Weltweit erste hochseefähige Wasserstoff-Fähre mit Brennstoffzelle

Acht Partner aus sechs Ländern der EU fördern das Forschungsprojekt «HySeas III». Die erste wasserstoffbetriebene Hochseefähre mit Brennstoffzellen soll für den Pendelverkehr zwischen den schottischen Inseln Orkney und Shapinsay ab 2021 für den Personen- und Fahrzeugtransport eingesetzt werden.  

Die Fähre wird auf eine Kapazität von rund 120 Passagieren und 18 Fahrzeuge ausgelegt. Sie wird mit ihren 35 Metern Länge, zehn Metern Breite und zwei Metern Tiefgang das aktuell eingesetzte dieselbetriebene Schiff ersetzen.

Elektrische statt Dieselmotoren

Die Elektromotoren des neuen Schiffs werden mit Brennstoffzellen und Wasserstoff angetrieben. Die Schiffbauer stehen u.a. vor der Herausforderung, die Ausgewichtung der Fähre völlig neu zu konzipieren, da der schwere Schiffsmotor und der Schornstein entfallen. Das endgültige Design wird massgeblich von der Position und Grösse (Leistung) der Energiespeicher beeinflusst.

Wasserstoff aus erneuerbaren Energien

Seit rund fünf Jahren liefern Wind-, Wellen- und Gezeitenkraftwerke vor der Nordküste Schottlands einen Überschuss an erneuerbaren Energien. Da die Netzkapazitäten zum Festland begrenzt sind, entschloss man sich, die Überschüsse direkt vor Ort in Wasserstoff umzuwandeln. Deshalb wurde bereits mit der Erstellung einer Wasserstoff-Infrastruktur begonnen, was die Betankung der Fähre mit einem mobilen Trailer erlaubt. Mit der HySeas III wird nicht nur eine Weltneuheit im Schiffsbau realisiert, sondern gleich auch eine einzigartige Treibstoffversorgung mit lokaler erneuerbarer Energie gewährleistet.

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Wirtschaftlichkeits-Analyse

Neben den technischen Innovationen prüfen die Partner, ob das neue Schiffskonzept wirtschaftliche und ökologische Vorteile im Vergleich zu anderen ökologischen Antriebskonzepten und der erforderlichen Infrastruktur bringt. In einer detaillierten Analyse der Kostenstrukturen nimmt das DLR-Institut auch die laufenden Betriebs- und Wartungskosten, Rohstoffpreise bis hin zur fachgerechten Entsorgung unter die Lupe. Eine solche Aufstellung dient ausserdem für vergleichbare Konzepte z.B. für Diesel-, Hybrid- oder reine Elektroantriebs-Fähren. Wichtig sei dabei auch die Betrachtung der erforderlichen, teils netzgebundenen Infrastruktur. Erst im direkten Vergleich dieser Daten liessen sich Rückschlüsse auf die tatsächliche Wirtschaftlichkeit des Konzepts ziehen.

Ökologische Analyse

Eine ökologische Analyse soll ferner aufzeigen, wie umweltfreundlich die Wasserstoff-Fähre im Vergleich zur Konkurrenz ist. Zwar werden bei der Wasserstoffherstellung und während des Fährenbetriebs keine direkten Schadstoffe und Emissionen freigesetzt, allerdings könnten zahlreiche weitere Faktoren die Bilanz trüben, meinen Experten des DLR. So könnten für den Herstellungsprozess möglicherweise Rohstoffe mit geringer Verfügbarkeit benötigt werden. Deren 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 könne zu Umweltbelastungen führen.

Grundlage für weitere Fährverbindungen

Langfristig könnte HySeas III die Vorgabe für weitere Fährverbindungen in ganz Europa liefern. Das Potenzial dafür soll eine Marktanalyse aufzeigen. Wesentliche Faktoren dafür sind die Streckenlänge, die Aufnahmekapazität für Personen und Fahrzeuge, die Akzeptanz bei Betreibern und der Bevölkerung sowie die Möglichkeit zur Bereitstellung von Wasserstoff mittels Erneuerbarer Energien in der jeweiligen Region. Die DLR-Analyse soll aufzeigen, ob die Umsetzung eines wasserstoffbetriebenen Fährbetriebs nicht nur vor den Orkney-Inseln, sondern auch auf weiteren Strecken in Europa möglich und sinnvoll ist.

 

Hintergrund-Informationen

Acht Projektpartner aus sechs Ländern

Die wissenschaftlichen Grundlagen für HySeas III wurden bereits in den Vorgänger-Projekten HySeas I und II gelegt: Bei HySeas I wurden zunächst die technischen, ökonomischen und sozio-ökonomischen Aspekte von zukünftigen wasserstoffbetriebenen Fähren in sehr allgemeiner Form untersucht. HySeas II setzte den Schwerpunkt zum einen auf die Entwicklung des Designs entsprechender Fähren, zum anderen auf die detaillierte Planung der erforderlichen Infrastruktur an Land. Die eigentliche Umsetzung des Fährkonzepts erfolgt nun in HySeas III. Projektpartner im auf 42 Monate angelegten dritten Teil sind neben dem DLR und der Ferguson-Werft die University of St. Andrews, das Orkney Island Council (beide Schottland), Ballard Power Systems (Dänemark), Kongsberg Maritime (Norwegen), Interferry (Belgien) und McPhy (Frankreich).
 


Quelle: DLR, Dr. Thomas Vogt, Institut für Vernetzte Energiesysteme 

Fotos: DLR

 

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