 2008 gelten auch für Motorenanlagen mit selektiver katalytischer Reduktion.
5 Prüfverfahren für Schema A
5.1 Allgemeines
5.1.1 Eine Prüfung nach Schema A für eine kombinierte Motorenanlage mit selektiver katalytischer Reduktion dient dem Zweck, die Einhaltung der vorgeschriebenen geltenden Grenzwerte für NOx-Emissionen nach Anlage VI von MARPOL sicherzustellen. Hierbei sollen die Prüfstandmessvorschriften nach Maßgabe von Kapitel 5 NTC 2008 angewendet werden.
5.2 Berechnung der gasförmigen Emissionen
5.2.1 Das Berechnungsverfahren nach Abschnitt 5.12 NTC 2008 gilt ebenfalls für Motorenanlagen mit selektiver katalytischer Reduktion. Für die in den Abgasstrom eingespritzte Reduktionsmittellösung wird in Bezug auf ihre Wirkung auf die Berechnung des Abgasmassenstroms (Anhang VI) oder des Trocken-/Feucht-Korrekturfaktors (Gleichung (11), Absatz 5.12.3.2.2 NTC 2008) keine Toleranz eingeräumt. Der NOx-Korrekturfaktor für Feuchtigkeit und Temperatur (Gleichungen (16) und (17), Absätze 5.12.4.5 und 5.12.4.6 NTC 2008) soll nicht angewendet werden.
5.2.2 Bei einer Motorenanlage mit selektiver katalytischer Reduktion sollen die folgenden Parameter gemessen und gemäß Abschnitt 5.10 NTC 2008 im Motoren-Prüfbericht vermerkt werden:
6 Prüfverfahren für Schema B
6.1 Allgemeines
6.1.1 Eine Prüfung nach Schema B für eine Motorenanlage mit selektiver katalytischer Abgasreduktion dient dem Zweck, die Einhaltung der vorgeschriebenen geltenden Grenzwerte für NOx-Emissionen nach Anlage VI von MARPOL sicherzustellen. Nach Schema B sind folgende Prüfverfahren vorgesehen:
6.1.2 18 Die Berechnung von gasförmigen Emissionen in Absatz 6.1.1.1 dieser Richtlinien soll in Übereinstimmung mit Absatz 5.2.1 dieser Richtlinien durchgeführt werden.
6.2 Nachweisprüfung für einen Motor
6.2.1 Die Prüfung eines Motors dient dazu, die in Abschnitt 6.4 dieser Richtlinien benötigten Emissionswerte zu ermitteln. Die Messungen sind in Übereinstimmung mit Kapitel 5 NTC 2008 durchzuführen.
6.2.2 Absatz 5.9.8.1 NTC 2008 sieht vor, dass bei einer Motorenanlage der Motorzustand in jeder Motorleistungsstufe gemessen wird. Dies gilt ebenfalls für einen Motor mit SCR-System. Zusätzlich muss die Abgastemperatur am vorgesehenen Eintritt zur SCR-Kammer ermittelt und gemäß Abschnitt 5.10 NTC 2008 im Prüfbericht vermerkt werden.
6.3 Prüfverfahren für SCR-Kammern
6.3.1 Allgemeines
6.3.1.1 Bei einer zur Zulassungsprüfung anstehenden SCR-Kammer kann es sich entweder um eine SCR-Kammer in voller Größe oder um eine maßstabsgetreu veränderte Version handeln. Eine SCR-Kammer muss den Nachweis erbringen, dass sie in der Lage ist, die erwartete Verringerung der NOx-Konzentrationen (ppm) in den nach Abschnitt 6.2 dieser Richtlinien gemessenen Abgasen zu erbringen. Aus diesem Grund soll die NOx-Reduktionsrate der SCR-Kammer für jede einzelne Motorleistungsstufe bestimmt werden. Bei einer maßstabsgetreu veränderten Version der SCR-Kammer muss die Skalierung entsprechend den Anforderungen der Verwaltung zugelassen sein.
6.3.2 Prüfbedingungen für jede Leistungsstufe
6.3.2.1 Abgas, Katalysator, Reduktionsmittel und Einspritzsystem sollen für jede Leistungsstufe folgende Bedingungen erfüllen:
1. Abgasstrom
Für die Prüfung soll die Abgasdurchsatzrate entsprechend skaliert werden, um die Abmessungen des Katalysatormodells zu berücksichtigen.
2. Abgaszusammensetzung
Bei den für die Prüfung verwendeten Abgasen soll es sich um Abgase aus Dieselmotoren oder um nachgebildete Gaszusammensetzungen handeln. Bei der Verwendung von Dieselabgasen sollen diese hinsichtlich ihrer Konzentration von NO, NO2, O2, CO2 und SO2 (+/- 5 % der vorgeschriebenen Konzentration für jede Emissionsart) den Abgasen in Abschnitt 6.2 dieser Richtlinien entsprechen.
Bei der Verwendung einer nachgebildeten Gaszusammensetzung soll diese hinsichtlich ihrer Konzentration dem Abgas in Abschnitt 6.2 dieser Richtlinien entsprechen, bei NO, NO2, O2, CO2, H2O und SO2 (+/- 5 % der erforderlichen Konzentration für jede Abgasart) N2 ausgleichen.
3. Abgastemperatur
Die Temperatur der für die Prüfung verwendeten Abgase soll den Temperaturen entsprechen, die aus der Prüfung nach Abschnitt 6.2 dieser Richtlinien erhalten werden, wobei sicherzustellen ist, dass die SCR-Kammer entgegen den Bestimmungen in Absatz 3.1.4 der Technischen NOx-Vorschrift 2008 in jeder Leistungsstufe aktiviert wird und dass es nicht zur Bildung von Ammoniumbisulfat oder zur Zerstörung von Reduktionsmittel kommt.
4. Katalysatorblock und AV-, SV-Wert
Die bei der Prüfung verwendeten Katalysatorblöcke sollen die Katalysatorblöcke repräsentieren, die für die SCR-Kammern im Betrieb verwendet werden sollen. Der AV-, SV- oder LV-Wert soll bei Prüfungen in voller Größe +/- 20 % des vorgeschriebenen Werts betragen, der bei einer Prüfung gemäß Abschnitt 6.2 dieser Richtlinien ermittelt wird. Bei skalierten Prüfungen soll der Wert entsprechend sein.
5. Reduktionsmittel
Die Reduktionsmittelkonzentration soll repräsentativ sein für die im Realbetrieb verwendete Konzentration des Reduktionsmittels in den Abgasen.
6.3.3 Messstabilität
6.3.3.1 Alle Messwerte sollen nach Erreichen des Beharrungszustandes eingetragen werden.
6.3.4 Liste von Daten, die aus dem Modell abgeleitet werden können
6.3.4.1 Die Betriebsdaten in der Technischen Akte sollen aus der Modellierung abgeleitet oder anderweitig begründet werden.
6.3.4.2 Abgasanalysatoren sollen den Bestimmungen der Anhänge III und IV NTC 2008 oder den Anforderungen der Verwaltung entsprechen.
6.3.5 Prüfbericht für die SCR-Kammer
6.3.5.1 Die gemäß Absatz 6.3.1.1 dieser Richtlinien vermerkten Daten sollen entsprechend Abschnitt 5.10 NTC 2008 in den Prüfbericht aufgenommen werden.
6.4 Berechnung der spezifischen Emissionen
6.4.1 Der NOx-Emissionswert der Motorenanlage mit selektiver katalytischer Abgasreduktion soll wie folgt berechnet werden:
Dabei ist ηi = NOx-Reduktionsrate (%) nach Abschnitt 6.3 dieser Richtlinien
qmgas = Massenstrom von NOx-Gas gemessen nach Abschnitt 6.2 dieser Richtlinien
WFi = Wichtungsfaktor
Pi = gemessene Leistung an einzelnen Prüfpunkten gemäß Abschnitt 6.2 dieser Richtlinien Die Wichtungsfaktoren und die Anzahl der in dieser Berechnung verwendeten Prüfstufen müssen den Bestimmungen des Abschnitts 3.2 NTC 2008 entsprechen.
6.4.2 Der nach Maßgabe des Absatzes 6.4.1 dieser Richtlinien berechnete NOx-Emissionswert (g/kWh) soll mit dem geltenden Emissionsgrenzwert verglichen werden: Dieser Emissionswert wird unter Absatz 1.9.6 des Nachtrags zum EIAPP-Zeugnis (Anhang I der NTC 2008) eingetragen.
6.5 Prüfberichte zur Vorlage bei der Verwaltung
6.5.1 Der Prüfbericht, auf den in den Absätzen 6.2.2 und 6.3.5.1 dieser Richtlinien Bezug genommen wird, sowie die Daten aus Abschnitt 6.4 dieser Richtlinien sind in die der Verwaltung vorzulegenden Gesamtunterlagen aufzunehmen.
7 Bordseitige Bestätigungsprüfung für Schema B
7.1 Nach Einbau einer Motorenanlage mit SRC-System an Bord und vor ihrer Inbetriebnahme soll eine bordseitige erstmalige Bestätigungsprüfung durchgeführt werden.
7.2 Die Motorenanlage mit SCR-System soll darauf hin überprüft werden, ob es der Beschreibung in der Technischen Akte entspricht.
7.3 Die Bestätigungsprüfung soll unabhängig vom Prüfzyklus möglichst nahe bei 25 %, 50 % und 75 % der Nennleistung durchgeführt werden.
7.4 An jedem Prüfpunkt der Bestätigungsprüfung sollen die Betriebswerte der Technischen Akte überprüft werden.
7.5 Die Konzentrationen der NOx-Emissionen sollen am Ein- und Austritt der SRC-Kammer gemessen werden. Es soll eine Berechnung der NOx-Reduktionsrate vorgenommen werden. Beide Werte sollen entweder auf trockener oder auf feuchter Basis gemessen werden. Der für die NOx-Reduktionsrate ermittelte Wert ist mit dem für die erstmalige Bestätigungsprüfung vorgeschriebenen Wert an jedem Prüfpunkt gemäß den Angaben in der Technischen Akte zu vergleichen. Die an jedem Prüfpunkt erhaltenen Reduktionseffizienzwerte dürfen nicht mehr als 5 % niedriger sein als die entsprechenden Werte in der Technischen Akte.
7.6 Die NOx-Analysatoren sollen die Anforderungen des Kapitels 5 NTC 2008 erfüllen.
7.7 Gehört eine Motorenanlage mit selektiver katalytischer Reduktion einer der in Kapitel 4 dieser Richtlinien definierten Gruppe an, dann soll die Bestätigungsprüfung nur für den Stammmotor der Gruppe durchgeführt werden.
1) Selective Catalytic Reduction - SCR
*) Die Technische Vorschrift über die Kontrolle der Stickoxid-Emissionen aus Schiffsdieselmotoren (Technische NOx-Vorschrift 2008; MEPC.177(58) - VkBl. 2010 S. 290) sieht in Abschnitt 2.2.5 den Einsatz stickoxidreduzierender Einrichtungen vor. Ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) zählt zu diesen Einrichtungen.
Am 15. Juli 2011 hat der Ausschuss für den Schutz der Meeresumwelt (MEPC) der Internationalen Seeschifffahrts-Organisation mit der Entschließung MEPC.198(62) die "Richtlinien von 2011 über zusätzliche Aspekte der Technischen NOx-Vorschrift 2008 in Bezug auf besondere Anforderungen an Schiffsdieselmotoren mit Systemen zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR)" angenommen. Die Verwaltungen sind aufgefordert, diese bei der Zulassung von Motoren mit SCR-Systemen zu berücksichtigen.
Die Richtlinien werden nachstehend veröffentlicht.
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