BS 07-2018

Schiffstechnik
Durch Brennstoffzellen soll die Reichweite der »BB Green« steigen
Quelle: Echandia Marine
Modell der »Water-Go-Round«, der ersten US-Brennstoffzellen-Fähre
Quelle: Bae Systems
cherheitsmaßnahmen zu treffen, mahnte
der Experte. Eine davon betrifft die Kühlung.
Da das Gas auch von UV-Sensoren
erkannt werde, sei eine Überwachung mit
Hilfe von Gasdetektoren erforderlich, so
der Ingenieur. Bei Fehlfunktionen würde
zudem ein automatischer Abschaltprozess
einsetzen, darüber hinaus gebe es für speziell
für Wasserstoffversorgungssysteme
ausgelegte Feuerlöschtechniken.
Ein großer Vorteil von Brennstoffzellen
ist für Kanerva die hohe Effizienz im
Vergleich zu anderen Verbrennungsmotoren.
Der günstige Betriebsbereich liege
zwischen 30 und 80%. Durch Befeuchtung
und einen höheren Druck ließe sich
die Effizienz der Brennstoffzellen nochmals
steigern, so der Techniker nach
dessen Aussage durch Wärmerückgewinnungssysteme
sich der Effekt des gesamten
Systems verstärken ließe.
Vor allem aufgrund der höheren Effizienz
räumt Kanerva den Brennstoffzellen
daher künftig gute Chancen in
der Schifffahrt ein. Wenn die modularen
Produkte in Serienproduktion gingen
und es gelinge, die Lebensdauer zu
verlängern, würden die Lebenszykluskosten
für Brennstoffzellensysteme im
Vergleich zu anderen Verbrennungsmotoren
in den kommenden Jahren verringert
werden können, ist der Experte überzeugt.
Denkbar sei auch die Integration
in Batteriesysteme, etwa die Brennstoffzellen
für die Grundlast zu verwenden.
Auf diese Weise könnte die Energie in hohem
Maße gespeichert werden und der
kontrollierte und stabile Betrieb würde
die Lebensdauer der Brennstoffzellen erhöhen,
stellte Kanerva heraus.
Erste Anwendungen von kleinen
Brennstoffzellensysteme gibt es für maritime
Anwendungen laut dem Ingenieur
bereits, gleiches gilt für Technologiedemonstratoren.
Hydrogenics hat in
den USA einen 100 kW Pilot-Container
für maritime Entwicklungen eingerichtet.
Er soll in zahlreichen Häfen des Landes
erprobt werden und dient auch der
US Coast Guard zu Testzwecken. Auch
die Reederei Royal Caribbean Cruises beschäftigt
sich mit dem Thema Brennstoffzellen
und hat deswegen einen Technologiedemonstrator
installiert, für den ABB
die Wandler- und Transformatortechnik
sowie die Kontrolltechnik geliefert hat.
Als Pilotprojekt ist ein Kreuzfahrtschiff
der Reederei vorgesehen, es wäre laut
ABB das erste Kreuzfahrtschiff, das mit
Brennstoffzellen betrieben wird. Aktuell
beschreibt Kanerva Brennstoffzellensysteme
noch als kostenintensiv. Er ist aber
sicher, dass Brennstoffzellen früher oder
später wettbewerbsfähig werden.
Brennstoffzellen-Fähre in den USA
Um dieselbe Technik geht es auch bei
einer neuen Fähre in den USA. Golden
Gate Zero Emission Marine (GGZEM)
hat gemeinsam mit Projektpartnern
jüngst vom California Air Resources
Board (CARB) einen Zuschuss in Höhe
von 3 Mio. $ erhalten, für den Bau einer
brennstoffzellenbetriebenen Fähre.
Dieses Zero-Emission-Schiff mit Namen
»Water-Go-Round« sei das erste
seiner Art in den Vereinigten Staaten
von Amerika, heißt es. Die Idee ist es,
Wasserstoff aus Wasser zu erzeugen und
nach dem Einsatz in einer Brennstoffzelle
wieder in Wasser zu verwandeln.
Da Wasser das einzige Nebenprodukt
des Stromsystems sei, werde eine weitverbreitete
Anwendung dieser Technologie
für die Schifffahrt zu einer drastischen
Reduzierung von Schadstoffen
und Treibhausgasen führen, glauben die
Amerikaner.
Das Design des gut 21 m lange Katamarans
aus Aluminium stammt von Incat
Crowther. Die Höchstgeschwindigkeit
des von Bay Ship & Yacht in Alameda
bei San Francisco gebauten Schiffes wird
mit 22 kn angegeben. Der Neubau bietet
Platz für 84 Passagiere und wird mit zwei
unabhängigen 300kw starken Elektromotoren
von Bae Systems angetrieben. Die
Leistung wird durch 360 kW Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen
von
Hydrogenics und Lithium-Ionen-Akkupacks
erzeugt. Wasserstofftanks von
Hexagon Composites mit Ventilen und
Hardware von OMB-Saleri sind auf dem
Oberdeck installiert und enthalten nach
Angaben von Bae Systems genug Wasserstoff,
sodass das Schiff ohne Betankung
bis zu zwei Tage fahren kann.
Nach der Auslieferung Mitte kommenden
Jahres soll der Neubau drei Monate
lang in der Bucht von San Francisco eingesetzt
werden. Während dieser Testphase
will das Forschungsinstitut Sandia National
Laboratories die Betriebsdaten des
Katamarans auswerten. Anhand der Ergebnisse
soll geprüft werden, inwieweit
sich Wasserstoffantriebe in größeren Dimensionen
einsetzen lassen.
Das Unternehmen Red And White
Fleet wird das Mehrzweckschiff während
der Demonstrationsphase betreiben
und plant zudem die »Water-Go-Round«
als erstes von mehreren Schiffen mit integrierten
GGZEM-Antriebssträngen zu
kaufen, um ihre Verpflichtung zu einem
100% emissionsfreien Betrieb zu erfül-
Binnenschifffahrt – ZfB – 2018 – Nr. 7 17