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Brennstoffzellen für die Schifffahrt: Erster Praxistest für 2021 geplant

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Das Forschungsprojekt Pa-X-ell2 geht mit einem Konsortium aus acht Projektpartnern in die nächste Phase: Ziel ist die Untersuchung und Entwicklung eines dezentralen Energienetzwerkes und eines hybriden Energiesystems mit einer neuen Generation von Brennstoffzellen für den Einsatz auf Hochsee-Passagierschiffen.

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Kreuzfahrtschiffen mit Brennstoffzellenantrieb: 2021 sind erste Praxistests an Bord der AIDAnova geplant.
Kreuzfahrtschiffen mit Brennstoffzellenantrieb: 2021 sind erste Praxistests an Bord der AIDAnova geplant.
(Bild: Freudenberg Sealing Technologies)

In dem Zukunftsprojekt zu nachhaltiger, CO2-freier Mobilität auf See wollen die größte Werft für den Bau von Kreuzfahrtschiffen – die Meyer Werft in Papenburg – und Freudenberg Sealing Technologies künftige Generationen von Kreuzfahrtschiffen mit Brennstoffzellenantrieb ausrüsten. Bereits 2021 sind erste Praxistests an Bord des Kreuzfahrtschiffes AIDAnova geplant. Zum Projektkonsortium gehören neben der Meyer Werft die Lürssen Werft, die Klassifikationsgesellschaft DNV GL, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, die Carnival Maritime GmbH, Besecke und EPEA GmbH.

Die nachhaltige Senkung von Emissionen ist in der Schifffahrt ein wichtiges Thema. Die globale Schifffahrt, vertreten durch die IMO (International Maritime Organization), hat sich zum Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 die Treibhausgasemissionen um 50 Prozent zu reduzieren. Zudem sollen die Emissionen von Abgasen vor allem in Küstengewässern deutlich reduziert werden. Bereits heute sind weltweit in vielen Küstenregionen entsprechende Emissionskontrollgebiete und Fahrverbotszonen eingerichtet oder werden sogar noch ausgeweitet.

Mit der AIDAnova wurde im vergangenen Jahr das erste Kreuzfahrtschiff der Welt in Dienst gestellt, das vollständig mit emissionsarmem Flüssigerdgas (LNG) betrieben wird. Die Nutzung von LNG ist derzeit die umweltfreundlichste Lösung im Schiffsbetrieb. Dadurch wird der Ausstoß von Feinstaub und Schwefeloxiden nahezu vollständig vermieden, Stickoxide und CO2-Emissionen werden reduziert.

Das Wachstum in diesem Segment ist ungebremst. Nach Angaben der Cruise Lines International Association (CLIA) gibt es aktuell etwa 270 Schiffe der weltweiten CLIA-Mitglieder. Dabei ist der Anteil der Kreuzfahrtschiffe mit unter einem Prozent gemessen an der Welthandelsflotte von weltweit ungefähr 90.000 Schiffen eher gering. Denn perspektivisch ben

ötigen auch Tanker und Frachtschiffe in den kommenden Jahren eine Umrüstung auf umweltfreundliche Antriebe und Energiesysteme.

Das Brennstoffzelle im maritimen Einsatz

Brennstoffzellen arbeiten, anders als herkömmliche Motoren, nach dem Prinzip der sogenannten kalten Verbrennung, einem elektrochemischen Prozess, der sich durch eine hohe Effizienz auszeichnet und sich ohne mechanische Beanspruchung der Komponenten vollzieht. Brennstoffzellen werden in verschiedenen Systemen ausgelegt, die sich vor allem durch ihre Leistungsklasse, ihre Betriebstemperatur und die eingesetzten Brennstoffe unterscheiden.

Wird als Energieträger Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen eingesetzt, ist ein weitgehend emissionsfreier Betrieb der Brennstoffzellen möglich, bei dem lediglich Wasserdampf emittiert wird. Werden Diesel oder Erdgas als Treibstoffe verwendet, können die Emissionen zum einen wegen der höheren Effizienz der Anlagen gegenüber herkömmlichen Antriebssystemen und zum anderen wegen der günstigeren Emissionsbilanz deutlich reduziert werden. Brennstoffzellen können dabei sowohl konventionelle Schiffsmotoren als auch die Hilfsaggregate für die Versorgung der Nebenverbraucher ersetzen.

Das Prinzip Brennstoffzelle.
Das Prinzip Brennstoffzelle.
(Bild: e4ships)

Effizienz und niedriger Schadstoffausstoß zeichnen den Einsatz von Brennstoffzellen generell aus. Dies entlastet die Umwelt und senkt langfristig die Kosten. Die Bereitstellung von Wärme bzw. Kälte durch Kraft-Wärme-Kopplung ist besonders vorteilhaft für Schiffe, die hier einen hohen Bedarf haben, bspw. Containerschiffe oder Kreuzfahrtschiffe. Letztere profitieren zudem vom leisen und vibrationsarmen Betrieb der Brennstoffzellen. Fähren, die von Brennstoffzellen angetrieben werden, fahren zudem komplett emissionsfrei und können so auch in sensiblen Seegebieten, wie dem Wattenmeer, eingesetzt werden.

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