BrennstoffzelleSchiffsverkehrVisionen

Weltweit erste Wasserstoff-Fähre für Hochsee-Schifffahrt

Die schottische Werft „Ferguson Marine“ entwickelt die erste hochseetaugliche Wasserstoff-Fähre der Welt. Die Fähre mit Brennstoffzellen-Antrieb soll ab 2021 für den Personen- und Fahrzeugtransport zwischen den Orkney-Inseln und dem schottischen Festland eingesetzt werden. Der Wasserstoff für den Antrieb wird zu 100 Prozent aus erneuerbarer Energie erzeugt – und zwar direkt vor Ort.

Die Orkney-Inseln liegen vor der schottischen Nordküste. Das aus insgesamt 70 Inseln bestehende Archipel ist zwingend auf Schiffsverkehr angewiesen. Tagtäglich verkehren zahlreiche Fähren zwischen Schottland und den größten Inseln des Archipels. Aktuell werden Touristen, Bewohner und Güter noch mit herkömmlichen Diesel-Fähren über das Meer transportiert.

„Wasserstoff eröffnet die äußerst interessante Möglichkeit einer CO2-freien Langstrecken-Schifffahrt.“ Johan Roos, Vorstand Regulatory Affairs bei Interferry

Schiffsverkehr soll umweltfreundlicher werden

Das Forschungsprojekt „HySeas III“ wurde ins Leben gerufen, um den Schiffsverkehr umweltfreundlicher zu gestalten. Das Ziel ist, ein Schiff zu entwickeln, dessen Kraftstoff für den Antrieb ausschließlich mit erneuerbarer Energie erzeugt wird. Neben der Ferguson-Werft sind die Kooperationspartner das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), die University of St. Andrews und das Orkney Island Council.

Die Ferguson-Werft ist für den Bau der Wasserstoff-Fähre zuständig. Die neue umweltfreundliche Orkney-Fähre wird 35 Meter lang und zehn Meter breit. Die Kapazität pro Fahrt beträgt 120 Passagiere und 18 Fahrzeuge. Der Wasserstoff für den elektrischen Antrieb wird direkt an Bord von einer Brennstoffzelle in Energie umgewandelt.

Wasserstoff wird auf der Insel erzeugt

Seit vielen Jahren produziert das Archipel mit Wind-, Wellen- und Gezeitenkraftwerken hohe Energie-Überschüsse. Da der Stromtransport zum schottischen Festland enorme Kosten verschlingen würde, entschied man sich für einen anderen Weg: Parallel zu „HySeas III“ wurde eine komplette Infrastruktur für Produktion und Transport von Wasserstoff errichtet. Beim Projekt „Surf N Turf“ übernimmt ein mobiler Tankwagen die Treibstoffversorgung der Wasserstoff-Schiffe auf Insel und Festland.

„Dies eröffnet die reale Möglichkeit, dass Schottland und seine wichtigsten europäischen Partner eine weitere Weltneuheit schaffen. Nicht nur im Schiffsbau, sondern gleichzeitig beim Aufbau von nachhaltigen lokalen Kraftstoffquellen.“ Dr. Martin Smith, Projekt-Koordinator University of St. Andrews

HySeas III ist die finale Umsetzung eines langjährigen Forschungskonzepts. Bei HySeas I wurden die technischen und ökonomischen Aspekte von wasserstoffbetriebenen Fähren im Allgemeinen untersucht. Bei HySeas II wurde das nötige Design der Fähren entwickelt und die erforderliche regionale Infrastruktur geplant. Das HySeas III-Projekt begann offiziell am 1. Juli 2018, ist auf eine Dauer von vier Jahre angesetzt und soll rund 12,6 Millionen Euro kosten. Davon stammen 9,3 Millionen Euro aus dem Forschungs- und Innovationsfonds „Horizon 2020“ der Europäischen Union.

Komplette Analyse von Kosten und Ökobilanz

Während des Projekts untersuchen Wissenschaftler des DLR-Instituts die wirtschaftliche und ökologische Vorteile des Wasserstoff-Schiffantriebs: „Wir nehmen eine detaillierte Analyse der Kostenstrukturen vor, beginnend bei der voraussichtlichen Entwicklung der Rohstoffpreise über laufende Betriebs- und Wartungskosten, bis hin zu den Kosten für die spätere fachgerechte Entsorgung“, erklärt Dr. Thomas Vogt, Abteilungsleiter Energiesystemanalyse beim DLR. Diese Werte vergleichen die Wissenschaftler dann mit den Werten von Fähren mit Diesel-, Hybrid- oder reinem Elektroantrieb. Dieser Teil des Projekts soll Aufschluss über die tatsächliche Wirtschaftlichkeit des Schiffsverkehrs mit Wasserstoffantrieb bringen.

Zusätzlich zur Kostenanalyse untersuchen die DLR-Wissenschaft auch, wie umweltfreundlich die Wasserstoff-Fähre im Vergleich zur herkömmlichen Schiffsantrieben ist. Obwohl bei der Herstellung von Wasserstoff und dem Betrieb der Fähre keine direkten Schadstoffe und Emissionen freigesetzt werden, könnten andere Faktoren die Ökobilanz des Wasserstoffantriebs trüben: „Für den Herstellungsprozess könnten möglicherweise Rohstoffe mit geringer Verfügbarkeit benötigt werden“, so Dr. Vogt. „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.“

Wasserstoff-Antrieb für Schiffsverkehr der Zukunft?

Das Projekt „HySeas III“ soll generelle Erkenntnisse für den Schiffsverkehr der Zukunft in Europa bringen. Neben Kosten- und Umweltfragen gehören dazu auch die Akzeptanz bei der Bevölkerung, sowie die regionale Verfügbarkeit von Wasserstoff durch erneuerbare Energie. So fasst Dr. Vogt das Hauptziel seiner Forschungsarbeit mit einem Satz zusammen: „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.“

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