Brennstoffzelle und Schiffe: Sauber auf See

Brennstoffzelle und SchiffeDie Brennstoffzelle hat ein einfaches physikalisches Prinzip - ist aber technisch nicht leicht umzusetzen. Foto: Wikipedia

Die Schifffahrt gilt als einer der größten Luftverschmutzer in Europa. Deutsche Werften und Maschinenbauer arbeiten inzwischen daran, den qualmenden Schiffsdiesel im Maschinenraum überflüssig zu machen. Sie kombinieren Brennstoffzelle und Schiffe.

Erstmalig haben Unternehmen und Wissenschaftler  gebündelte Erkenntnisse zum Einsatz alternativer Antriebe in Hochseeschiffen vorgestellt. Demnach entwickeln sich speziell  Brennstoffzellen zu einer  Alternative für die Energieversorgung auf Schiffen.
Klaus Bonhoff, Geschäftsführer der nationalen Wasserstoff- und Brennstoffzellenallianz NOW, sprach anlässlich der Vorstellung der  Studienergebnisse  in Hamburg von einer „technologisch innovativen Antwort auf Klimaschutz- und Emissionsfragen“. Diese werden   in der Schifffahrt immer drängender. Nicht nur zum Betrieb der Bordsysteme von Schiffen, sondern auch für den Antrieb sei die Brennstoffzelle in Zukunft vorstellbar, sagte Bonhoff.
Seit 2009  hatte in Deutschland eine breite Allianz aus Unternehmen und Wissenschaft unter dem Namen E4Ships an sauberen Antrieben für Tanker, Kreuzfahrtschiffe und Luxusjachten geforscht.   Das ist auch  nötig, denn nicht nur Hafenstädte und  ökologisch sensible Küstenmeere leiden unter dem  Dieselqualm der Ozeanriesen. Nach Daten des BUND zählt die Schifffahrt zu einem der Hauptver­ursacher von Luftverschmutzung in ­Europa. Schweröl, das Haupttreibmittel der globalen Schiffsflotten, ist ein Abfallstoff der Raffinerieindustrie und enthält bis zu 3500-mal höhere Schwefelgehalte als Lkw-Diesel. Die Experten des Dessauer Umweltbundesamts sehen die globale Schifffahrt daher als eines der Hauptprobleme für eine saubere Mobilität im 21. Jahrhundert.

Deutsche Werften spielen bei Brennstoffzelle  vorne mit

Allerdings  setzen schärfere Gesetze zum Schadstoffausstoß  die Schifffahrtbranche weltweit unter Druck. Insbesondere in der EU, aber auch in den USA und in Kanada ist ein Ende des klassischen Schiffsdiesel am Horizont in Umrissen erkennbar. In Nord- und Ostsee sind Abgasfilter und  schwefelarmer Treibstoff seit vergangenem Jahr  Vorschrift. Und in vielen Binnenhäfen darf der Schiffsmotor nur noch maximal zwei Stunden angeschaltet werden. „Der politische Druck, auf saubere Antriebe umzuschwenken, steigt“, sagt Lars Langfeldt, Experte bei der Klassifikationsgesellschaft DNV GL, einer Art Tüv für Schiffe. In großen Teilen der Welt unterliegt die Branche allerdings immer noch keinerlei Beschränkungen.
Daher ist klar: Um Reeder und Werften in Deutschland zukunftsfähig zu halten, muss  ein Nachfolger des trägen Selbstzünders im Maschinenraum her. Im Fokus steht neben verflüssigtem Erdgas – sogenanntem LNG – insbesondere das Thema Brennstoffzelle und Schiffe. Sie soll in einer  hochseetauglichen Variante innerhalb weniger Jahre zur Marktreife entwickelt werden und sich  als Alternative zu  dreckigen Schiffsdieseln heutiger Tage etablieren. Hohe Kosten und technische Hürden haben die Serienfertigung der Aggregate allerdings immer wieder ausgebremst. Aber es gibt auch Erfolge. „Der deutsche Schiffbau befindet sich auf dem richtigen Kurs“, sagte Enak Ferlemann, parlamentarischer Staatssekretär im Bundesverkehrsministerium in Hamburg. Mit dem erreichten Technologievorsprung  werde der Industriestandort „sicher und zukunftsfähiger“. Das E4Ships-Projekt bezeichnete er als „Meilenstein“.

Brennstoffzelle und Schiffe: Das hat Potenzial

Tatsächlich hat sich in der Initiative fast alles zusammengefunden, was in der Branche Rang und Namen hat. Neben Werften wie Meyer, Blohm und Voss, Thyssen-Krupp-Marinesystems – ehemals HDW – sind auch Versicherer wie  Germanischer Lloyd und Universitäten beteiligt. Besonders große Kreuzfahrtschiffe, Containerfrachter, aber auch jene Megajachten, mit denen Milliardäre vom Schlage eines Roman Abramowitsch entlang den Partyküsten dieser Welt schippern, sollen technisch aufgerüstet werden.  Im Mittelpunkt steht, den müden  Diesel als Zentralaggregat im Schiffsbauch  durch dezentral angeordnete 500-Kilowatt-Brennstoffzellenmodule abzulösen oder  zu entlasten. Die Kraftpakete  sollen in Zukunft die komplette Stromversorgung an Bord übernehmen – von der Elektronik über die Ruderanlage bis hin zum Kühlhaus oder den Bordkränen. Der dreckige Hauptdiesel soll so an den Rand gedrückt werden. Das könnte klappen. „Die entwickelten Konzepte sind bordfähig und seetauglich“, sagt DNV GL-Experte Langfeldt.  Schadstoffemissionen hätten im Testbetrieb deutlich gesenkt werden können. „Die Erfolge sind sichtbar“, sagt er.
Bis es allerdings so weit ist, dass große Tanker oder Frachtschiffe ihren Hauptantrieb auf Brennstoffzellen umstellen können, wird es noch dauern. Bislang sei der Ökoantrieb nur auf „kleineren Schiffen“ vorstellbar, heißt es von der Wasserstoffallianz NOW. Die Systeme sind schlicht noch nicht leistungsfähig genug. Während moderne Automotoren eine Leistung von 100 bis 200 Kilowatt haben, rangieren große Schiffsdiesel oder Gasturbinen mitunter im Megawattbereich. Das schafft die Brennstoffzelle derzeit noch nicht. Daher gilt es  als Kardinalsweg, die Energieversorgung aller übrigen Energieverbraucher an Bord auf Öko zu trimmen. Die deutschen Hersteller seien weltweit hier führend, sagt DNV-GL-Experte Langfeldt. In Zukunft werde sich das zu einem Wettbewerbsvorteil  entwickeln. Bis es so weit ist, werden aber noch  einige Jahre ins Land gehen. Erst ab 2020 werden Brennstoffzelle und Schiffe zusammengehören.

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