Eine »grünere« Schifffahrt ist das Ziel eines integrativen Projektes im deutsch-

nieder­ländischen Grenzraum. Mitte Mai fand die Abschlusskonferenz im niederländischen Heeg statt

Eine umweltfreundlichere Schifffahrt stand im Fokus des Forschungsprojektes »Marigreen«. Das Themenspektrum für die See- und Küstenfahrt reichte von Windantriebssystemen über die Verwendung von LNG und Wasserstoff und modernste Logistikkonzepte bis hin zur innovativen Sicherheitsausbildung. Das von 63 Partnern begleitete Programm mit einem Budget von 9,9Mio. € sollte praxisnahe Lösungen finden. »Nicht für die Schublade, sondern für die konkrete Anwendung«, lautete der Leitspruch.

Zur Abschlusskonferenz konnte eine Vielzahl von Prototypen beim »Innovation market« auf dem Gelände von Scheepsmotoren Heeg präsentiert werden. Dabei zeigte sich, dass es vielfältiger Lösungen bedarf, um die Energiewende auch in der maritimen Wirtschaft voranzutreiben und die Wettbewerbsfähigkeit der Branche auszubauen.

Dazu sei es, wie Carl-Ulfert Stegmann, Geschäftsführer der AG Norden Frisia in Norddeich forderte, auch notwendig, dass der Bund sich im Hinblick auf die Unterstützung der Reedereien breiter aufstellt und nicht nur punktuell die Verwendung einzelner Kraftstoffe fördert, wie derzeit in Deutschland im Rahmen der LNG-Richtlinie praktiziert.

Unter den Projekten mit möglicher Ausstrahlung auf die Binnenschifffahrt stieß die Studie über »Perspektiven für den Einsatz von Wasserstoff als Kraftstoff in der Binnenschifffahrt« auf hohes Interesse. Während LNG bereits an Bord einiger Schiffe eingesetzt wird, gibt es für den Einsatz von Wasserstoff als Energieträger bislang nur wenige Beispiele. Denn die Kosten für die Produktion als auch für die Schiffsumrüstung sind noch erheblich.

Dennoch unterstreicht die Studie die grundsätzliche technische Umsetzbarkeit. Diese Einschätzung fußt auf den Analysen der vorhandenen und künftigen Wasserstoffinfrastruktur, diverser Speichertechnologien sowie der Energiewandlung. Exemplarisch wurde dies für vier Binnenschiffstypen (Frachtschiff, Schubverband, Rheinfähre und ein Kabinen-/Passagierschiff) herausgearbeitet.

Betrachtet wurden ferner die besonderen Anforderungen an die Ausbildungs- und Trainingsmaßnahmen im Umgang mit verschiedenen Wasserstofftechnologien. Auch die Rechtslage wurde analysiert und daraus in Handlungsempfehlungen abgeleitet. Um die Einstiegshürden zu reduzieren, empfehlen die Autoren nachdrücklich, die Entwicklung und Förderung von Demonstrationsprojekten voranzutreiben, um die technische Machbarkeit praktisch nachzuweisen.

Verbesserte LNG-Tanks

Verflüssigtes Erdgas wird bereits als zukunftsfähige Energiequelle für Schiffe gesehen, erste Anwendungen bestätigen dies im Ansatz. Mit dem Einsatz von LNG steigt aber auch die Komplexität des Brennstoffsystems. Ein wesentlicher Bestandteil des Brennstoffsystems ist der mit LNG gefüllte Tank. Erdgas wird bei -160° C flüssig, der Tank braucht daher eine hochwertige Dämmung, um die Wärmeeinwirkung der Umgebung zu minimieren. Neben den hohen Kosten geht der Einbau der Tanks meist zulasten der Laderaumkapazität.

Im Zuge des Projekts wurden verschiedene Rahmenbedingungen für neue LNG-Tanktypen untersucht. Am Beispiel eines Fährschiffs mit beschränktem Tiefgang wurde der mögliche Einsatz eines neuen Niederdruck-Behälters untersucht. Durch das Prinzip von druckfesten vakuumisolierten dünnen Blechteilen, die als Tankwand genutzt werden, resultiert eine enorme Gewichtsreduzierung. So wird einerseits Laderaumverlust durch die Tankaufstellung vermeidbar, andererseits können so auch geometrisch freie Formen im Schiffsraum für Tanks genutzt werden.

Um den elektrischen Antrieb ging es in einem weiteren Projekt. Dabei wurde das Ausbildungsschiff MS »Emili« mit einem elektrischen Antrieb ausgestattet. Dazu kam ein 200 kW starker E-Motor auf die Welle, angetrieben von einem Dieselgenerator. In einer zweiten Phase wird zusätzliche Energie aus einer H2-Brennstoffzelle in Kombination mit einem Batteriepack geliefert.

Die Herausforderung besteht darin, ein Energiesystem (Energypack) auf der Basis der Gasturbinentechnologie zu entwickeln. Dieses soll gegenüber der heutigen Generation von Otto-Gasmotoren ein verbessertes Emissionsprofil aufweisen und einen vergleichbaren Wirkungsgrad haben (± 40%). Zudem soll das System über einen geschlossen Wärme-/Kältehaushalt und über einen integrierten Brennstofftank für LNG und/oder CNG verfügen.

Eine Steigerung des Wirkungsgrads sei durch die Nutzung der thermischen Eigenschaften des kalten LNG in der Turbine möglich, heißt es. LNG/CNG könnte als Brennstoff durch die Zugabe von Additiven optimiert werden, denkbar seien auch die Entwicklung eines Closed Loop-Systems im Energypack und die Entwicklung eines in dem Pack integrierten und für die Binnenschifffahrt geeigneten formunabhängigen Tanks für LNG/CNG.

Nach den Umbauarbeiten soll das Ausbildungsschiff »Emeli« an der Maritiemen Academie Harlingen eingesetzt werden, um weitere Erkenntnisse zu gewinnen.
Hermann Garrelmann