Wasserstoff-Fähre aus Schottland: Grün dank Brennstoffzelle

Wasserstoff-Fähre aus Schottland: Grün dank Brennstoffzelle

In Schottland soll in wenigen Jahren die erste wasserstoffbetriebene Hochseefähre der Welt von Anker gehen. Sie könnte Blaupause für weitere Projekte werden.

Schiffe | Von Angela Schmid |

Bei Autos kann sich die Brennstoffzelle bisher nicht so richtig durchsetzen. Auch bei Bussen hinkt der Wasserstoffantrieb noch hinter der Batterie her. Das liegt vor allem an den hohen Kosten und der Infrastruktur, die noch dünner ist als das Ladesäulen-Netz. Im Schiffsverkehr haben Reeder den alternativen Antrieb aber längst auf dem Radar, auch wenn die Leistung bisher noch zu gering war.

Es sind die Orkneys, eine raue Region für sturmfeste Naturliebhaber, die Brennstoffzellen-Geschichte schreiben werden. Die Inselgruppe gehört zu Schottland und ist nur mit Fähren zu erreichen. Diese fahren wie fast überall mit Dieselantrieb. Die Orkney-Fähren könnten jedoch bald auf Wasserstoff umsteigen. Das ist zumindest die Idee eines Projektkonsortiums, das zeigen will, dass die Brennstoffzelle auf See funktioniert und den herkömmlichen Antrieb überflüssig machen kann.

Einfach ist das Unterfangen allerdings nicht, schließlich muss die Brennstoffzelle des kanadischen Herstellers Ballard Power Systems Schiffsbewegungen, Vibrationen und salzhaltiger Luft standhalten. Die Zellen von Ballard kommen bereits in diversen Fahrzeugen zum Einsatz und werden weltweit als besonders sicher und stabil erachtet. Gebaut und entwickelt wird der Antriebsstrang für die Fähre dennoch zuerst an Land, bevor er auf See eingesetzt wird.

Grüner Wasserstoff von Schottlands Küste

Das Konsortium aus acht Projektpartnern ist optimistisch. Ab 2021 soll die weltweit erste wasserstoffbetriebene Hochseefähre "HySeas III" mit Brennstoffzellen für den Personen- und Fahrzeugtransport in See stechen und dann zwischen zwei schottischen Inseln pendeln.

Der Wasserstoff ist nicht nur grün, sondern wird auch noch vor der Haustür erzeugt. Vor der Nordküste Schottlands gewinnt ein Wind-, Wellen- und Gezeitenkraftwerk Strom - weitaus mehr, als derzeit verbraucht wird. Den überschüssigen Strom nutzen die Schotten, um vor Ort Wasserstoff herzustellen. Genug, um die Fähre zu betreiben, die mit einem mobilen Trailer betankt wird. "Mit HySeas III können wir also nicht nur eine Weltneuheit im Schiffsbau realisieren, sondern auch eine einzigartige Treibstoffversorgung auf Basis lokaler erneuerbarer Energien", erklärt Projektkoordinator Martin Smith von der schottischen University of St. Andrews.

Die Wasserstoff-Fähre soll ein dieselbetriebenes Schiff ersetzen und emissionsfrei rund 120 Passagiere und 18 Fahrzeuge befördern. Für die schottische Werft Ferguson Marine ist das eine Herausforderung, da die gesamte Schiffsarchitektur umgekrempelt wird. Der schwere Schiffsmotor und der Schornstein sind überflüssig. Damit muss die Ausgewichtung der 35 Meter langen und zehn Meter breiten Fähre völlig neu konzipiert werden. Die Kosten sind enorm, geschätzt etwa das Vierfache einer Diesel-Fähre.

Nicht unbedingt 100 Prozent emissionsfrei

Der Einsatz von Brennstoffzellen auf Schiffen ist zwar nicht neu, bisher produzieren sie aber lediglich Strom an Bord. Um das auszubauen, wollen ABB und Ballard Power Systems eine Brennstoffzellentechnologie im Megawattbereich entwickeln. In dem schnell wachsenden Schifffahrtsmarkt sehen sie interessante Wachstumsmöglichkeiten für emissionsfreie Brennstoffzellentechnologien. "Die nächste Generation von Schiffen wird elektrisch, digital und vernetzt sein", ist Peter Terwiesch, Leiter der Division Industrieautomation bei ABB, überzeugt.

Als Antrieb wird Wasserstoff bisher nicht eingesetzt. Vielleicht ist die Orkney-Fähre eine Hoffnung für die Schifffahrt und die Umwelt. Laut Berichten der britischen Zeitung The Guardian emittiert ein einziger Mega-Frachter so viele krebs- und asthmaerzeugende Stoffe wie 50 Millionen Pkw.

Das Orkney-Projekt ist ein von der Europäischen Union gefördertes Forschungsprojekt mit einem Volumen von etwa 12,6 Millionen Euro, an dem auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt ist. Sie untersuchen, ob das neue Schiffskonzept wirtschaftliche und ökologische Vorteile im Vergleich zu anderen Antriebskonzepten hat. Zwar werden bei der Wasserstoffherstellung und während des Fährenbetriebs keine direkten Schadstoffe und Emissionen freigesetzt, allerdings gibt es Faktoren, die die Bilanz trüben können. "So werden für den Herstellungsprozess möglicherweise Rohstoffe mit geringer Verfügbarkeit benötigt", erklärt Thomas Vogt, Abteilungsleiter Energiesystemanalyse beim DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme. "Abbau, Transport und Verarbeitung sind zum Teil energieintensiv und können die CO2-Bilanz erheblich beeinflussen, sofern hierfür keine Erneuerbaren Energien eingesetzt werden. Auch die Entsorgung kann zu Umweltbelastungen führen."

Erstes vollelektrisches Containerschiff startet in Norwegen

Langfristig, so Vogt, könnte "HySeas III" aber die Blaupause für weitere Fährverbindungen in ganz Europa liefern. "Unsere Analyse soll zeigen, inwiefern die Umsetzung eines wasserstoffbetriebenen Fährbetriebs nicht nur vor den Orkney-Inseln, sondern auch auf weiteren Strecken in Europa möglich und sinnvoll ist."

Beteiligt ist auch das norwegische Technologie-Unternehmen Kongsberg Maritime (KM), das den elektrisch betriebenen Frachter Yara Birkeland baut. Noch in diesem Jahr soll das weltweit erste vollelektrische Containerschiff in Betrieb gehen und Produkte von Yaras Produktionsstätte nach Brevik und Larvik in Norwegen liefern. Ab 2020 soll das Containerschiff zudem völlig autonom operieren und damit den globalen Seeverkehr entscheidend verändern, auch wenn das Feeder-Schiff auf eine Strecke von lediglich etwa 30 Seemeilen (55 Kilometer) beschränkt ist.

Mehr als 100 Lkw transportieren täglich die Düngemittelprodukte von Yaras Porsgrunn-Werk zu den Häfen in Brevik und Larvik. "Mit diesem neuen autonomen, batteriebetriebenen Containerschiff bringen wir den Transport von der Straße auf das Meer, reduzieren so Lärm und Staubemissionen und verringern NOx- und CO2-Emissionen", so Geir Håøy, der CEO von Kongsberg.

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