Unter der ›Toplaterne‹

markt und meinung

Verschärfte Emissions-Grenzwerte in der Schifffahrt sind sicher: Mehrere Partner haben sich im Leuchtturmprojekt e4ships zusammengefunden, um die Alternative Brennstoffzelle zu erproben auch auf Kreuzfahrtschiffen.

08. September 2009

••• Gegenüber herkömmlichen Schiffsaggregaten können Brennstoffzellen (BZ) dazu beitragen, Emissionen zu verringern. Karin Roth, Staatssekretärin beim Bundesverkehrsminister(BMVBS) ist sich sicher: »Neben Autos und Flugzeugen müssen auch Schiffe sauberer werden. Die Brennstoffzelle ist heute schon eine echte Alternative, um in unseren Häfen Emissionen und Energie in beachtlicher Größenordnung einzusparen.« Denn in immer mehr Häfen gelten oder kommen strenge Umweltverordnungen, die Emissionsobergrenzen vorschreiben, sogenannte ECA-Zonen. Im Nord- und Ostseeraum ist es schon heute nötig, mit schwefelarmen Brennstoffen zu fahren, auch für Häfen gelten diese Bestimmungen.

Nun haben sich namhafte deutsche Werften und Reedereien, führende Hersteller von BZ sowie Klassifizierungsgesellschaften zusammengeschlossen und das Leuchtturmprojekt ›e4ships‹ mit einem Gesamtbudget von über 50Mio.€ gestartet. Es ist Bestandteil des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie(NIP) und wird zur Hälfte vom Bundesverkehrsministerium gefördert. Ziel des bis 2016 laufenden Projekts: Die Funktionsfähigkeit von BZ in der Bordenergieversorgung von Schiffen unter Alltagsbedingungen nachzuweisen. Die Herausforderungen sehen die Partner in der Systemintegration in verschiedenen Schiffstypen und der Ableitung einheitlicher technischer Standards.

»Kurz- bis mittelfristig werden für den Nord- und Ostseeraum, für Nordamerika und die Karibik sowie für das Mittelmeer, Singapur, Australien und Teile Ostasiens ECA-Gebiete ausgewiesen«, erklärt Gerhard Untiedt von der Meyer Werft. Er ist Projektleiter des Moduls ›Pa-x-ell‹ bei e4ships. Damit gebe es dann für die Hauptseefahrgebiete klare Vorgaben für NOX, SOX und Ruß. »Bis 2020 sollen die Schwefelemissionen für die Schifffahrt auf 0,1Prozent weltweit begrenzt werden. Das sind Schritte, die neue Technologien notwendig und auch die Brennstoffzelle interessant machen können.« Bestehende Technologien wie etwa Verbrennungsmotoren kämen immer mehr an ihre Emissions- und Wirkungsgradgrenzen.

HyFerry und SchIBZ mit Hybridsystemen

Insgesamt ist e4ships in bislang drei Demoprojekte und ein übergeordnetes Dachprojekt unterteilt: Im Dachprojekt ›Toplaterne‹ bearbeiten die Partner gemeinsam alle Fragen zur ökologischen, technischen und wirtschaftlichen Bewertung.

Im Projekt ›HyFerry‹ werden Fährschiffe in küstennahen Bereichen mit Niedertemperatur-PEM ausgestattet. Dazu entwickeln die Partner ein Wasserstoff-Hybridschiff. »Die neuen Schiffe werden Elektromotoren verwenden, die primär durch Brennstoffzellen angetrieben und bei Bedarf durch Batteriestrom ergänzt werden«, sagt Brigitte Behrends von Beluga Shipping.

Das Projekt ›SchIBZ‹ entwickelt eine Hochtemperatur-BZ-Anlage mit Dieselreformierung, die dann im Alltagsbetrieb auf hoher See getestet wird. Ebenfalls als Hybridsystem soll sie bei Yachten und Spezialschiffen ihren Einsatz finden. Im dritten Demoprojekt ›Pa-x-ell‹ wird zunächst ein MCFC-Modul entwickelt, das auf einem Kreuzfahrtschiff erprobt werden und dezentral Strom und Wärme erzeugen soll.

Dabei hat die Meyer Werft gute Gründe, sich an ›Pa-x-ell‹ als Projektführer zu beteiligen. »Gerade Passagierschiffe stehen permanent im Fokus der Öffentlichkeit und müssen daher ökologisch an der Spitze stehen. Das ist und war immer unser Bestreben«, sagt Untiedt. An der Verbesserung der BZ für die Schifffahrt zu arbeiten sei wichtig, denn »sie haben im Vergleich zu herkömmlichen Technologien ein zu niedriges Leistungsgewicht also zu wenig Kilowatt pro Tonne Eigengewicht ein zu großes Volumen und einen noch viel zu hohen Preis.«

Die Partner von Pa-x-ell werden in zwei Umsetzungsstufen vorgehen. In nachfolgenden Projekten ist dann die Verwirklichung weiterer Stufen angedacht. In der ersten Phase geht es um Entwicklung und Test einer BZ mit etwa 500kW. Zu Beginn wollen sie an Leistungsgewichten und Volumen sowie an den notwendigen Infrastrukturen an Bord arbeiten. Getestet werden soll das neu entwickelte Modul voraussichtlich auf einem der neuen Schiffe von Aida Cruises, welches die Meyer Werft 2012 fertigstellen wird. Es ist geplant, Strom und Wärme in die Bordnetze einzuspeisen, um das Modul im Unterstützungsbetrieb zu erproben.

In der zweiten Stufe steht dann die Weiter-entwicklung zu einem dezentralen Energiekonzept an. In einen Schiffsabschnitt will die Meyer Werft gemeinsam mit ihren Partnern zwei oder drei Module mit einer Leistung von zusammen mehr als 1MW testen. »Durch die dezentrale Anordnung werden die heute großen Energieströme an Bord wesentlich reduziert und die Redundanz der Versorgung an Bord in Stör- und Havariefällen enorm erhöht«, erklärt Untiedt. Die zweite Phase würde auf einem weiteren Schiff umgesetzt, die Erfahrungen der ersten Stufe würden mit einfließen.

Wann die BZ bei Kreuzfahrtschiffen dann in Serie gehen kann, dazu lasse sich noch keine fundierte Aussage machen. »Es spielen nicht nur technische Voraussetzungen eine Rolle, sondern auch Verfügbarkeit, die Entwicklung internationaler Vorschriften und etliche weitere Aspekte«, führt Untiedt aus. »Wir gehen aber davon aus, dass es in der zweiten Hälfte des nächsten Jahrzehntes soweit sein könnte. Das Interesse unserer Kunden ist jetzt schon da.« •••

Erschienen in Ausgabe: 03/2009