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Innovationsreport Binnenschifffahrt 2022

GRUSSWORTE VON VOLKER WISSING, CLAUDIA MÜLLER, REINHARD LÜKEN | DST: Herausforderungen und Innovationen | AUTONOME SYSTEME | WERFT DES JAHRES: Hitzler | EMISSIONSFREIE »ELEKTRA« | INNOVATIVE SCHIFFE | MOTOREN UND ABGASTECHNIK | KRANTECHNIK

GRUSSWORTE VON VOLKER WISSING, CLAUDIA MÜLLER, REINHARD LÜKEN | DST: Herausforderungen und Innovationen | AUTONOME SYSTEME | WERFT DES JAHRES: Hitzler | EMISSIONSFREIE »ELEKTRA« | INNOVATIVE SCHIFFE | MOTOREN UND ABGASTECHNIK | KRANTECHNIK

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INNOVATIONSREPORT 2022

INHALT

5 GRUSSWORTE VON VOLKER WISSING,

CLAUDIA MÜLLER, REINHARD LÜKEN

10 DST: HERAUSFORDERUNGEN

UND INNOVATIONEN

14 AUTONOME SYSTEME

16 WERFT DES JAHRES: HITZLER

18 EMISSIONSFREIE »ELEKTRA«

19 INNOVATIVE SCHIFFE

22 MOTOREN UND ABGASTECHNIK

26 KRANTECHNIK


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2Binnenschifffahrt 2022


EDITORIAL

INNOVATIONSREPORT

DIESEL

2022

SAUBER, LEISE

ZUKUNFTSFÄHIG

Krischan Förster

Chefredakteur

Mutige Köpfe gefragt

Wir freuen uns, Ihnen die erste Aus -

gabe unseres »Innovationsreport« präsentieren

zu können. Künftig wollen

wir einmal im Jahr einen besonderen

Fokus auf neue Ideen, Technologien

und Geschäftsmodelle legen und

besondere Projekte zeigen.

Die Binnenschifffahrt steht ohne

Zweifel vor schwierigen Zeiten. Der

Klimawandel, Vorgaben zur Emissionsreduzierung

und der wachsende

Personalmangel sind nur einige

Herausforderungen, die es zu meistern

gilt. Gleichzeitig heißt es, mit den

gesetzten Rahmenbedingungen bestmöglich

umzugehen. Das betrifft

vornehmlich die Engstellen im System

Wasserstraße, an Brücken, Schleusen

oder Flüssen und Kanälen.

Es braucht mutige, kreative Köpfe,

um Lösungen für technische und

logistische Probleme zu finden. Sie gibt

es im Lande, wie unsere Berichte zeigen.

Es geht um neue Schiffsdesigns,

Kraftstoffe, Antriebskonzepte, digitale

Innovationen und neu gedachte multimodale

Logistik konzepte.

Noch aber stehen viele Entwicklungen

erst an der Schwelle zu einem

funktionierenden und vor allem wirtschaftlichen

Betrieb in der Praxis –

von der Brennstoffzelle bis hin zu einer

automatisierten Schifffahrt. Auch der

intelligente Datenaustausch zwischen

allen Akteuren in der Transportkette

hat noch viel Potenzial.

Eines ist klar: Die Binnenschifffahrt

ist als Verkehrsträger unverzichtbar

– für die Industrie, für die

gewollte Verkehrsverlagerung, für die

Energie wende. Sie braucht dafür die

größtmögliche Unterstützung der

politisch Handelnden, um sich diesen

Herausforderungen stellen zu können.

Sie muss aber natürlich auch

eigene Kräfte mobilisieren, um sich

jetzt zu erneuern und weiterzuentwickeln.

Unser Innovationsreport soll nicht

nur die besten Beispiele aus der Praxis

zeigen, sondern auch Mut machen und

Wege aufzeigen, wie es voran gehen

kann. In diesem Sinne wünsche ich

viel Spaß beim Lesen

Seit 30 Jahren

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Binnenschifffahrt 2022

3


Driving Sustainability

Mit unseren innovativen Schiffskonzepten steuern wir auf die Binnenschifffahrt der

Zukunft zu – tiefgangoptimiert sowie auf den Kraftstoff und das Transportgut von

morgen vorbereitet. Für eine nachhaltige Verkehrsverlagerung!

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INNOVATIONSREPORT 2022

Volker Wissing

Bundesminister für Digitales und Verkehr

© BMDV

»Wir wollen den Anteil der Binnenschifffahrt

am gesamten Güterverkehr weiter erhöhen«

Die Zukunft der Binnenschifffahrt

hat viele Facetten. Eine ist grünweiß

lackiert, ausgestattet mit innovativer

Technik, emissionsfrei unterwegs

und wird derzeit in der Region Berlin-Brandenburg

erprobt. Es ist die

»Elektra« – das weltweit erste Schubboot,

bei dem ein batterieelektrischer mit einem

Brennstoffzellenantrieb kombiniert

wird. Eine echte Pionierleistung.

Das Bundesverkehrsministerium unterstützt

dieses Leuchtturmprojekt.

Denn klar ist: Damit die Wasserstraßen

ihren Klimavorteil ausspielen können,

müssen die Schiffe auf ihnen klimafreundlich

angetrieben werden. Diese

Umstellung ist eine Herausforderung für

das Gewerbe. Wir haben deshalb ein

Programm entwickelt, mit dem wir Investitionen

in neue emissionsärmere Systeme

oder Nullemissionsantriebe fördern.

Bis Mitte Juni 2022 konnten so bereits

41 Neubauten und Bestandsschiffe

aus- und umgerüstet werden. Sie stoßen

jetzt weniger Kohlendioxid und Luftschadstoffe

aus.

Trotz der positiven Tendenz ist das Potenzial

der Binnenschifffahrt für mehr

Klima- und Umweltschutz weiter hoch.

So können zum Beispiel auf den Wasserstraßen

noch deutlich mehr Güter befördert

werden, etwa Container-, Großoder

Schwerlasttransporte. Je mehr davon

von der Straße auf das Wasser verlagert

werden, umso weniger Lkw sind

unterwegs. Das reduziert Staus, Lärm

und Emissionen. Wir wollen deshalb den

Anteil der Binnenschifffahrt am gesamten

Güterverkehr weiter erhöhen.

Um die Verlagerung voranzutreiben,

fördern wir Investitionen in Neu- und

Ausbau von Umschlaganlagen des Kombinierten

Verkehrs. Diese Förderung entwickeln

wir derzeit weiter: Verstärkt werden

wir künftig Maßnahmen der Digitalisierung

und Automatisierung unterstützen,

die das Umschlagen effizienter,

sicherer und zuverlässiger machen.

Sicherheit und Zuverlässigkeit erwarten

die Binnenschiffer auch von den

technischen Bauwerken. Bundesweit

sind viele davon, insbesondere Schleusen

und Wehre, in die Jahre gekommen und

müssen saniert werden. Hierauf liegt unsere

Priorität, damit sie auch künftig ihre

Aufgaben erfüllen können.

Ob bei Innovationen, Antrieben oder

Infrastruktur: Wir unterstützen die Binnenschifffahrt,

wo wir können. Denn sie

soll auch weiter ein Garant sein für Exporterfolge,

Wachstum und Beschäftigung

und vor allem für eine klimafreundliche

Logistik.

Binnenschifffahrt 2022

5


HITZLER WERFT

innovativ seit 1885

• Entwicklung von Prototypen

• Elektrifizierung von Binnenschiffen

und Fahrgastschiffen

• Austausch von Hinterschiffen

• Neubau von Schiffen bis

130 m Länge und 4000 tdw.

• 2 überdachte Helgen

je 130 m x 18 m

• Versorgungsschiffe,

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INNOVATIONSREPORT 2022

Claudia Müller

Koordinatorin der Bundesregierung

für die maritime Wirtschaft und Tourismus

© BMWK

»Das Binnenschiff – effizientes Kraftpaket

im multimodalen Verkehr«

Auf den rund 7.400 km Bundeswasserstraßen

verkehrten im Jahr

2020 knapp 2.000 Güterbinnenschiffe,

die zusammen eine Ladung von 188

Mio. t transportierten. Diese Ladungsmenge

entspricht mehr als 16 Mio.

Schwerlast-Lkw oder fast 4500 Schwertransporten

zusätzlich pro Tag auf deutschen

Straßen.

Eine enorme Menge, die zeigt, welchen

großen Stellenwert das Binnenschiff

beim Transport von Waren und Gütern

einnimmt.

Ein modernes Binnenschiff ersetzt etwa

150 Lkw und ist damit ein hocheffizientes

und schon heute vergleichbar

klimafreundliches Transportmittel. Gerade

in der Betrachtung der gesamten

Lieferkette kann der effiziente Transport

mit dem Binnenschiff seine wichtige Rolle

entfalten. Je länger beim Transport einer

Ware der Anteil, der mit dem Binnenschiff

zurückgelegt worden ist – im

Gegensatz zum Transport mit dem Lkw –

desto positiver wird dies im gesamten

CO 2

-Fußabdruck. Gleichzeitig ist der

Energieeinsatz je transportierter Einheit

mit Abstand am niedrigsten – mit nur einem

Drittel gegenüber jenem des Lkw.

Das schlägt sich auch positiv nieder bei

Abgasemissionen je transportierter Einheit

sowie für bei den Folgen durch mögliche

externe Kosten, also Klimagase,

Luftschadstoffe, Lärm oder Unfälle. Effizienzvorteile,

die heute schon deutlich

für das Binnenschiff als Transportmittel

sprechen. Gleichzeitig machen auch der

Klimawandel und Kostensteigerungen

für Treibstoffe effiziente Transporte notwendig.

Das Binnenschiff dient zum Transport

diverser Güter, vor allem aber zur Versorgung

mit Rohstoffen. Dies war besonders

im heißen und trockenen Sommer 2018

spürbar, als der Transportweg über den

Rhein eingeschränkt war. Die Versorgung

von Raffinerien war nicht mehr

möglich. Neben der Relevanz der Binnenschifffahrt

hat dies auch gezeigt, dass

wir eine gute Infrastruktur benötigen, die

im Zusammenspiel mit den Fahrzeugen

auch resilient und anpassungsfähig für

mögliche Klimaveränderungen sein

muss. Niedrigwasserepisoden stellen zudem

neue Herausforderungen an das

Binnenschiff dar. Die Bundesregierung

hat deshalb ein Förderprogramm Nachhaltige

Modernisierung von Binnenschiffen

aufgelegt, mit dem auch angepasste

Rumpfformen gefördert werden können.

Weiterer Modernisierungsbedarf besteht

bei den Antrieben. Die Abkehr von

fossilen Kraftstoffen, hin zu übergangsweise

verflüssigtem Erdgas (LNG), Wasserstoff

(Brennstoffzelle), oder synthetischen

Kraftstoffen, um weitere Erfolge

bei der Senkung der CO 2 -Emissionen

zu erreichen und auch um den

Vorgaben aus dem »Fit for 55«-Paket der

EU-Kommission umzusetzen, sind weitere

notwendige Schritte. Hierfür braucht

es weitere Anstrengungen hinsichtlich

der Verfügbarkeit der Kraftstoffe und der

Marktakzeptanz alternativer Antriebe.

Die Bundesregierung unterstützt diese

Entwicklungen durch Förderung von

Forschung und Entwicklung.

Mit den aktuell in Bau befindlichen

Schiffstyp »E-Spatz« mit Elektromotoren

geht auch der Bund mit gutem Bespiel

voran. Auch Entwicklungen wie das

durch das Bundesverkehrsministerium

geförderte hybrid-elektrisch angetriebene

Schubboot »Elektra«, zeigen

das Innovationspotenzial des wichtigen

Transportmittels Binnenschiff und weisen

den Weg in Richtung Zukunft.

Binnenschifffahrt 2022

7


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INNOVATIONSREPORT 2022

Reinhard Lüken

Hauptgeschäftsführer

Verband für Schiffbau und Meerestechnik e.V.

© VSM

»Die Möglichkeiten der Binnenschifffahrt

sind durch Straße und Schiene

nicht zu ersetzen«

Dürre in Deutschland – ein Thema

das inzwischen mit großer Regelmäßigkeit

in den Wetternachrichten thematisiert

wird. Doch nicht nur Landund

Forstwirtschaft leiden. Das extreme

Niedrigwassers 2018 setzte die Binnenschifffahrt

wochenlang lahm und mit ihr

große Industriebetriebe entlang den

Wasserstraßen. Die wirtschaftlichen

Schäden gingen in die Milliarden. Schnell

wurde deutlich: Die Möglichkeiten der

Binnenschifffahrt sind durch Straße und

Schiene nicht zu ersetzen.

Neben dem entscheidenden Beitrag

der Frachtschifffahrt für die Verkehrsinfrastruktur

Deutschlands darf auch die

Fahrgastschifffahrt nicht unterschätzt

werden. Millionen Mitbürger nutzen sie

tagtäglich als Teil des ÖPNV oder als

Touristen für ihre Erholung und Freizeit.

Der Güterverkehr in Deutschland verzeichnet

seit Jahrzehnten ein kontinuierliches

Wachstum. Leider aber

konnte die Binnenschifffahrt ihren Anteil

an der gesamten Beförderungsleistung

(Modal Split) nicht erhöhen, im Gegenteil.

Dabei könnte der wassergebundene

Verkehr am leichtesten und günstigsten

expandieren. Das wäre auch für die Umwelt

gut, denn die Physik ermöglicht dem

Schiff die energieeffizienteste Bewegung.

So bewegen wir uns nicht nur nicht auf

die ehrgeizigen Pläne des »Green Deal«

zu, sondern immer weiter weg. Dabei haben

theoretisch alle Beteiligten erkannt,

dass die Transformation des Verkehrsbereichs

ohne die Binnenschifffahrt scheitern

wird. Damit die Binnenschifffahrt ihre

Aufgaben auch künftig erfüllen kann,

gilt es zwingend; die aktuellen Herausforderungen

zeitnah zu bewältigen: Dem

Arbeitskräftemangel die Automation entgegensetzen,

den Klimaschutzanforderungen

durch alternative Kraftstoffe

und Antriebe begegnen, die Effizienz

durch Digitalisierung erhöhen und

sich intelligent auf den Klimawandel einstellen

durch neue schiffbauliche Wege.

Ohne staatliche Förderung, zeitnahe

technische Vorschriftenentwicklung und

geeignete Rahmenbedingungen, werden

diese Herausforderungen aber nicht zu

stemmen sein.

Die aktuelle Regierungspolitik packt

viele Themen entschlossen an. Es bleiben

aber auch noch unerledigte Hausaufgaben.

Die Förderung der Binnenschifffahrt,

um die beschriebenen technischen

Herausforderungen zu bewältigen, hat

sich stetig erhöht. Hersteller bieten vielfältigste

technische Lösungen und arbeiten

kontinuierlich weiter an der Technik

für die Binnenschifffahrt für morgen.

Unterstützt werden unter anderem zahlreiche

Forschungsprojekte im Bereich

Automation. Wichtig ist, die Förderprogramme

möglichst praxisnah zu gestalten,

damit Investitionen auch tatsächlich

ausgelöst werden.

Aber auch modernste Schiffe sind auf

geeignete Wasserstraßen angewiesen. Zu

dem absehbaren Finanzierungsloch bei

der Erneuerung und Ertüchtigung des

Wasserstraßennetzes darf es nicht kommen.

Die Infrastrukturprojekte verzögern

sich weiter und weiter und dies

gefährdet die strategischen Ziele der Verkehrswende.

Wie bei der Schiene gilt:

Wenn Schleusen, Schiffshebewerke und

Wasserstraßen nicht in der Lage sind,

moderne Schiffe aufzunehmen, können

diese schlicht nicht fahren, noch nicht

einmal im Schritttempo wie ein Lkw bei

Stau oder über Schlaglöcher!

Binnenschifffahrt 2022

9


INNOVATIONSREPORT 2022 | BINNENSCHIFFFAHRT DER ZUKUNFT

Herausforderungen und Innovationen

© DST

Neue Designs sind gefragt: Schiffsumströmung eines kleinen, neu am

DST konzipierten Containerschiffes im Versuchskanal in Duisburg

Die Binnenschifffahrt steht durch die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserstraßen,

die geforderte Umstellung auf klimaneutrale Antriebe und den drohenden Fachkräftemangel

vor großen Herausforderungen. Diesen muss sie mit innovativen Entwicklungen begegnen

Das vorrangige Ziel jeder Schiffsentwicklung

ist stets die Verbesserung

der Wirtschaftlichkeit des Schiffstrans -

ports – allerdings unter bestimmten

Randbedingungen. Dazu gehören beispielsweise

die zu transportierenden Güterarten

und -mengen, die Gewässerbedingungen,

Schleusenabmessungen und

Besatzungsvorschriften.

In den letzten Jahrzehnten waren diese

Randbedingungen relativ konstant und

führten zu immer größeren Schiffseinheiten.

Mit der größeren Verdrängung

sinkt der spezifische Leistungsbedarf.

Gleichzeitig kann ein größerer Propeller

installiert werden, dessen Wirkungsgrad

mit dem Durchmesser zunimmt. Der

Wirkungsgrad des Dieselmotors konnte

in Laufe der Jahre ebenfalls verbessert

werden. So wurde das moderne Binnenschiff

zum energieeffizientesten Verkehrsträger.

Für die seltenen Niedrigwasserperioden

wurden Ergänzungen

wie der Flextunnel erfunden, die auch

den Betrieb bei mäßigem Niedrigwasser

erlauben.

In nur wenigen Jahren sind allerdings

viele Herausforderungen, unter anderem

durch stark veränderte Randbedingungen,

aufgetaucht, die neue Entwicklungen

erzwingen.

Die Klimaprognosen lassen ausge -

dehnte und häufigere Niedrigwasserperioden

in den nicht staugeregelten Flüssen

erwarten. Hiervon ist ganz besonders die

Rheinschifffahrt betroffen, weswegen

auch bereits im Jahr 2018 Entwicklungen

für flachgehende Binnenschiffe angestoßen

wurden. Wegen des im flachen

Wasser begrenzten Tiefgangs müssen die

Länge und Breite des Schiffes maximiert

werden, um eine ausreichende, wirtschaftlich

vertretbare Tragfähigkeit zu erreichen.

Gleichzeitig wird durch die geringe

Wassertiefe die Geschwindigkeit

begrenzt.

Leistungsbedarf ist entscheidend

Diese Grenze ist grundlegend strömungstechnisch

begründet und kann

durch keine konstruktive Maßnahme

überwunden werden: Ab einer Tiefen-

Froudezahl von 0,7 steigt der Leistungsbedarf

stark an, und das Schiff erfährt einen

starken Absunk und eine starke Vertrimmung,

die zur Grundberührung führen

kann. So ist zum Beispiel bei einer

Wassertiefe von 1,8 m die Schiffsgeschwindigkeit

auf 10,5 km/h begrenzt.

Bei einem kleinen Tiefgang muss auch

der Propellerdurchmesser entsprechend

verkleinert werden. Um die erforderliche

Antriebsleistung in das Wasser übertragen

zu können, werden dann zwei oder

mehr Propeller notwendig. Um den Wirkungsgrad

möglichst hoch zu halten, werden

diese in Tunneln angeordnet. Hier

besteht die Gefahr, dass bei Stoppmanövern

die Propeller von achtern Luft

ansaugen. Um dies zu verhindern, ist eine

entsprechende Gestaltung des Hinterschiffs

vorzunehmen oder eine Bugstrahlanlage

vorzusehen, die bei Stoppma -

növern ausreichend Schub erzeugt.

Es sind auch weitere Konzepte denkbar,

wie zum Beispiel externe Zusatzantriebe

mit kleinen Propellern, die bei

Bedarf – ähnlich einem Außenbordmotor

– am Heck angebracht werden und

bei extremem Niedrigwasser als Antrieb

dienen.

Eine weitere Alternative mit ebenfalls

sehr hohem Wirkungsgrad und uneingeschränkter

Flachwassertauglichkeit ist

das Schaufelrad bzw., in der modifizierten

Form, die Blattkette. Während die geringe

Drehzahl des Schaufelrads und die

Momentstöße in Kombination mit dem

Dieselmotor zu Schwierigkeiten führen,

ist ein elektrischer Antrieb hierfür ohne

weiteres geeignet.

Damit bei reduziertem Tiefgang und

entsprechend reduzierter Verdrängung

ausreichend Ladung transportiert werden

kann, ist es nötig, das Strukturgewicht

zu minimieren. Dies kann durch

eine Verringerung der Seitenhöhe und

andere Materialien erreicht werden. An-

10Binnenschifffahrt 2022


BINNENSCHIFFFAHRT DER ZUKUNFT | INNOVATIONSREPORT 2022

dererseits kann durch eine größere Seitenhöhe

die Festigkeit erhöht werden

und die Materialstärke gesenkt werden.

In jedem Fall steigen die Anforderungen

an eine detaillierte Konstruktion, in der

die Strukturmaterialien, eventuell auch

leichte Sandwichmaterialien mit Metallschäumen

oder hochbelastbare faserverstärkte

Kunststoffe, entsprechend den lokalen

Belastungen sorgfältig ausgewählt

und dimensioniert werden müssen.

Allerdings muss wie bei der jeder Optimierung

ein Kompromiss gefunden werden:

Das Schiff, das für die Fahrt im

Niedrigwasser optimiert ist, kann im

Tiefwasser nicht viel Ladung tragen. Das

Schiff, das die zulässigen Hauptabmes -

sungen auf den Rhein ausreizt und somit

auch bei geringem Tiefgang genug Tragfähigkeit

hat, kann die Nebenflüsse und

Kanäle nicht mehr befahren. Der wirtschaftliche

Ansatz muss daher lauten, ein

Schiff zu entwickeln, das bei Niedrigwasser

fahren kann – und so das Binnenschiff

zu einem verlässlichen Verkehrsträger

macht –, das aber gleichzeitig auch

bei höheren Wasserständen mehr Ladung

transportieren kann und so insgesamt

rentabel zu betreiben ist.

Eine weitere Gewichtsreduzierung

kann durch eine Optimierung für spezielle

Ladung erreicht werden. So wird

zum Beispiel beim Containertransport

die Last nur über die Containerecken

übertragen, der Laderaumboden muss

also nicht für eine Entladung mit einem

Greifbagger ausgelegt werden. Hier muss

der Schiffsbetreiber kalkulieren, inwieweit

operative Einschränkungen und höhere

Kosten durch ausgedehnte Einsatzzeiten

kompensiert werden können.

Die nächste Herausforderung ist die

Luftbelastung. Vor wenigen Jahren galt

es, die NOx- und Feinstaub-Emissionen

deutlich zu reduzieren. Die NRMM-Verordnung

entpuppte sich als eine große

Herausforderung für die Branche, weil

sich große Dieselmotoren für die neuen

Abgasgrenzwerte kaum im Markt finden

ließen.

Inzwischen besteht aber die neue Zielvorgabe

darin, die Treibhausgasemissionen

bis 2035 um 35 % gegenüber 2015

zu reduzieren und bis 2050 weitgehend

zu eliminieren. Dies ist mit Dieselmotoren

jedoch kaum zu erreichen: Mit

E- oder Bio-Fuels (einschließlich Abgasnachbehandlung)

kann zwar eine global

neutrale Klimabilanz erreicht werden, die

Kosten hierfür sind allerdings sehr hoch

und ausreichende Treibstoffmengen (absehbar)

nicht verfügbar.

Eine relativ kleine Branche wie die Binnenschifffahrt

muss sich daher die Entwicklungen

aus anderen Verkehrs- und

Industriebereichen zunutze machen. Es

ist abzusehen, dass der Elektromotor

zum Standardantrieb wird. Er hat einen

sehr hohen Entwicklungsstand erreicht

und ist in allen erforderlichen Größenordnungen

verfügbar. Der Wirkungsgrad

ist sehr hoch, er lässt sich in einem weiten

Drehzahlbereich sehr gut regeln und ist

zudem wartungsarm. Zum Erreichen der

Klimaziele stellt sich also die Frage, wie

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Binnenschifffahrt 2022

11


INNOVATIONSREPORT

© DST

Für die künftig häufiger drohenden Niedrigwasser-Phasen, hier der Rhein im Jahr 2018, werden flachgehende, optimierte Schiffe gebraucht




























die elektrische Leistung für den Motor und den Bordbetrieb bereitgestellt

werden kann. Als Übergangslösung bieten sich Dieselgeneratoren

an, die in einem modularen Konzept später durch

klimaneutrale Alternativen ersetzt werden. Mit Batterien lassen

sich große Energiemenge speichern, auf absehbare Zeit aber nur

zu erheblichen Kosten.

Bei kurzen Fahrstrecken (zum Beispiel auf Fähren oder Tagesausflugsschiffe)

ist dies eine denkbare Variante. Bei längeren

Fahrstrecken müsste unterwegs die Batterie neu aufgeladen oder

getauscht werden. Dies ist vor allem bei einem Betrieb mit Ruhepausen

denkbar, wenn zuvor die erheblichen Investitionen an

den Liegestellen und in den Häfen für Landstrom-Anlagen erfolgt

sein sollte. Denkbar ist es auch, eine Batterie als Teilantrieb

zu verwenden, die zum Beispiel für die Talfahrt oder eine zeitlich

begrenzte Kanalfahrt die erforderliche Leistung bereitstellt.

Brennstoffzelle als Technologie der Zukunft

Darüber hinaus bietet sich die Brennstoffzelle an, die aus Wasserstoff

und Luftsauerstoff elektrochemisch Energie erzeugt. Der

Wasserstoff kann entweder als Reinstoff an Bord gelagert werden

(flüssig, gasförmig oder als Metallhydrid) oder von anderen

Treibstoffen in einem sogenannten Reformer abgespalten werden.

Die gravimetrische Energiedichte von flüssigem Wasserstoff

(einschließlich Tanksystem) liegt allerdings nur bei einem Drittel

im Vergleich zum Diesel, aber immerhin 16 mal höher als bei

Batterien. Die Energiedichte von Ammoniak ist wiederum um

25 % höher als die von flüssigem Wasserstoff, die von Methanol

sogar um 50 % höher. Allerdings wird beim Reformieren CO2 abgeschieden

– somit kommt nur »grünes« Methanol in Frage.

Brennstoffzellenantriebe für Schiffe befinden sich gerade erst

im Prototypen- bzw. Vorserien-Stadium. Sie haben jedoch ohne

Zweifel das Potenzial, die vorherrschende Energiequelle der Zu-

12Binnenschifffahrt 2022


BINNENSCHIFFFAHRT DER ZUKUNFT | INNOVATIONSREPORT 2022

kunft zu werden. Sie bieten nach jetzigem

Forschungsstand die einzige Alternative,

um Binnenschiffe über lange Strecken

ohne Unterbrechung fahren lassen zu

können. Auch hierfür fehlen noch die erforderliche

Infrastruktur und Logistik für

die Treibstoffversorgung entlang der

Wasserstraßen.

Bei der Konzeptionierung der Energieversorgung

muss künftig jede denkbare

Möglichkeit mit einbezogen werden. So

können Solarzellen auf Lukendeckeln eine

deutliche Energiemenge bereitstellen.

Auch ist eine Folie mit flexiblen Solarzellen

denkbar, die in an einem Gestell

über geladene Container gerollt wird.

Genauso wie in vielen anderen Branchen

droht auch der Binnenschifffahrt

ein gravierender Fachkräftemangel. Eine

technische Antwort darauf kann eine zunehmende

Automatisierung sein, um

Aufgaben an Bord vom Menschen auf

Maschinen zu übertragen. Zudem liegt

darin ein Potenzial, die Kosten zu senken

und die Sicherheit zu erhöhen. Die prominenteste

Aufgabe ist dabei die Steuerung

des Schiffs. Die Entwicklung hierzu

verläuft in Stufen.

Angefangen von bereits verfügbaren

Assistenzsystemen, die den Schiffsführer

unterstützen (Bahnführungsassistent,

Brückenanfahrwarnung usw.) kann die

Komplexität der Systeme schrittweise erhöht

werden, bis sie in der Lage sind, das

Schiff vollständig autonom zu steuern.

Ein Zwischenschritt ist das ferngesteuerte

Fahren aus einem Steuerstand an Land

mit Hilfe von fortgeschrittenen Assistenzsystemen.

Ein Schiffsführer kann

künftig durchaus mehr als ein Schiff steuern.

Ein optimierter Betrieb trägt ebenfalls

dazu bei, energiesparender und wirtschaftlicher

zu fahren.

Neben der Schiffsführung können aber

auch alle anderen Aufgaben an Bord automatisiert

werden. Dazu müssen zum

einen entsprechende technische Einrichtungen

an Bord installiert werden, zum

anderen wird es aber auch nötig sein, Arbeitsabläufe

neu zu organisieren und verbleibende,

nicht automatisierbare Aufgaben

durch landgestütztes Personal ausführen

zu lassen. Erste Ansätze hierzu

finden sich heute schon an Bord, zum

Beispiel bei der Fernüberwachung der

Antriebsmotoren und der sogenannten

»Predictive Maintenance« (Wartungsplanung)

für die Bordsysteme.

Insgesamt wird durch die steigenden

Anforderungen die Schiffsentwicklung

deutlich aufwändiger. Viele Aspekte müssen

künftig noch im Detail untersucht

werden, um alle Optimierungspotenziale

nutzen zu können. Denn klimaneutrale

Antriebe sind wesentlich komplexer aufgebaut

als der heute verbreitete klassische

Dieselmotor. Und auch der Schiffsbetrieb

wird sich mit den Automatisierungsfunktionen

wandeln. Nicht zuletzt müssen bei

allen Entwicklungen auch die Nachrüstungsmöglichkeiten

der Bestandsflotte

bedacht werden.

Autor: Rupert Henn

DST – Entwicklungszentrum für

S chiffstechnik und Transportsysteme

Duisburg

Strömung am Hinterschiff eines klassischen Binnenschiffs im flachen Wasser, das von zwei Hilfsantrieben bewegt wird

© DST

Binnenschifffahrt 2022

13


INNOVATIONSREPORT 2022 | AUTONOME SYSTEME

Die Arbeit des Schiffsführers erleichtern

Systeme zur autonomen Navigation, Überwachung und Flottenmanagement erleichtern die

Arbeit von Binnenschiffern und machen sie sicherer, zudem leisten sie einen Beitrag zur

Emissionsreduzierung – wie Produkte von Argonics, die auf Bachmann-Lösungen basieren

© Bachmann electronic

Nach diesem Prinzip »Teile und herrsche«

– werden in der Informatik

komplexe und zunächst unbeherrschbar

scheinende Aufgaben in der Regel in hierarchische

Ebenen unterteilt. Jede Ebene

spaltet sich wiederum in einzelne Module

auf, welche voneinander entkoppelte,

übersichtliche Aufgaben bewältigen.

Durch die Vernetzung der einzelnen Module

sind der Austausch von Informationen

und die wechselseitige Interaktion

möglich. »Mit diesem Vorgehen haben

wir verschiedene Produkte erschaffen,

die den Alltag in der Binnenschifffahrt

erleichtern«, erzählt Alexander Lutz,

Gründer und Geschäftsführer der Argonics

GmbH. Natürlich braucht es auch

die entsprechenden Hardware-Komponenten,

um unsere Konzepte in ein

reales System umzusetzen, so Lutz. Dafür

verwendet Argonics das M1-Automatisierungssystem

von Bachmann

electronic. »Dessen Modularität sowie

die vielfältigen Möglichkeiten zur Vernetzung

haben uns überzeugt«, so Alexander

Lutz weiter.

Weniger Treibstoff und Verschleiß

Zur Navigation der Schiffe stehen verschiedene

Module wie argoPropControl,

argo-Pilot und argoCruiseControl zur

Verfügung. Das Modul argoPropControl

sorgt auf unterster Ebene dafür, dass die

Antriebseinheiten die Vorgaben des

Schiffsführers über Ruderwinkel und

Maschinendrehzahl umsetzen. »Dabei

werden hardwareseitig für jede Antriebseinheit

separate Steuerungs- und Ein-/

Ausgangsmodule verbaut, um ein

Höchstmaß an Sicherheit zu gewährleisten«,

erklärt Lutz.

Auf der nächsten Ebene läuft mit dem

Modul argoPilot ein Wendegeschwindigkeitsregler,

der die Drehgeschwindigkeit

des Schiffes um seine Hochachse regelt.

ArgoCruiseControl sorgt zusätzlich dafür,

dass alle Antriebsmotoren stets gleich

belastet werden. »So wird Treibstoff gespart

und der Verschleiß vermindert«,

macht Alexander Lutz deutlich. Die beiden

Module liefern Sollwerte an das Modul

argoPropControl. Dies geschieht ohne

zusätzliche Hardware. Die Module

werden Lutz zufolge »einfach miteinander

vernetzt«.

Mit argoTrackPilot wurde erstmalig in

der Binnenschifffahrt ein System zur automatischen

Führung von Schiffen entlang

vorgegebener Sollbahnen entwickelt.

Dieses bei Argonics verfügbare

Modul der höchsten Navigationsebene

greift wiederum auf die Funktionalität

von Modulen untergelagerter Ebenen zurück.

In diesem Falle erfolgt die Vorgabe

der Solldrehgeschwindigkeit an Wendegeschwindigkeitsregler

wie das Modul argoPilot,

das wiederum Ruderwinkelvorgaben

an argoPropControl liefert. Alle

14 Binnenschifffahrt 2022


AUTONOME SYSTEME | INNOVATIONSREPORT 2022

Module zur Navigation des Schiffes benötigen

Zugriff auf die Hardware des Antriebs

und auf verschiedene Sensoren wie

das globale Satellitennavigationssystem

GNSS oder den Wende- und Ruderwinkelanzeiger.

Dies geschieht über Kommunikationsmodule,

die jeweils spezielle

Protokolle wie 1939 oder NMEA umsetzen.

Diese lassen sich leicht im M1-Automatisierungssystem

realisieren oder sind

bereits integriert.

Viele Unterstützungsoptionen

»Reederei können durch die

Analyse der gespeicherten Daten

frühzeitig Probleme erkennen

und Wartungsarbeiten in die

Wege leiten«

Alexander Lutz

© Argonics

Verschiedene Überwachungsmodule

greifen ebenfalls auf die Variablen der

Navigations- und Kommunikationsmodule

zu. Mit argoMultiDisplay werden

alle für die Schiffsführung relevanten Daten

auf Touch-Bildschirmen dargestellt.

Die Visualisierung wird speziell nach

Vorgaben der Kunden realisiert, da eine

Vielzahl an konfigurierbaren Instrumenten

zur Verfügung steht. Eine Alarmierung

des Schiffsführers über kritische

Zustände erfolgt ebenfalls über die Anzeige

von argoMultiDisplay.

Das argoDataPortal, das der Reederei

den Zugriff auf alle relevanten Daten ihrer

Schiffe ermöglicht, basiert auf der Visualisierungslösung

atvise von Bachmann.

Ȇber eine sichere Verbindung

werden diese von den Schiffen an eine

landseitige Datenbank übermittelt«, erklärt

Alexander Lutz. Bei einer Unterbrechung

der Verbindung werden alle

Daten auf den Schiffen lokal zwischengespeichert.

»Die technisch Verantwortlichen

der Reederei können durch die

Analyse der gespeicherten Daten frühzeitig

Probleme erkennen und Wartungsarbeiten

in die Wege leiten«, schildert

Lutz die Vorteile des Portals. »Mit Hilfe

von argoDataPortal lassen sich auch die

Fahrweise der Schiffsführer beurteilen

und über einen Rückkanal auch Vorgaben

der Reederei an die Schiffe übermitteln.«

Genügt der Reederei die Darstellung von

Positions- und Geschwindigkeitsdaten,

wird das Produkt argoTracker eingesetzt.

»ArgoTracker sendet hierfür die Informationen

eines GNSS-Empfängers zyklisch

an einen Webserver, auf den die Reederei

Zugriff hat«, erklärt Alexander Lutz. Weitere

optionale Funktionen bieten die Module

argoTracks (Leitlinienservice), argo-

LaneWarning (Kollisionswarnung) auf

Basis des Automatic Identification System

(AIS), argoTargetPilot (Folgefahrt von

AIS-Zielen) und der argoHapticTiller

(Tiller mit haptischem Feedback). »Mit

Hilfe der modernen Steuerungsarchitektur

von Bachmann electronic

können wir Module für alle Bereiche der

Navigation, der Überwachung und des

Flottenmanagements von Binnenschiffen

umsetzen und erleichtern so gemeinsam

die tägliche Arbeit des Schiffsführers«,

fasst Alexander Lutz abschließend zusammen.

Weitere Projekte geplant

Um auch zukünftig wegweisende Lösungen

für die Binnenschifffahrt anbieten zu

können, arbeitet die Argonics GmbH an

verschiedenen Forschungsprojekten wie

die sich mit Platooning, automatischem

Schleusen sowie der Fernsteuerung von

Binnenschiffen befassen.


Argonics

Die Argonics GmbH wurde 2014

in Stuttgart gegründet. Sie ging

aus der Unternehmung »3G Navigation«

der Existenzgründergesellschaft

TTI GmbH der Universität

Stuttgart hervor. Bei Argonics

entstehen Produkte für die

Navigation und Überwachung

von Schiffen.

© Argonics

Mit dem argoDataPortal lassen sich einzelne Binnenschiffe sowie gesamte Flotten überwachen

Bachmann electronic

Bachmann electronic mit Sitz im

österreichischen Feldkirch ist auf

die Automatisierung, Netzmessung

und -schutz, Visualisierung

und Zustandsüberwachung von

Maschinen und Anlagen spezialisiert.

Seit über 50 Jahren werden

dort Lösungen für die Energiebranche,

Industrie sowie für maritime

Anwendungen gefertigt.

Binnenschifffahrt 2022

15


INNOVATIONSREPORT 2022 | WERFT DES JAHRES

Aus Tradition innovativ

Innovativ war die Hitzler Werft schon immer. Seit ihrer Gründung im Jahr 1885 in

L auenburg an der Elbe sind dort über 800 Schiffe diversen Typs gebaut worden, darunter

seegehende Tanker, Forschungsschiffe, Bohrinselversorger, Schlepper und Eisbrecher

Seit weit mehr als 130 Jahren entstehen auf der Hitzler Werft an der Elbe neue Schiffe. Auch das Reparaturgeschäft gehört zum Portfolio

© Wroblewski

Anfang 2021 hat Kai Klimenko gemeinsam

mit seinem Vater Marek die traditionsreiche

Hitzler Werft übernommen.

Nach Jahrzehnten im Familienbesitz

wurde die Werft mangels Nachfolger an

das Vater-Sohn-Gespann verkauft. Seitdem

weht ein frischer Wind durch die

Lauenburger Schiffbauhallen. Geschäftsführer

Kai Klimenko sprach mit der Binnenschifffahrt

über aktuelle Projekte und

darüber, wie die Hitzler Werft den derzeitigen

Herausforderungen, wie zum Beispiel

der Dekarbonisierung und Emissionsreduzierung,

begegnet.

Haben gemeinsam die Werft im März 2021 übernommen: Marek Klimenko (li.) und Sohn Kai

© Hitzler

Der Bau innovativer Schiffstypen scheint

in der DNA der Hitzler Werft zu liegen –

an welchen Schiffsprojekten beziehungsweise

Konzepten arbeiten Sie gegenwärtig?

Kai Klimenko: Die Hitzler Werft ist seit

ihrer Gründung sehr innovativ. Das belegen

unter anderem die zahlreichen Patente,

über die wir verfügen und die Erfindungen,

die auf unserer Werft im Laufe

der Zeit gemacht wurden. So sind zum

Beispiel Komponenten wie das Hitzler-

Ruder, das Hitzler-Steuerhaus oder

Stampfanlagen bei uns entwickelt und

gebaut worden. Aber auch komplett neue

Schiffstypen wie der Hitzler-Versorger,

ein für die Versorgung von Ölbohrplattformen

konzipiertes Schiff.

Derzeit schließt sich mit dem »Wallaby

Boat«, ein Projekt, an dem wir aktuell arbeiten

und das in unserer großen Werfthalle

langsam Gestalt annimmt, der Kreis

zu den Offshore-Versorgern von damals.

Dieser Neubau eines Offshore-Crew-

Transfer-Vessels basiert auf einem innovativen

Konzept mit federgelagerten

Kufen, die den Seegang ausgleichen. Damit

können auch Menschen, die unter

16 Binnenschifffahrt 2022


WERFT DES JAHRES | INNOVATIONSREPORT 2022

© Wroblewski

©Wallaby Boats

Derzeit entsteht ein Offshore-Windpark-Versorger auf der Werft, er wird die Umweltstandards Tier 3, Blauer Engel und Hybrid Power plus erfüllen

Seekrankheit leiden, bei schwierigen

Wetterverhältnissen auf dem Schiff arbeiten.

Es bietet zudem mehr Sicherheit,

vor allem im Hinblick auf einen sicheren

Überstieg auf die Windplattform.

Außerdem arbeiten wir momentan an

mehreren Projekten zur Elektrifizierung

von bestehenden Schiffen sowie auch von

kompletten Neubauten. Vorhaben, die

ebenfalls zu einer sauberen Schifffahrt

beitragen sollen und mit denen wir uns

aktuell beschäftigen, sind die Entwicklung

von Methanol-Antrieben für Binnenschiffe

sowie die von Brennstoffzellentechnik.

Dabei arbeiten wir sowohl

für öffentliche als auch private Auftraggeber.

Ein weiteres Thema für uns sind

Schiffe mit Hybrid-Antrieben.

Welche Voraussetzungen bringt Ihre

Werft mit, um die verschiedenen Schiffstypen

bauen zu können?

Klimenko: Wir verfügen über Neubaukapazitäten

auf zwei Helgen à 130 m x

18 m. Unser werfteigenes Konstruktionsbüro

ermöglicht zudem die Entwicklung

diverser Schiffstypen, auch mit sehr

komplexen Strukturen. Nicht zuletzt

können wir auf jahrzehntelange Erfahrung

zurückgreifen, auch aus Projekten,

die wir für fremde Werften realisiert

haben.

Egal ob Binnen- oder Seeschifffahrt, hier

wie dort müssen Emissionen eingespart

werden. Welche Antriebskonzepte beziehungsweise

energiesparende Lösungen

bieten Sie Ihren Kunden?

Klimenko: Wir haben zum Beispiel diesel-elektrische

Antriebe im Portfolio, die

bereits für eine spätere Umrüstung auf

komplett emissionsfreie Antriebe vorbereitet

sind – bei denen später der Austausch

des Dieselgenerators beispielsweise

gegen Brennstoffzelle erfolgen

kann. Wir bieten außerdem methanolelektrische

oder batterie-elektrische Antriebe.

Eine weitere Stellschraube, um Emissionen

zu sparen, ist die Optimierung von

Schiffslinien, die zu geringeren Brennstoffverbräuchen

führt. Die Schiffslinienoptimierung

ist gerade in der Binnenschifffahrt

im Hinblick auf Niedrigwasserphasen

ein wichtiger Punkt. Hier

bieten wir den Reedern und Partikulieren

ein »Rundum-Sorglos«-Paket mit einem

komplett neuen Hinterschiff an.

Derzeit gibt eine Vielzahl an potenziellen

Kraftstoffen beziehungsweise an alternativen

Antriebskonzepten. Glauben Sie,

dass diese Vielfalt dauerhaft bleiben wird

oder wird sich langfristig eine Lösung

durchsetzen?

Klimenko: Vielfalt in der Form wie jetzt

führt zu Schwierigkeiten in der Beschaffung

der Kraftstoffe, aktuell ist es

ein großes Thema bei LNG, welches gerade

in der Binnenschifffahrt nur bedingt

verwendet werden kann. Ich denke, es

wird eine Reduzierung in Hinblick auf

die Anzahl der Kraftstoffe geben, aber

keinen »Universalkraftstoff« wie es der

Diesel war. Bei Antriebskonzepten wird

die Vielfalt jedoch bleiben und sogar

Hitzler Werft, Lauenburg

noch größer werden, je nach Anforderung

des Schiffes und des Einsatzgebietes.

Bei vielen Ihrer Projekte holen Sie Industriepartner

mit an Bord, wie wichtig sind

solche Partnerschaften aus Ihrer Sicht?

Klimenko: Partnerschaften sind generell

wichtig, zum einen um voneinander zu

lernen, zum anderem, um sich ständig

weiter zu entwickeln. Die Schifffahrt ist

inzwischen zu kompliziert geworden, um

ein Schiff von A-Z komplett auf der Werft

bauen zu können. Partnerschaften garantieren

für jedes Aufgabengebiet Spezialisten,

die den Kunden maximalen Erfolg

bringen. Genauso, wie man sich bei den

Motoren auf Spezialisten verlässt, anstatt

sie selbst zu fertigen, blicken wir beispielsweise

in der E-Technik oder Nautik

auf teilweise jahrelange Partnerschaften

zurück.

Wenn Sie einen Wunsch frei hätten, welches

Schiff würden Sie gern auf der Hitzler-Werft

bauen?

Wir sind dafür bekannt, Prototypen zu

bauen. Die Herausforderung der Entwicklung

eines neuen Schiffstyps als Beginn

einer neuen Serie wäre für uns daher

am reizvollsten.

• Die Werft wird 1885 von Johann

Georg Hitzler gegründet und befindet

sich bis 2021 im Familienbesitz.

• Am 1. März geht die Werft in die

Hände von Marek und Kai Klimenko.

Marek Klimenko war bis dato über 30

Jahre Werft-Mitarbeiter, zuletzt als

Konstruktionsleiter tätig.

• Der Fokus der Hitzler Werft liegt sowohl

auf dem Reparaturgeschäft als

auch auf Neubauten.

• Die Werft verfügt über zwei Helgen

von 130 m x 18 m sowie Slipanlagen

von 135 m und 85 m Länge.

• Rund 50 Mitarbeiter sind derzeit im

Unternehmen beschäftigt, mit externen

Beschäftigten arbeiten insgesamt

knapp 120 Personen auf der

Werft.

Binnenschifffahrt 2022

17


INNOVATIONSREPORT 2022 | ZUKUNFTSWEISENDER SCHIFFBAU

Pionierin mit Batterie und Brennstoffzelle

Schon vor ihrer Taufe, die im Mai in Berlin stattfand, machte die »Elektra« als weltweit

erstes Schubboot mit Brennstoffzellen und Batterien an Bord Schlagzeilen. Sie ist die

Pionierin, die den Weg für eine emissionsfreie Binnenschifffahrt bereitet

© Förster

© Förster

Damit die »Elektra« emissionsfrei über die Elbe fahren kann, wird sie mit Wasserstoff (oben rechts) und Akku-Strom (unten rechts) versorgt

© EST Floattech

Zwei Jahre lang wurde sie bei der Barthel

Werft in Derben an der Elbe gebaut.

Ebenso lange nimmt die Erprobung

dieses Pionierschiffes in Anspruch.

Die »Elektra« wurde mit dem Anspruch

gebaut, komplett emissionsfreie

Schubfahrten auf der Langstrecke möglich

zu machen. Als Primär-Energiequellen

stehen an Deck hinter dem

Steuerhaus drei Brennstoffzellen-Module

mit einer Leistung von jeweils 100 kW

zur Verfügung. Sie beziehen den zur

Stromerzeugung mittels Elektrolyse nötigen

Wasserstoff aus direkt dahinter platzierten

Tankcontainern. Sechs der sogenannten

H2-MEGC-Speicherbehälter

können je 125 kg gasförmigen Wasserstoff

bei einem Druck von 500 bar aufnehmen.

Das Brennstoffzellensystem soll

künftig die Grundlast der zwei je 210 kW

leistenden Elektromotoren abdecken, die

die Schottel-Ruderpropeller antreiben.

Die zweite »grüne« Komponente sind

die unter Deck eingebauten Lithium-

Ionen-Akkus von EST Floattech mit insgesamt

2,5 MW, die sowohl für den Antrieb

als auch für das Bordnetz zur Verfügung

gestellt werden. Das entspricht einer

Batteriekapazität von 60 Mittelklasse-

Elektroautos.

Als drittes liefert schließlich eine Photovoltaikanlage

mit 2,1 kWp auf dem

Dach des Steuerhauses zusätzlich Strom

aus Sonnenenergie. Mehr als 3.000 m Kabel

verteilt auf 20 m Schiffslänge verteilen

Energie und Daten auf dem 130 t

schweren Schubboot. Die Abwärme der

Brennstoffzellen wird über eine Sole-

Wärmepumpe genutzt, um die Wohnräume

zu heizen.

Die Reichweite als Schubverband soll

bei 400 km liegen. Bis zu 1.400 t an Ladung

sollen einmal von Berlin aus bis

nach Hamburg transportiert werden

können, als Anker-Kunde hat Siemens

bereits Bedarf angemeldet. Insgesamt

können Verbände mit bis 150 m Länge

gefahren werden.

Die Versorgung mit Wasserstoff erfolgt

künftig im Westhafen bei der BEHALA

und im Hafen Lüneburg. Während der

Liegezeiten bezieht die »Elektra« Landstrom

und lädt ihre Batterien auf. Da es

bislang keine Standards für die Ladeleistung

gibt, wurden auf dem Schubboot eine

ganze Reihe von Wechselstrom- und

Gleichstrom-Anschlüssen geschaffen,

um für alle Fälle gerüstet zu sein.

Mit dem Industrie- und Gewerbepark

Mittelelbe/H2 Green Power & Logistics

hat die TU Berlin einen Liefervertrag zur

Befüllung und zum Transport der Tanksysteme

(Multiple Energy Gas Container

– MEGC) mit grünem Wasserstoff bis

zum Ende der Projektlaufzeit Ende 2024

abgeschlossen. Diese MEGC können mit

dem bordeigenen Kran getauscht werden.

Die Gesamtkosten für den Bau des

Schiffes belaufen sich auf und

14,6 Mio. €. Die Crew wird von der HGK

Shipping gestellt. Sie war von Anfang an

als Projektpartner mit an Bord.

18 Binnenschifffahrt 2022


ZUKUNFTSWEISENDER SCHIFFBAU | INNOVATIONSREPORT 2022

Arbeitsboote werden elektrisch

Mit der Kiellegung für den ersten »E-Spatz« auf der Schiffswerft Bolle in Neuderben wurde

eine neue Generation von WSV-Arbeitsschiffen geboren. Im Gegensatz zu seinen

Vorgängern wird dieses Boot nicht mit einem Diesel, sondern elektrisch angetrieben

Kiellegung des Schiffes auf der Bolle-Werft

© WSV

Animation der »E-Spatz«

Im Zuge der Dekarbonisierung und Emissionsreduzierung rüstet

die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes

(WSV) ihre Schiffe mit umweltfreundlichen Antrieben aus. So

zum Beispiel auch die Arbeitsschiffe vom Typ »Spatz«, die bisher

mit konventionellen Dieselmotoren fuhren. Mit der im Sommer

erfolgten Kiellegung des ersten »Elektrospatzes« ging eine neue

Generation dieses Schiffstyps an den Start.

Bei dem »E-Spatz« handelt es sich um ein multifunktionales

Arbeitsschiff, das auf den Flüssen und Kanälen des Westdeutschen

Kanalnetzes eingesetzt wird. Der Neubau wird eine

Länge von 16,90 m und eine Breite von 4,50 m aufweisen.

Anders als der dieselbetriebene Vorgänger wird der »E-Spatz«

ausschließlich mit zwei Elektromotoren a 80 kW angetrieben.

Das Antriebssystem liefern Jastram, Kadlec & Brödlin und Tesvolt.

Ihre Kooperationen hatten die drei Unternehmen auf der

STL 2021 in Kalkar bekannt gegeben. Das umweltfreundliche

Antriebskonzept wird aus Batterien der Firma Tesvolt, einem

Elektromotor von Danfoss und einem Ruderpropeller von Jastram

bestehen. Die Batterien sollen über Nacht laden, wenn das

Schiff am Anleger liegt.

»E-Spatz« als Prototyp

Die Technik des E-Spatzes ist laut WSV exakt auf die Bedingungen

im Einsatzgebiet zugeschnitten, auf die Schleusenabmessungen,

Brückendurchfahrtshöhen, Wasserstände und

Strömungen. Das Schiff soll unter anderem in der Verkehrssicherung

und Verkehrsüberwachung eingesetzt sowie bei Peilarbeiten.

Der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung zufolge

sind mehr als 130 Arbeitsschiffe dieses Typs auf den Bundeswasserstraßen

im Einsatz.

Nach Fertigstellung des »E-Spatz«-Piloten, die zum Jahreswechsel

vorgesehen ist, und der Erprobung sollen in den kommenden

Jahren weitere Arbeitsschiffe mit emissionsarmen Antrieben

ausgestattet werden.


Binnenschifffahrt 2022

19


INNOVATIONSREPORT 2022 | ZUKUNFTSWEISENDER SCHIFFBAU

EMS »Berg«– preisgekrönt und sauber

Die Bayerische Seen-Schifffahrt hat mit ihrem Fahrgastschiff EMS »Berg« in Innovationen

und Umweltfreundlichkeit investiert. Jetzt zählt sie zu den größten rein mit Batterien

angetriebene Schiff auf einem deutschen Binnengewässer

Mit einer Batterieladung kann die EMS »Berg« bis zu zehn Stunden über den Starnberger See fahren

Eigentlich sollte der Neubau für die

Bayerische Seen-Schifffahrt ein konventionelles

Schiff werden. So war es

auch noch gedacht, als der Auftrag bei

der Lux-Werft in Mondorf platziert wurde.

Doch dann kam es zum Umdenken:

Warum nicht Elektro- statt Dieselmotoren?

Im Ergebnis entstand die EMS

»Berg«, das größte rein mit Batterien angetriebene

Schiff auf einem deutschen

Binnengewässer. Für diesen mutigen und

technologisch vorbildhaften Ansatz hat

die Reederei den Innovationspreis Binnenschifffahrt,

gestiftet von der Allianz

Esa, erhalten.

Die für 300 Personen zugelassene EMS

»Berg« ist mit 35 m Länge und 8,20 m

Breite bei einem Tiefgang von 1,25 m das

derzeit größte vollelektrisch betriebene

Schiff in Deutschland. Mit ihren zwei

Elektromotoren und einer Batterieleistung

von 1.600 kWh fährt sie absolut klimaneutral

und lautlos über den Starnberger See.

Für die EMS »Berg« lieferte die Werft

nach rund 25.000 Arbeitsstunden neben

dem Schiff auch die vollständige Ladetechnologie

einschließlich eines speziellen

Elektroanschlusses an der Backbordseite.

Die Ladetechnik an Bord wird

über einen Spezial-Drehstromstecker mit

© Förster

dem Landanschluss verbunden und versorgt

die in zwei getrennten Räumen unter

Deck untergebrachten Lithium-

Ionen-Akkus mit 2 x 400 VAC (2 x

80 kW). Die Batterien sind für rund

6.000 bis 8.000 Ladezyklen ausgelegt und

sollen rund 30 Jahre halten.

Das Bordnetz mit 700 V Gleichstrom basiert

auf einem Hochvolt-Stromkreis mit

hohen Sicherheitsstandards und speziellen

Schützen, die jeweils redundant ausgeführt

sind. Am ertüchtigten Schiffsanleger im

Hafen Starnberg liefern die Stadtwerke umweltfreundlichem

Öko-Drehstrom, um die

Batterien über Nacht aufzuladen.

Mit einer vollen Batterieladung von

1.600 kWh kann die »Berg« bis zu zehn

Stunden lang über den 21 km langen

Starnberger See kreuzen – das reicht, um

den täglichen Fahrplan im Südteil des

Sees zu bedienen. Das Schiff erreicht dabei

eine Höchstgeschwindigkeit von

22 km/h.

Für den Vortrieb sorgen zwei elektrische

STP-100 Twin Propeller von

Schottel mit je 200 kW Leistung, die in

getrennten Hauptantriebsräumen im

Achterschiff untergebracht sind, dazu

kommt ein STT-60-Bugstrahler als Manövrierhilfe

und Hilfsantrieb mit 75 kW

Leistung. Eine Wärmepumpe mit Klimasatz

dient zum Heizen und Kühlen von

Innenräumen und Steuerhaus.

Die Investition für das Schiff belief sich

auf rund 5,3 Mio. €.


Motorenraum mit Elektro-Motoren

Lithium-Ionen-Akkus

Liegeplatz mit Stromversorgung

20 Binnenschifffahrt 2022


ZUKUNFTSWEISENDER SCHIFFBAU | INNOVATIONSREPORT 2022

Autonomes Elektro-Wassertaxi für Kiel

Hoch im Norden, auf der Kieler Gebr. Friedrich Schiffswerft, entsteht ein Prototyp eines

ÖPNV-Fahrzeugs der Zukunft – das autonome Wassertaxi »Wavelab«. Angetrieben wird

der Katamaran von emissionsfreien Elektromotoren

© Gebrüder Friedrich/Fachhochschule Kiel

© Torqeedo

So soll das neue Wassertaxi aussehen, das auf der Kieler Förde zum Einsatz kommt

Deep Blue Motor von Torqeedo

Das neue, elektrisch fahrende Boot soll in der schleswig-holsteinischen

Landeshauptstadt künftig als Wassertaxi auf der

Kieler Förde verkehren. Das Elektroschiff mit der Bezeichnung

»Wavelab« wird zunächst als Forschungsplattform für die Initiative

»Clean Autonomous Public Transport Network« (CAPTN)

in Kiel dienen.

Herzstück dieses Vorhabens sind autonome emissionsarme

Personenfähren. Das Teilprojekt CAPTN »Förde Areal« erhielt

eine Förderung des Bundesministeriums für Verkehr und Infrastruktur

von rund 6,1 Mio. € für den Bau des Versuchsträgers,

die Errichtung der notwendigen Infrastruktur und die Programmierung

der Systeme für die ersten autonomen Fahrversuche.

Die Verantwortung für die Umsetzung und Koordination

des Projektes trägt die Forschungs- und Entwicklungszentrum

Fachhochschule Kiel GmbH. Kooperationspartner sind die

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), die Fachhochschule

(FH) Kiel sowie die ADDIX GmbH, Raytheon Anschütz

GmbH und Wissenschaftszentrum Kiel GmbH.

Als Katamaran unterwegs

Die Forschungsplattform in Form eines Katamarans wird aus Aluminium

bestehen, ca. 20 m lang und acht Meter breit sein. In einem

rund zehn Quadratmeter großen Deckshaus sind die Brücke

und die Arbeitsplätze für Wissenschaftler untergebracht. Die dahinterliegende

Freifläche soll ausreichend Platz für eine flexible

Gestaltung der Forschungsprojekte bieten. Ein umlaufender Sensorrahmen

oberhalb des Decks ermöglicht die Installation der

Sensorik für autonome Fahrversuche und diverse Spezialkameras

für eine Rundumsicht. Angetrieben wird der Forschungskatamaran

von zwei Elektro-Motoren, die aus Batterien gespeist

werden. In den Rümpfen befinden sich außerdem zwei Versuchsräume

mit großzügigen Möglichkeiten zur Datenspeicherung und

-verarbeitung.

Im Rahmen des Vorhabens wurde Torqeedo ausgewählt, um das

vollständig integrierte elektrische Antriebssystem zu liefern. Das

Paket umfasst zwei 50-kWDeep Blue Motoren mit lenkbarem Ruderpropeller

und sechs Deep Blue Lithium-Ionen-Batterien mit einer

Gesamtkapazität von 240 kWh. Vier Power 24–3500-Batterien

versorgen das 24-V-Bordnetz. Das Antriebssystem wird durch ein

22 kW-Schnellladegerät, einen DC/DC-Wandler und einen DC/

AC-Wandler vervollständigt.

Für die Steuerung und Überwachung des Schiffs in Echtzeit

von einer landgestützten Leitstelle ist das ebenfalls in Kiel ansässige

Unternehmen Raytheon Anschütz verantwortlich. Es entwickelt

den sicheren und leistungsfähigen Datenaustausch – zum

Beispiel, wenn es um Kollisionsvermeidung, Manövrieren oder

Andocken angeht – zwischen den Schiffen des digitalen Testfelds

sowie zwischen den Schiffen und der Leitstelle an Land.

Seine ersten (teil)autonomen Fahrversuche soll das Wassertaxi

in Kooperation mit der Wehrtechnischen Dienststelle für Schiffe

und Marinewaffen der Bundeswehr, Maritime Technologie und

Forschung (WTD71) absolvieren. Die Wasserfläche des Marinearsenals

in Kiel ist gut für die Erprobung autonomer Fahrversuche

geeignet. Sie ist für die zivile Schifffahrt gesperrt, durch eine Mole

geschützt und verfügt über einen Anschluss an die Kieler Förde.

Die Erprobungsphase wird nach der geplanten Übergabe von

»Wavelab« Ende 2022 erfolgen.


Binnenschifffahrt 2022

21


INNOVATIONSREPORT 2022 | ABGASNACHBEHANDLUNG & ANTRIEBSTECHNIK

Schubboote mit sauberem Abgasstrom

Für eine deutliche Verringerung der meisten Schadstoffe sorgen Abgasreinigungsanlagen

wie die von Tehag. Der Spezialanbieter hat zwei Werksschiffe von ThyssenKrupp Steel in

Duisburg mit Partikelfiltern und SCR-Anlagen ausgerüstet

Die »Thyssen 1« im Werkshafen-Verkehr von ThyssenKrupp Steel

Im Werkshafen von ThyssenKrupp Steel rangieren seit Sommer

2021 zwei neuartige Leichter: die »Thyssen 1« und das Schwesterschiff

»Thyssen 2«. Unter Deck der diesel-elektrisch betriebenen

Schubschiffe arbeiten zwei überaus kräftige Motoren

von Caterpillar, um Leichter mit jeweils bis zu 2.700 t Erz, Kohle

oder Koks zwischen Rhein und den Hafenbecken in Schwelgern

und Duisburg-Walsum zu bugsieren – insgesamt sind es 23 Mio. t

im Jahr. Bei einem Tiefgang von nur 1,7 m bei 30 % Beladung

können die beiden neuen Einheiten auch bei Niedrigwasser noch

operieren. Der Abgas-Spezialist Tehag hat dafür die größten bis

dato auf einem Binnenschiff verbauten Filter- und SCR-Anlagen

geliefert.

Im Zuge der Flotten-Modernisierung ersetzte der Duisburger

Stahlkonzern zwei ältere Rhein-Schubboote. Die beiden Schubeinheiten

sind je 27,7 m lang und 10,6 m breit. Jeweils vier Generatorensets

bringen ihre Leistung zu zwei Voith-Schneider-

Propellern mit je 780 kW. Es befinden sich also jeweils auch vier

kombinierte Abgasreinigungsanlagen an Bord.

Das Partikelfilter-System arbeitet nach dem sogenannten Wall-

Flow Prinzip, bei dem das Abgas durch wechselseitig verschlossene

Filterkanäle geführt wird. Die Kanalwände haben dabei eine

definierte Porenstruktur, so dass Gasphase über den Nachbarkanal

entweichen kann, während nahezu sämtliche Feststoffe aus

dem Abgas gefiltert werden. Die Filtermodule wurden zusätzlich

mit einer katalytischen Beschichtung versehen, wodurch auch die

gasförmigen Schadstoffe Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe

(HC) nachhaltig reduziert werden. Den Filtersystemen

nachgeschaltet wurde je ein SCR-System, das durch das

Reaktionsmittel Harnstoff (Adblue) die Stickoxidemissionen

(NOx) in einem speziellen Katalysator reduziert.

Um für Wartungsarbeiten an Gewicht zu sparen, sind zwei Filter-Module

AWF 1700 mit jeweils 25 kg gewählt worden. Die Filtersubstrate

sind für eine höhere Wirkung zusätzlich katalytisch

beschichtet, danach kommt die SCR-Anlage. Das soll den potenziellen

Schadstoffausstoß so weit, wie es heute technisch möglich

ist, senken. Rußpartikel werden um 90 % reduziert, CO und

HC (Kohlenwasserstoffe) über die Katalyse dem Hersteller zufolge

»teilweise bis zur Nachweisgrenze« verringert. Die Emission

von NOx wird in den Spitzen zu mehr als 90 % verhindert.

Damit schaffen die Schiffe, abgesehen von CO2, bei allen vier

wichtigen Schadstoffgruppen im Diesel-Abgasstrom die maximale

Reduktion. Die Betriebsdauer gibt der Hersteller mit rund

4.000 bis 6.000 Stunden an. Dann müssten die Tehag-Anlagen

zwei- bis dreimal gewartet werden. Beim SCR ist es in der Regel

nur eine technische Überprüfung, die Filter müssten dagegen

trotz ihrer aktiven Regeneration ausgebaut und von Ölasche befreit

werden.


© ThyssenKrupp Steel

Maschinenraum der »Thyssen 2«

Aufbau- und Funktionsschema eines SCR-Systems aus dem Hause Tehag

© Tehag

22 Binnenschifffahrt 2022


WÄRTSILÄ

Motor mit Zertifizierung nach Stufe V

©Wärtsilä

Der schnelllaufende »Wärtsilä 14«

Der finnische Hersteller Wärtsilä hat die

Motoren-Zertifizierung für die EU-Stufe

V erhalten. Der »Wärtsilä 14« erfüllt damit

die NRMM-Norm für Binnenschiffe. Die

Zertifizierung gilt für die Gesamtlösung

einschließlich des Wärtsilä 14-Motors

und des Abgasnachbehandlungssystems.

Die ersten Lieferungen des neu zertifizierten

Motors »Wärtsilä 14« sind für

zwei neue Passagierfähren, die von der

Shiptec AG für das Schweizer Unternehmen

General Navigation Company

(CGN) gebaut werden, bestimmt. Die

Fähren werden zwischen der Schweiz

und Frankreich über den Genfer See verkehren.

Das erste Schiff soll voraussichtlich

im Dezember 2022 in Betrieb gehen.

Die 2020 in Kraft getretene Stufe V-Gesetzgebung

verschärft die Beschränkungen

für Non-Road-Motoren

(NRMM) und setzt strengere Grenzwerte

für Emissionen, insbesondere für Partikel

(PM) und Stickoxide (NOx). Die Zertifizierung

nach Stufe V ist für alle Motoren

erforderlich, die in der europäischen Binnenschifffahrt

zum Einsatz kommen. Die

Flotte zählt insgesamt 17.500 Schiffe.

Der schnelllaufende »Wärtsilä 14« ist

in 12– und 16-Zylinder-Konfigurationen

und mit einem Leistungsspektrum von

749–1340 kWm für den mechanischen

Antrieb und von 675–1155 kWe für

Hilfsaggregate und diesel-elektrische Anwendungen

erhältlich. Angeschlossen ist

das NOx-Reduktionssystems (NOR) von

Wärtsilä, das die Technologie der selektiven

katalytischen Reduktion (SCR) und

einen Dieselpartikelfilter (DPF) nutzt.

Messungen des TÜV Nord haben

nachgewiesen, dass das System alle erforderlichen

Leistungs- und Funktionsmerkmale

erfüllt. Die endgültige Typgenehmigung

wurde von der GDWS erteilt.


NORIS | AUGUST STORM

Partnerschaft für Refit-Projekte

Moderne Steuerungssysteme für ältere

Motoren können den Schiffsbetrieb deutlich

effizienter machen – vor diesem Hintergrund

haben der Motoren-Dienstleister

und der Automationsspezialist ihre Expertise

gebündelt. Das neue Service-Angebot

richtet sich auch an die Binnenschifffahrt.

Mit seinem ausgedehnten Netzwerk an

Technikern will Storm im Verbund mit

Noris künftig verstärkt den Bereich des

Retrofits abdecken.

Die Noris Group aus Nürnberg kann

neben komplexen Automatisierungssystemen

auch die komplette Messkette

liefern: von der Sensorik über die Signalverarbeitung

bis hin zur Visualisierung,

sprich das Brücken-Design für ein einheitliches

»Look and Feel« im Steuerhaus.

Als sogenannter OEM (Original

Equipment Manufacturer) ist Noris bereits

Zulieferer bei vielen Motoren-Herstellern

oder Hauptlieferanten.

Binnenschifffahrt 2022

23


INNOVATIONSREPORT 2022 | ABGASNACHBEHANDLUNG & ANTRIEBSTECHNIK

FISCHER ABGASTECHNIK

Mit Abgas-Behandlung zu weniger Schadstoffen

Im Zuge der Klimadebatte werden Emissionen

immer strenger reglementiert,

auch in der Binnenschifffahrt. Um die

heutigen und künftigen Grenzwerte, bei-

Dieselpartikelfilter

© Fischer Abgastechnik

spielsweise für NOx oder Rußpartikel einzuhalten,

gibt es die Möglichkeit der Abgasnachbehandlung

Ein Unternehmen, das auf solche Systeme

spezialisiert ist, ist Fischer Abgastechnik

mit Sitz in Emsdetten. Das Produkt-

und Leistungsportfolio beinhaltet

diverse Systeme zur Abgasnachbehandlung

und zur sogenannten Entstickung.

Dazu gehören beispielsweise Rußpartikelfilter,

Katalysatoren und Thermomanagementsysteme,

wie das im eigenen

Haus entwickelte Brennersystem HeliosFFB

für Motorengrößen bis 1.000 kW.

DeNOx-Entstickungssysteme vervollständigen

die Bandbreite der Möglichkeiten,

um eine spezifische Lösung zusammenzustellen

zu können.

Fischer Abgastechnik verfügt über eigene

Konstruktions-, CFD- und FEM-

Abteilung und unterstützt sowohl die

Entwicklung als auch die Vorbereitung

der Anlagen. Die »EU-Stage V«-ready

und »IMO Tier III«-Systeme werden hier

für Motoren von 19–10.000 kW nach

Kundenanforderungen entwickelt. Jedes

Brenner- und SCR-System wird vorab am

firmeneigenen Teststand aufgebaut.

In Praxis bewährt

Der Abgasspezialist kann bereits eine

lange Referenzliste vorweisen. Eines der

jüngeren Projekte mit Fischer-Lösungen

an Bord ist das »Barefoot Boat« von Til

Schweiger. Auch bei der Nachrüstung des

Frachters »Philipskercke II« war das Unternehmen

dabei und lieferte Rußfilter

und einen SCR-Katalysator zu. Ein weiteres

Referenzobjekt ist das Schubschiff

»Maranta«, das nun die seegängigen

IMO-III-Grenzwerte oder die marinisierte

CCR II- beziehungsweise die EU-

Stufe-V einhält.


KOEDOOD

EU-Stufe-V-Zertifikat für Mitsubishi-Motoren

Die Koedood Marine Group hat die EU-

Stufe-V-Zertifizierung der Mitsubishi SR-

Motorenfamilie und des Mitsubishi S12A2

für Anwendungen in der Binnenschifffahrt

erhalten. Alle Motoren sind mit dem

von Koedood entwickelten »Koedood Engine

Emission System« ausgestattet, das

den größten Teil des Stickstoffs und der

Partikel aus den Abgasen entfernt und für

einen saubereren und effizienteren Motorbetrieb

sorgt.

Das EU-Stufe-V-Zertifikat für die Mitsubishi

SR-(470–1.250 kW) und die Mitsubishi

S12A2-Motoren wird im Namen

der Koedood Marine Group entwickelt,

so dass Koedood für beide Motortypen

als Hersteller des Motors anerkannt wird.

Neben einem wesentlich saubereren Abgas

konnten die Motoren so verändert

werden, dass sie 5 % sparsamer laufen als

die ZKR-2-Variante, heißt es von Koedood.

Dies geschah mit der Genehmigung

von Mitsubishi Turbocharger and

Engine Europe B.V. und unter Beibehaltung

der vollen Herstellergarantie.

Die nach EU-Stufe V zertifizierten Motoren

werden unter dem Markennamen

KEES (Koedood Engine Emission Systems)

vermarktet. Das zertifizierte Motoremissionssystem

eignet sich den Angaben

zufolge perfekt für die Lastprofile

der Binnenschifffahrt, wo die Motoren

oft lange Zeiträume mit geringer Belastung

ausgesetzt sind, was die Funktion eines

Emissionssystems beeinträchtigen

kann. Beim Betrieb mit geringer Last,

zum Beispiel auf Kanälen, bleibt die Abgastemperatur

hoch genug für einen optimalen

Betrieb des SCR-Katalysators

und des Partikelfilters (DPF), was zu geringeren

Wartungs- und Verbrauchskosten

führt.


Ist von 470 bis 1.250 kW erhältlich

© Koedood

DANFOSS | VOLVO PENTA

E-Mobilität-Partner

Die maritimen Zulieferer Volvo Penta

und Danfoss Editron haben ein Partnerschaftsabkommen

geschlossen. Das Ziel

ist, gemeinsam »die Entwicklung der

Elektromobilität in der Schifffahrt auf

die nächste Stufe heben«.

Im Rahmen der Partnerschaft wollen

die beiden Unternehmen »die nächsten

Schritte bei nachhaltigen Energielösungen

gehen«. In einer Mitteilung

zur Partnerschaft heißt es, man wolle daran

arbeiten, die eigenen Angebote zu

optimieren.

Durch die Zusammenarbeit bei Forschungs-

und Entwicklungsaktivitäten

wolle man schnell zuverlässige und effiziente

Elektrifizierungspakete für einen

breiteren Teil des kommerziellen Schifffahrtsmarktes

anbieten. Der Ansatz umfasst

Entwurf, Installation, Inbetriebnahme

und After-Sales-Service.

Es ist nicht das erste Mal, dass die beiden

Unternehmen Danfoss Editron und

Volvo Penta zusammenarbeiten. So gab

es Kooperationen etwa bei einem der

ersten Crew-Transfer-Vessel mit Hybrid-

Antrieb in Großbritannien sowie bei autonomen

Erkundungseinheiten für das

Meeresroboterunternehmen Ocean Infinity.


24 Binnenschifffahrt 2022


ABGASNACHBEHANDLUNG & ANTRIEBSTECHNIK | INNOVATIONSREPORT 2022

MAN ENGINES

Emissionsarme Gasmotoren für die Parsifal-Flotte

Bei der niederländischen Werft Concordia

Damen hat das Energieunternehmen Shell

rund 40 Doppelhüllentanker bestellt. Die

LNG-Antriebstechnik liefert dafür der

deutsche Hersteller MAN Engines aus

Nürnberg. Bis Ende 2024 will Concordia

Damen die 40 neuen Binnenschiffe vom

Typ Parsifal bauen und abliefern. Der

erste Tanker, die »Blue Marjan«, wurde

bereits am 24 Dezember 2021 an Shell

übergeben. Die weiteren Schwesterschiffe

sollen monatlich folgen.

Die Schiffsserie basiert auf dem »Parsifal«-Design

von Damen. Die 110 m langen

und 11,45 m breiten Doppelhüllentanker

kommen bei einer Tragfähigkeit

von 2.800 t gegenüber herkömmlichen

Typen mit einem deutlich verringerten

Tiefgang von 3,25 m aus. Damit sollen sie

selbst bei Niedrigwasser noch den Rhein

und andere europäische Wasserstraßen

befahren können. Insgesamt passen in

die acht Tanks gut 3.000 m3 bei einem

maximalen Tiefgang von 5,05 m.

Gas-elektrisches Antriebssystem

MAN Engines liefert seine Gasmotoren

vom Typ MAN E3262. Diese wurden ursprünglich

für den stationären Einsatz

konzipiert und nun als Antrieb für die

Binnenschifffahrt adaptiert. Die Zwölf-

Zylinder-Motoren werden in Aggregate

Mit ihrem Gasantrieb werden die Schiffe besonders emissionsarm sein

des niederländischen Partners MAN Rollo

eingebaut. Jeweils zwei dieser Gasmotoren,

die zusammen eine Leistung

von 990 ekW erbringen, bilden in Kombination

mit elektrischen Generatoren

das gas-elektrische Antriebssystem für

die emissionsarmen Tanker. Die Gasmotoren

werden mit LNG betrieben. Das

Flüssigerdgas wird zunächst in Klimaanlagenverdampfern

in den gasförmigen

Zustand zurückverwandelt, damit es als

Kraftstoff in den MAN-Gasmotoren eingesetzt

werden kann. Für das Parsifal-

Projekt liefert MAN Engines einen zertifizierten

Gasmotor und eine Motorsteuerung,

die nach den neuesten EU-

Binnenschifffahrts-Emissionsvorschriften

der Stufe V zugelassen sind. Die

Steuerung für die Motoren kommt von

dem Unternehmen Heinzmann mit Sitz

im baden-württembergischen Schönau.

Die Steuerung wurde den Angaben zufolge

an die Besonderheiten der Anwendung

angepasst und abgestimmt, so

dass die Emissionsgrenzwerte »zuverlässig

und nachhaltig eingehalten und die

strengen Betriebsvorgaben erfüllt werden

können«.


© Concordia Damen

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Binnenschifffahrt 2022

25


INNOVATIONSREPORT 2022 | UMSCHLAGTECHNIK

SENNEBOGEN

Freibeweglicher Elektrobagger mit Akkus

Arbeitet noch weiter, auch wenn er an der Steckdose hängt, der Umschlagbagger 817

Das auf Umschlaggerät spezialisierte Unternehmen

Sennebogen hat mit dem »817

Electro Battery« ein neues Maschinenkonzept

entwickelt, nämlich einen Elektro-

Umschlagbagger mit Akkutechnik.

Der akkugestützte Elektro-

Umschlagbagger 817 Electro Battery ist

der erste der frei beweglichen Akkumodelle,

mit denen Sennebogen seine Elektro-Baureihe

ergänzt. Dank einem »Dualem

Power Management« bieten diese neben

der »absoluten« Bewegungsfreiheit

weiterhin auch alle Vorteile kabelgebundener

Elektrobagger, so der Hersteller.

Mit dem neuen, mobilen Elektro-

Umschlagbagger mit Akkutechnik lässt

sich noch weiterarbeiten, wenn er gerade

zum Nachladen am Stromnetz angeschlossen

ist. Im Netzbetrieb sorgt das

Duale Power Management dafür, dass

die Stromversorgung des Netzes für die

Arbeitsbewegungen genutzt wird, während

gleichzeitig die überschüssig eingespeiste

Leistung die Batterien wiederauflädt,

sodass die Maschine anschließend

erneut autark arbeiten kann. Bei angenommenen

2.000 Betriebsstunden

jährlich und einer Energiegewinnung

aus erneuerbaren Energieträgern spart

der Akkubagger laut Sennebogen so im

Schnitt 31.800 kg CO 2 pro Jahr im Vergleich

zu seinen dieselbetriebenen Pendants.

Die Option der Ausstattung mit

Akku ist zukünftig für die gesamte Elektro-Baureihe

des 817 bis zum 825 verfügbar.


© Sennebogen

LIEBHERR

Digitale und vernetzte Hafenmobilkrane sparen Emissionen

Neuer LHM Hafenmobilkran

© Liebherr

Liebherr macht seine LHM Produkt-

Serie fit für die Zukunft. Mit seinem neuen

Hafenmobilkran führt der Hersteller

technische Entwicklungen und Updates

ein. Die entscheidende Neuerung ist die

Implementierung der Kransteuerung

»Master V«. Diese bildet laut Hersteller

im Zusammenspiel mit einer noch »effizienteren«

Software-Architektur die Basis,

um zukünftige Assistenz- und Teilautomatisierungssysteme

langfristig in

den Kran zu integrieren. Insgesamt wird

der Kran wesentlich digitaler, vernetzter

und smarter. Die Position des Abstützsystems

wird nun per Sensor überwacht

und damit Teil der internen Datenverarbeitung.

Der Einsatz einer neuen Abstützbasis

im Feld erfordert lediglich ein

Software-Update durch Liebherr und soll

so mehr Flexibilität bieten. Ein weiterer

Vorteil ist laut Liebherr der variable Einsatz

von digitalen IP-Kameras zur besseren

Überwachung des Kraninnenraums

sowie der äußeren Kranumgebung.

Die neue Kransteuerung wird

von einem unabhängigen Stromkreislauf

versorgt. Dadurch kann der Kran ohne

aktivierte Kranzündung, ununterbrochen

von Kameras überwacht und effizient

geschützt werden.

Das Liebherr-Hybridsystem Pactronic

2.0 steht für die zweite Generation eines

hydraulischen Antriebssystems mittels

Hybridtechnologie. Ein Akkumulator

dient als Energiespeicher und unterstützt

bei Bedarf durch Lieferung zusätzlicher,

zwischengespeicherter Kraft. Die zweite

Generation der Pactronic bietet dem Betreiber,

je nach Arbeitssituation, die Wahl

zwischen dem Boost- und Green-Modus.

Im Boost-Modus wirkt die Pactronic

als »signifikanter« Leistungsverstärker.

Die Hubgeschwindigkeiten werden deutlich

gesteigert – ohne Zuhilfenahme eines

größeren oder gar zusätzlichen Hauptaggregats

für mehr Leistung. Dadurch

wird die Effizienz des Kranes deutlich gesteiger,

so Liebherr. Der LHM mit einer

Pactronic 2.0 hat eine verringerte Umschlagszeit

und erreicht die gleichen Leistungsparameter

wie ein vergleichbares

Gerät mit zwei Hauptaggregaten.

Mit dem Green-Modus sollen Kraftstoff

oder Strom gespart und die

CO 2 -Emissionen reduziert werden. Im

Hubbetrieb unterstützt die Pactronic 2.0

das Hauptaggregat so weit, dass weniger

Leistung durch den Hauptantrieb benötigt

wird, trotz gleichbleibender Hubgeschwindigkeiten.

Im Resultat laut Hersteller

sinken der Treibstoff- oder Stromverbrauch

sowie die Emissionen.

26 Binnenschifffahrt 2022


IMPRESSUM | INNOVATIONSREPORT 2022

Sonderpublikation Innovationsreport 2022

Redaktion: Krischan Förster, Anna Wroblewski

Anzeigen: Florian Visser

Tel. +49 (0)40-70 70 80-311

Layout: Sylke Hasse

Schiffahrts-Verlag »Hansa« GmbH & Co. KG

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SLL Handelsvertretung e.K. ............................ Beilage

TEHAG GmbH ........................................................... 3

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