Innovationsreport Binnenschifffahrt 2023

Der führende Versicherer der Binnenschifffahrt
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EDITORIAL
DIESEL
SAUBER, LEISE
ZUKUNFTSFÄHIG
Krischan Förster
Chefredakteur Binnenschifffahrt
Mit Mut voran!
Seit 30 Jahren
Ihr zuverlässiger
Partner für
Rußpartikelfilter,
SCR-Systeme und
Schalldämpfer
In einem Jahr kann so einiges passieren.
Die Welt verändert sich, in vielen Fällen
leider nicht zum Guten. Der Krieg in
der Ukraine und andere geopolitische
Spannungen lasten in vielfältiger Art
auf den Volkswirtschaften, dazu kommen
der Klimawandel, die überfällige
Energiewende und auch der zunehmende
Personalmangel als jene Herausforderungen,
die momentan am meisten
in den Fokus rücken, egal auf welche
Industrie man schaut.
Im deutschen System der Wasserstraßen
bedeutet dies gleichzeitig, mit den
gesetzten Rahmenbedingungen einschließlich
eines zuletzt verringerten
Investitionsetats der öffentlichen Hand
bestmöglich umzugehen. Das betrifft
vornehmlich die Engpässe an Brücken,
Schleusen oder Flüssen und Kanälen.
Mut und unternehmerisches Risiko
sind auf der Suche nach Lösungen gefragt.
Das gilt für neue Technologien
ebenso wie für neue Denkansätze und
Geschäftsmodelle. Der von uns bereits
zum zweiten Mal aufgelegte Innovationsreport
Binnenschifffahrt zeigt
auf, was sich in dieser Branche tut
– und das ist beachtlich.
Wer sich die große Übersicht zu
Forschungsprojekten und Praxisbeispielen
anschaut (ab S. 22), wird vielleicht
von dieser Fülle überrascht sein.
Sie ist ein Beleg dafür, dass sich eine
oft als tradiert beschriebene Branche
mehr als nur in Bewegung gesetzt hat,
nicht nur gedanklich, sondern auch
ganz praktisch. Das gilt für neue
Schiffsdesigns und Antriebskonzepte,
digitale Innovationen und neu gedachte
multimodale Logistikkonzepte
bis hin zum (teil)autonomen Betrieb
von Schiffen und Anlagen, demnächst
auch für neue Kraftstoffe bzw. Energieträger
von eFuels über Methanol
oder Wasserstoff bis hin zu Solarstrom.
Zugegeben: Viele Entwicklungen
stehen erst an der Schwelle zur Marktreife
und zu einem wirtschaftlichen
Einsatz in der Praxis. Auch der intelligente
Datenaustausch zwischen
allen Akteuren in der Transportkette
hat noch viel Potenzial. Doch eins ist
klar: Die Binnenschifffahrt ist längst
dabei, sich zu erneuern.
Sie ist als Verkehrsträger ohne Zweifel
unverzichtbar – für die Industrie, für
die Versorgungssicherheit im Lande,
für eine klimafreundliche Verkehrsverlagerung,
für die Energiewende. Will
sie diese Rolle künftig sogar noch stärken,
muss sie natürlich die eigenen Ressourcen
mobilisieren. Sie braucht dabei
aber auch die größtmögliche Unterstützung
der politisch Handelnden, mehr
noch als in der Vergangenheit.
Unser Innovationsreport soll daher
nicht nur die besten Beispiele aus der
Praxis zeigen, sondern auch Mut machen
und Wege aufzeigen, wie es weiter
voran gehen kann.
In diesem Sinne – viel Spaß beim Lesen
© Titelfoto: Seafar
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Binnenschifffahrt 2023
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INNOVATIONSREPORT 2023
Dr. Volker Wissing MdB
Bundesminister für Digitales und Verkehr
BMDV
© BMDV
»Wir brauchen die Binnenschifffahrt –
heute und in Zukunft!«
Leistungsstark, sicher und verlässlich –
das sind Eigenschaften, die unsere
moderne Binnenschifffahrt auszeichnen.
Über die Wasserstraßen werden wir versorgt
mit den essenziellen Waren, die unser
Land am Laufen halten. Daher ist
klar: Wir brauchen die Binnenschifffahrt
– heute und in Zukunft!
Deshalb müssen wir den Schifffahrtsstandort
Deutschland weiter stärken,
ausbauen und klimafreundlich gestalten.
Hier setzt der Bund an verschiedenen
Stellen an, etwa mit der geplanten Nationalen
Hafenstrategie, den Maßnahmen
zur Verlagerung von Großraumund
Schwertransporten (GST) auf die
Wasserstraße und unseren Förderprogrammen.
Ziel ist, dass wir die Kapazität
auf den Wasserstraßen und in den Häfen
weit mehr als bisher ausnutzen.
Wasserstraßen sind bestens geeignet
für GST: Eine Umfrage meines Ministeriums
hat gezeigt, dass Dreiviertel der
befragten See- und Binnenhäfen ein
mittleres bis hohes Potenzial für den
Umschlag von Windkraftanlagen haben.
Dieses wollen wir unter anderem
in Zusammenarbeit mit dem Bundesministerium
für Wirtschaft und Klimaschutz
(BMWK) nutzen für den Transport
von Bauteilen für Windkraftwerke.
Um die Verlagerung zu vereinfachen,
haben wir kürzlich eine Datenbank für
Umschlagstellen von GST geschaffen.
Diese bietet bereits heute Informationen
zu rund 200 GST-Umschlagsstellen.
Der entscheidende Hebel für mehr
Effizienz und Nachhaltigkeit im gesamten
Verkehrsbereich – also auch im
Schiffsverkehr – ist die Digitalisierung.
Bestes Beispiel dafür ist unser Programm
»Digitale Testfelder an Bundeswasserstraßen«:
Hier geht es darum, automatisierte
Systeme auszuprobieren – sodass
die Entwicklung hin zu hoch- oder
sogar vollautomatisierter Navigation in
der Binnenschifffahrt weiter vorangeht.
An der Spree-Oder-Wasserstraße (SOW)
wird seit dem vergangenen Jahr das Testfeld
»Digital SOW« aufgebaut. Das Projekt
erforscht das autonome Fahren auf
der Wasserstraße als Ergänzung zur Verund
Entsorgung in der Metropolregion
Berlin.
Damit der Transport über die Binnengewässer
für noch mehr Unternehmen
zum Mittel der Wahl wird, muss er nicht
nur digitaler, sondern auch nachhaltiger
werden. Auch in dieser Herausforderung
liegt eine Chance: Die Wasserstraßen
sind klar im Vorteil, wenn ihre Schiffe
klimafreundlich angetrieben werden.
Daher unterstützen wir zum Beispiel die
Modernisierung der Flotte mit unserer
weiterentwickelten Förderrichtlinie zur
nachhaltigen Modernisierung von Binnenschiffen.
Für die Aus- und Umrüstung
mit emissionsarmen Motoren werden
vom Bund bis zu 80 % der Investitionsausgaben
gefördert, für die
Aus- und Umrüstung mit Nullemissionsantrieben
sogar bis zu 90 %. Die weiterentwickelte
Förderrichtlinie stößt in der
Branche auf großes Interesse und soll
über den 31. Dezember 2023 hinaus fortgeführt
werden.
Das sind nur einige von vielen Beispielen
dafür, dass Binnenschifffahrt für
Fortschritt steht. Fest steht: Die Bundesregierung
wird die Binnenschifffahrt und
die Binnenhäfen weiter stärken und sie
dabei unterstützen, sich digitaler und
moderner aufzustellen. Davon profitieren
wir letztlich alle. Denn eines ist
sicher: Wasserstraßen haben eine große
Zukunft!
Binnenschifffahrt 2023
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Low Water Carrier
M/T “Canaletto”
Where is the classic main engine on the M/T
“Canaletto”? Nowhere!
M/T “Canaletto” is electrically powered by the
batteries on board, similar to a plug-in electric
car. On short distances or in port, emissions are
avoided entirely.
With a length of 110 m and a width of 11.45 m at
a water level of 30 cm in Kaub, M/T “Canaletto”
carries about 50 % more than other tankers with
comparable dimensions. This makes it the best
low water carrier on the Rhine.
Eight stainless steel tanks, 2 of which are
rubberized for the transport of hydrochloric acid.
One tanker of the fleet of 150 tankers belonging to GEFO.
26 new buildings to reduce pollutant emissions.
Which tanker will sail for you?
www.gefo.com

INNOVATIONSREPORT 2023
Dieter Janecek
Koordinator der Bundesregierung für die
Maritime Wirtschaft und Tourismus,
Bundesministerium für Wirtschaft und
Klimaschutz
© Deutscher Bundestag
»Zukünftig werden sich für die
Binnenschifffahrt neue Märkte entwickeln«
Rund 7.476 km Bundeswasserstraßen
wurden im Jahr 2021 von ca. 1900
Binnenschiffen befahren. Somit wurden
insgesamt 195 Mio. t Gütermengen
transportiert. Welch Bedeutung diese
enorme Gütermenge für die deutsche
Wirtschaft hat, zeigte uns die Diskussion
um die Auswirkungen eines erneuten
Niedrigwassers an Deutschlands wichtigster
Wasserstraße – dem Rhein –
nochmal deutlich. Die für den Wirtschaftsstandort
Deutschland wichtigen
Unternehmen der chemischen, petrochemischen
Industrie, der Stahl-, Energieund
Baustoffindustrie sind auf die Leistungsfähigkeit
der Wasserstraße angewiesen.
Die Wasserstraße ist ein Verkehrsträger,
der zur Erreichung der nationalen
und europäischen Klimaschutzziele im
Verkehrssektor beitragen kann und dessen
Leistungsfähigkeit dazu erhalten und
gestärkt werden muss. Ein modernes
Binnenschiff befördert die Gütermenge
von etwa 150 Lkw. Der Transport von
Gütern, die mit dem Binnenschiff befördert
werden, erzeugt deshalb nur rund
ein Drittel der Treibhausgase im Vergleich
zum Transport mit dem Lkw.
Um weiterhin den CO 2
-Austoß zu verringern,
unternimmt die Branche große
Anstrengungen mit dem Ziel bis 2050
klimaneutral zu werden. Die größte
Herausforderung aus technischer Sicht
ist, dass es keine Kerntechnologie für alle
Binnenschiffe geben wird. Das Bundesministerium
für Digitales und Verkehr
setzt gezielte und effektive Anreize für
Investitionen in umwelt- und klimaschonende
moderne Antriebstechnik
und fördert die Modernisierung der Binnenschifffahrtsflotte.
Zukünftig werden sich für die Binnenschifffahrt
neue Märkte entwickeln:
Allein durch die Ausbauziele der Bundesregierung
für Offshore-Windenergie
wird ein großer Transportbedarf an
Windkraftanlagenteilen entstehen, für
die das Binnenschiff optimal geeignet ist.
Großkomponenten für die Erzeugung
alternativer Energie aus anderen Quellen
(z.B. zur Erzeugung von Wasserstoff)
sind ebenfalls ein Zukunftsmarkt für die
Binnenschifffahrt. Die schnell wachsende
Wasserstoffwirtschaft wird neben der
Pipelineversorgung auch Möglichkeiten
benötigen, Wasserstoff und chemische
Erzeugnisse zur Wasserstoffherstellung
per Binnenschiff zum Verbrauchsort zu
bringen.
Damit die Binnenschifffahrt auch zukünftig
ihre Funktion erfüllen kann,
müssen die Rahmenbedingungen stimmen.
Die Bundesregierung nimmt bereits
Maßnahmen für einen höhere Resilienz
der Wasserstraßeninfrastruktur bei
häufiger auftretenden Niedrigwassersituationen
in Angriff. Auch die Binnenschiffsflotte
muss an Niedrigwassersituationen
angepasst werden. Dafür ist
seit Juli 2021 eine bis zu 80-prozentige
Förderung für Umbaumaßnahmen bereits
bestehender Güterbinnenschiffe für
eine größere Einsatzfähigkeit bei
Niedrigwasser möglich.
Binnenschifffahrt 2023
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INNOVATIONSREPORT 2023
Dr. Reinhard Lüken
Hauptgeschäftsführer
Verband für Schiffbau und Meerestechnik e.V.
© VSM
»Innovation als Schlüssel für die
Wettbewerbsfähigkeit der Binnenschifffahrt«
Klimawandel, Klimaschutz und Fachkräftemangel
– die Herausforderungen
der Binnenschifffahrt sind vielfältig. Seit
dem Niedrigwasserereignis von 2018 sind
die Auswirkungen des Klimawandels auf
die Binnenschifffahrt deutlich in das Bewusstsein
der Öffentlichkeit gerückt. Zumal
es nicht bei dem einen Niedrigwasser geblieben
ist: Auch in diesem Sommer leidet
die Schifffahrt wieder an zu wenig Wasser
im System Wasserstraße.
Der Klimaschutz ist für die Binnenschifffahrt
ein zweischneidiges Schwert.
Einerseits stellt die Notwendigkeit eines
effektiven Klimaschutzes neue Chancen
für das Gewerbe dar, weil die Klimaschutzziele
im Verkehr ohne die Systemleistung
des Binnenschiffs nicht zu erreichen
sein werden. Allerdings erfordert
dies auch von der Binnenschifffahrt
selbst hohe Anstrengungen, künftig
klimaneutral unterwegs zu sein.
Der Fachkräftemangel trifft die Binnenschifffahrt
ebenfalls besonders hart,
da das Durchschnittsalter der Schiffsführer
hoch ist. Neben den allgemeinen
Problemen in Deutschland ausreichend
Nachwuchskräfte zu bekommen, passt
der Arbeitsalltag eines Binnenschiffers
häufig nicht zu den Work-Life-Balance-
Vorstellungen junger Menschen. Doch
die drei großen Herausforderungen der
Binnenschifffahrt haben einen gemeinsamen
Nenner: Investitionsstau. Innovationen
sind der Schlüssel, um diesen
Herausforderungen zu begegnen.
Durch entsprechende Innovationen
kann sich auch die Wettbewerbssituation
der Güterbinnenschifffahrt verbessern,
um endlich wieder einen höheren Anteil
am Modal Split zu erzielen.
In allen drei Themenfeldern gibt es bereits
seit Jahren verstärkte Anstrengungen,
innovative Lösungen anzubieten.
Forschung und Entwicklung
zur automatisierten Binnenschifffahrt
laufen auf Hochtouren, Konzepte für
Binnenschiffe, die besser an den Klimawandel
angepasst sind, liegen in den
Schubladen und Lösungen für klimaneutrale
Antriebe sind vorhanden.
Allerdings erfordern diese Lösungen erhebliche
Investitionen, und die bisherigen
Förderprogramme reichen nicht aus, um
den großen Bestand an bestehenden
Schiffen umzurüsten. Und so lobenswert
die Förderprogramme des Bundes sind,
um eine Markteinführung solcher Innovationen
zu beschleunigen, den großen
Bestand an existierenden Schiffen wird
man mit den bisher zur Verfügung gestellten
Mitteln nicht umrüsten können. Eine
Studie der ZKR zeigt, dass die Umstellung
der europäischen Binnenschifffahrt auf
Klimaneutralität mindestens 10 Mrd. €
kosten wird. Bessere staatliche Rahmenbedingungen
sind notwendig, um das
Gewerbe in die Lage zu versetzen, die
Kosten für diese Umstellung zu tragen.
Doch staatliche Rahmenbedingungen
sind nur die eine Seite der Medaille. Die
Branche selbst und vor allem ihre Kunden
müssen den Wert der Binnenschifffahrt
neu austarieren, denn eines steht fest: so
wie es ist, kann es nicht bleiben.
Es gibt also noch einiges zu tun, aber
Dank vieler kreativer Kräfte und der
Leistungsfähigkeit der Innovationstreiber,
stehen wir nicht vor unüberwindbaren
Hindernissen.
Der Kurs ist klar, und es ist an der Zeit,
mit voller Kraft voraus in eine nachhaltige
und zukunftsorientierte Binnenschifffahrt
zu steuern.
8 Binnenschifffahrt 2023

INNOVATIONSREPORT 2023
Prof. Dr.-Ing. Bettar O. el Moctar
Universität Duisburg-Essen
Direktor des Instituts für Schiffstechnik und
Meerestechnik
© Universität Duisburg-Essen
»Binnenschifffahrt: Herausforderungen
und Chancen«
Zuverlässiger, sicherer und umweltverträglicher
Verkehr ist eine elementare
Voraussetzung für eine wettbewerbsfähige
und nachhaltige Wirtschaft
Europas: Die Binnenschifffahrt
trägt aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit,
Kostengunst, Sicherheit und Zuverlässigkeit
und nicht zuletzt durch ihre hohe
Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit
(bezogen auf die Transportleistung)
bereits heute zur Entlastung der hochbelasteten
Verkehrsträger Straße und
Schiene bei und verfügt angesichts ihrer
substanziellen Kapazitätsreserven über
weitere Entlastungspotenziale.
Gleichwohl sind die Herausforderungen
groß: Der Klimawandel und
die Energiewende erfordern eine Dekarbonisierung
sowie innovative Konzepte
zur Anpassung der Schiffe an niedrigere
Wasserstände. Der Mangel an nautischem
Personal sowie sich ändernde
Markt- und Nachfragestrukturen führen
zu starkem Kostendruck und hoher
Wettbewerbsintensität auch gegenüber
dem Lkw, und verlangen nach einer umfassenden
Digitalisierung in allen Bereichen
der Schifffahrt.
Die Binnenschifffahrt muss sich diesen
Herausforderungen stellen, wenn
sie weiterhin die verkehrspolitisch und
gesellschaftlich gewünschte Rolle der
Entlastung von Straße und Schiene
wahrnehmen soll und will. Der Anspruch
ist jedoch groß: nachdem zuvor
rund ein halbes Jahrhundert lang vorhandene
Ansätze und Technologien,
wie z.B. der Dieselantrieb, die Hydro -
dynamik oder die Größenentwicklung
der Schiffe optimiert wurden, sind nun
innerhalb weniger Jahrzehnte praktisch
die gesamte Flotte auf erneuerbare
Energien umzurüsten, niedrigwassertauglich
auszugestalten und die Automatisierung
sowohl der Navigation und
der Arbeitsprozesse an Bord, als auch
der gesamten Transportketten zu bewerkstelligen.
De facto ist dieser Transformationsprozess
eine für die Schifffahrt
nie dagewesene Herausforderung;
er kommt einem System- und Para -
digmenwechsel in mehreren Disziplinen
gleich.
Die notwendige Voraussetzung hierfür
ist eine effiziente Forschung, die in enger
Kooperation mit Gewerbe und Verwaltung
innovative, sichere, zuverlässige
und wettbewerbsfähige Lösungen entwickelt
und so die Voraussetzungen für
den notwendigen Transformations- und
Innovationsprozess schafft. Hierbei ist
die Weiterentwicklung des Rechts -
rahmens von entscheidender Bedeutung.
Dass die Bewältigung dieser Aufgaben
ohne eine wohlwollende politische und
administrative Flankierung nicht möglich
ist, ist selbstredend. Die Binnenschifffahrt
ist bereit, sich diesen Herausforderungen
mit ganzer Kraft zu stellen.
Binnenschifffahrt 2023
9

INNOVATIONSREPORT 2023
Aus dem Labor auf die Wasserstraße
Die Forschung im Bereich autonome Schifffahrt spielte sich lange Zeit in Laboren der Unis
und Forschungsinstitute ab. Mittlerweile hat sie das nächste Level erreicht und wird an
zahlreichen Abschnitten der Bundeswasserstraßen live getestet und weiterentwickelt
Die »Wavelab« ist Teil des Projekts CAPTN Förde Areal
Mit dem Ziel ein nachhaltiges, intelligentes
und widerstandsfähiges europäisches
Verkehrssystem zu entwickeln,
haben die Europäische Union
und die Bundesrepublik eine ambitionierte
Vision für das Jahr 2050 entworfen.
Darin sind Zwischenschritte für
2030 definiert. Das übergeordnete Ziel ist
im Green Deal beschrieben und findet
sich in zahlreichen Strategien der Bundesrepublik,
u.a. in der Verkehrstechnikstrategie
4.0, wieder. Extrahiert man die
einzelnen Bestrebungen entsteht auch auf
Bundesebene eine ambitionierte Vision:
• Die Schifffahrt ist nahtlos in regionale,
nationale und globale multimodale
Lieferketten eingebunden.
• Digitalisierung und Vernetzung erhöhen
die Zuverlässigkeit der Schifffahrt und
machen sie zu einem plan- und sichtbaren
Teil der globalen Logistikkette.
• Die Verkehrstechnik erschließt das
Potenzial der Digitalisierung zur
Sicherstellung der globalen Warenströme
und des Personenverkehrs. Im Mittelpunkt
steht die durchgängige Befahrbarkeit
der internationalen Schifffahrtswege,
zu jeder Zeit und unter
allen Bedingungen.
Die Verkehrstechnik entlang der Wasserstraßen
unterstützt die Schifffahrt und
ihre Logistikpartner durch leistungsfähige
Informationssysteme und ermöglicht
die Optimierung der Verkehrsabläufe,
so dass Schiffe sicher, leicht, umweltfreundlich
und effizient verkehren.
Sie hilft damit die vorhandenen
Kapazitäten der Wasserstraßen auszuschöpfen
sowie den Verkehrsfluss zu
verstetigen. Das verkehrsträgerübergreifende
Transportmanagement nutzt
die Stärken der Schifffahrt und optimiert
die Auslastung des Laderaums.
Die Verkehrstechnik unterstützt die
Entwicklung von Systemen zur automatisierten
Navigation von der einfachen
Navigationsunterstützung bis zur vollautomatischen
Navigation einerseits, sowie
andererseits auch zum automatisierten
Peilen. Die Verkehrstechnik
stellt hierzu die erforderlichen technischen
und operativen Dienste bereit.
© CAPTN
Die automatisierte Navigation fördert
den wirtschaftlichen Betrieb, insbesondere
von kleineren, flexiblen
Schiffseinheiten. Diese verkehren als Zulieferer
in innerstädtischen Bereichen
und sind bei der Unterverteilung von
Containern in Häfen flexibel einsetzbar.
Schiffe mit geringer Abladetiefe sind für
die Versorgungssicherheit beispielsweise
während langanhaltender Niedrigwasserphasen
systemrelevant.
Auch aus dem aktuellen Koalitionsvertrag
geht hervor, dass es das Ziel der
Bundesregierung ist, die Binnenschifffahrt
zu stärken und so viele Güter wie
möglich über die Wasserstraßen zu
transportieren. Das Bundesministerium
für Digitales und Verkehr (BMDV) unterstützt
daher verstärkt die Entwicklung
digitaler Innovationen in der Schifffahrt
zur Flexibilisierung der Logistikketten
und zur Erhöhung der Attraktivität des
Verkehrsträgers Wasserstraße. Das
BMDV steuert zudem den Einsatz und
die Entwicklung der Verkehrstechnik auf
den Bundeswasserstraßen.
Gemeinsam mit der Generaldirektion
Wasserstraße und Schifffahrt (GDWS)
fördert es den kontinuierlichen Austausch
mit und die Beteiligung an angewandter,
praxisnaher Forschung und Entwicklung,
um mit nationalen und internationalen
verkehrstechnischen Akteuren den Stand
der Wissenschaft und Technik fortzuentwickeln.
Durch die Benennung konkreter
Anwendungsbeispiele wie intelligente
Schleusenzulaufsteuerung und neuer Forschungsthemen
wie die Entwicklung von
Systemen zur Kollisionsverhütung für die
Schifffahrt sollen innovative Technologien
vorangetrieben werden und damit
ein direkter Nutzen für die Schifffahrt
generiert werden.
Forschungs- und Entwicklungsthemen
orientieren sich dabei an Anwendungsfeldern,
wie der Gestaltung der Automatisierung
unter anderem der Navigation,
der globalen Vernetzung der internationalen
Schifffahrtskorridore, der Virtualisierung
und Echtzeitsimulation und
möglichen Einsatzoptionen künstlicher
Intelligenz sowie des Internets der Dinge.
10 Binnenschifffahrt 2023

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INNOVATIONSREPORT 2023
mit den Ländern, Regionen, der Industrie
und Universitäten können Testfelder für
das automatisierte Navigieren im Bereich
der Bundeswasserstraßen etabliert werden.
Im Rahmen der geplanten Forschungsprojekte
können sowohl für die Industrie als
auch die Verkehrstechnik wertvolle Informationen
zu den Chancen und Hemmnissen
identifiziert werden.
Innovative, leistungsfähige und zuverlässige
digitale Informationsdienste sind
eine elementare Voraussetzung für die
Entwicklung von Assistenzsystemen. Die
Landinfrastruktur (z.B. AIS), insbesondere
die Kommunikationsdienste, muss den
Anforderungen an eine zuverlässige Bereitstellung
aktueller und integrer Informationen
in Echtzeit genügen.
Förderprogramm für Testfelder
Im Rahmen der Digitalisierungsinitiative
des Bundesministeriums für Digitales
und Verkehr ermöglicht das Förderprogramm
»Digitale Testfelder an Bundeswasserstraßen«
die Erforschung und Erprobung
von intelligenten Assistenzsystemen
unter realen Bedingungen. Ziel
ist es die Weiterentwicklung zu einer
hochautomatisierten Navigation in der
Binnenschifffahrt zu forcieren und so
den aktuellen Herausforderungen in der
Schifffahrt zu begegnen.
Digitale Testfelder demonstrieren eindrucksvoll,
wie Technologien, die vielleicht
vor fünf Jahren noch undenkbar
waren, die Welt der Logistik und Mobilität
von morgen und damit das Leben der
Menschen verbessern können.
Projekte aus Forschung und Wirtschaft
können ihre Technologien in diesen Testfeldern
an den Anforderungen der Realität
ausrichten und erproben. Durch einen
ständigen Austausch mit der Verwaltung
kann gemeinsam gelernt werden
z.B. welche Regeln die Technologien der
Zukunft brauchen, damit am Ende alle
davon profitieren.
Letztendlich wird in diesen realen und
virtuellen Testfeldern die Digitale und
nachhaltige Transformation im Kleinen
geprobt, um sie dann später im Großen
auszurollen. Ziel ist es, die Entwicklungen
zu beschleunigen, denn in Angesicht
der zahlreichen Herausforderungen,
denen wir uns derzeit stellen
müssen, brauchen wir den Digitalen
Aufbruch dringender denn je. Der
Klimawandel, die Altersstruktur der Gesellschaft
oder die aktuelle außenpolitische
Lage mit den daraus folgenden
Anforderungen an Sicherheit, Souveränität
und Resilienz sind nur einige dieser
Herausforderungen.
Mit der Förderrichtlinie »Investitionen
zur Entwicklung von Digitalen Testfeldern
an Bundeswasserstraßen«
(DTW I) hat das BMDV im Sommer
2020 den Startschuss gegeben. Das übergeordnete
Ziel des Förderprogramms war
die weitere Automatisierung der Binnenschifffahrt
und der Fähren bis zu den Automatisierungsstufen
3–5. Hierzu wird
unter anderem auch ein Schwerpunkt auf
die Digitalisierung und Vernetzung der
Landseite (z.B. Leitzentren, Radarketten,
Managementsysteme der Reedereien) mit
den Bordsystemen gelegt.
Das Förderprogramm hat großes Interesse
geweckt und es konnten fünf Projekte
mit einem Gesamtvolumen von
12,2 Mio. € gefördert werden. Inzwischen
sind die ersten beiden Versuchsträger
(die »Wavelab« in Kiel und die »ELLA« in
Duisburg), die im Rahmen des Förderprogramms
entworfen und gebaut wurden,
getauft. Ein weiterer Versuchsträger
ist in Berlin für die Spree-Oder-Wasserstraße
(SOW) in Vorbereitung.
Mit der Bekanntmachung der zweiten
Förderrichtlinie »Forschung und Entwicklung
von Digitalen Testfelder an
Bundeswasserstraßen« (DTW II) im Dezember
2021 wird die erfolgreiche Arbeit
fortgesetzt. Der Schwerpunkt dieser Förderrichtlinie
konzentriert sich auf Sensorik,
die Interaktion zwischen landseitigen
Systemen sowie das Thema Fernsteuerung.
In diesem Zuge konnten sechs
weitere Projekte mit einem Gesamtvolumen
von 11,4 Mio. € gefördert werden.
Folgende Digitale Testfelder befinden
sich im Rahmen von DTW I derzeit
im Aufbau:
Im Simulator lassen sich viele Szenarien digital durchspielen
© Bundesanstalt für Wasserbau
Kieler Förde
CAPTN Förde Areal (Clean Autonomous
Public Transport Network) ist
ein Verbundprojekt, unter anderem zum
Thema 5G. Es beschäftigt sich mit der
Entwicklung einer autonomen, integrierten
Mobilitätskette durch Kombination
umweltfreundlicher Bus- und
Fährverkehre für Kiel. Ziel ist der Aufbau
einer innovativen Personenfähre auf
der Kieler Innenförde, die als Testträger
für die Erprobung (teil-)autonomer Systeme
dient. Das Projekt wurde bereits im
Innovationsreport 2022 näher beschrieben.
Schlei
Im Projekt HANNAH (High Autonomous
Navigation with Artificial Horizon)
soll ein Sensorsystem entwickelt
werden, welches die zuverlässige Erkennung
von Objekten auf dem Wasser
12 Binnenschifffahrt 2023

INNOVATIONSREPORT 2023
inklusive entsprechender automatisierter
Manöver sowie die Erzeugung eines
künstlichen Horizontes ermöglicht.
Spree-Oder-Wasserstraße
Das Projekt DigitalSOW hat den Aufbau
eines digitalen Testfeldes für das automatisierte
und vernetzte Fahren auf dem
Wasser als Ergänzung zur Ver- und Entsorgung
der Metropolregion Berlin zum
Ziel. Dabei soll die effiziente Einbindung
der Wasserstraße in die Citylogistik sowie
der Test emissionsarmer Antriebe
und eines automatisierten Umschlags
untersucht werden.
Stichkanal Hildesheim
Das Projekt Smart Port Shuttle (SPS) beschäftigt
sich mit der Erstellung und Evaluation
eines Konzeptes für einen automatisierten
Shuttleverkehr mittels
Schubleichter auf dem Stichkanal Hildesheim.
In dem Verbundvorhaben soll ein
Navigationssystem in Verbindung mit einem
Logistikkonzept zur besseren Erreichbarkeit
des Hafens erprobt werden.
Dortmund-Ems-Kanal
In dem Projekt ELLA (Entwicklungsplattform
im Modellmaßstab für Manöver-Automatisierung)
wird eine schwimmende
Testplattform im Maßstab 1:6 zur
Erforschung von Fragestellungen des automatisierten
Manövrierens (An- und
Ablegen, Schleusen- und Brückenpassagen)
entwickelt. Ergänzend soll
ein digitales Testfeld auf dem Dortmund-
Ems-Kanal zur Erprobung unter Realbedingungen
eingerichtet werden.
Im Rahmen von DTW II sind folgende
Projekte in 2022/2023 gestartet:
SensorSOW
Im Projekt SensorSOW an der Spree-
Oder-Wasserstraße in Wildau, werden
Sensor- und Assistenzsysteme zur bordseitigen
Bestimmung der Schiffs- und
Verkehrslage sowie SONAR-Sensoren
zur vorausschauenden Überprüfung der
Fahrrinne unter Wasser entwickelt und
erprobt, um eine Steigerung des Automatisierungsgrades
der automatisierten
und autonomen Schifffahrt zu erreichen.
RadarSOW
Entwicklung und Erprobung eines innovativen,
hochauflösenden Radarsensornetzwerks
für den Nahbereich und
dessen Nutzung für Schiffe. Ziel ist die
Die »ELLA« des DST in Duisburg
lückenlose Erfassung des Bereichs von
wenigen Zentimetern bis ca. 200 m. Das
dabei entstehende System soll eine hochpräzise
Umfeldmodellierung realisieren,
um autonome Manöver wie die Schleuseneinfahrt,
die Brückendurchfahrt und
das Anlegen zu ermöglichen und abzusichern.
VERA
In Duisburg im Rahmen von VERA (Virtuelle
ERprobungen von Automatisierungsfunktionen)
ist eine virtuellen
Testumgebung eingerichtet worden,
mit deren Hilfe Assistenzsysteme und
Automatisierungsfunktionen zur Steuerung
und Regelung von Binnenschiffen
entwickelt und erprobt werden können.
Bei der Umsetzung soll auf die bestehende
Infrastruktur des VeLABi (Versuchs-
und Leitungszentrum Autonome
Binnenschiffe) aufgesetzt und diese als
generischer Teststand verfügbar gemacht
werden.
SafeBin
Entwicklung von methodischen Grundlagen
für die Risikobewertung beziehungsweise
die sichere Ausgestaltung
der Automatisierung und Fernüberwachung
in der Binnenschifffahrt. Dabei
wird das Zusammenwirken der Systeme
für die automatisierte Schiffsführung im
Hinblick auf das Gesamtsystem betrachtet.
CAPTN
In der Kieler Förde ist das übergeordnete
Ziel des CAPTN-Projekts die weitere
Automatisierung der Binnenschifffahrt.
Mit dem betriebsbereiten Versuchsträger
»Wavelab« sollen nun Forschungsvorhaben
zur teil(autonomen) Schifffahrt im
digitalen Testfeld umgesetzt und erprobt
werden.
SafeDigitest
Ziel SafeDigitest ist der Aufbau eines digitalen
Testfelds Elbe als Basis zur Planung,
Steuerung und Monitoring von
Prozessen mit Binnenschiffen. Dabei soll
unter anderem die Verbesserung der Befahrbarkeit
der Elbe in Niedrigwasserperioden
durch Fahrweg- und Fahrrinneninformationen
auf Basis hochpräziser
digitaler Datengrundlagen erprobt
werden.
Damit die mit diesen Maßnahmen bisher
erreichte, erfolgreiche Perspektive
fortgesetzt werden kann, ist eine Dritte
Förderrichtlinie in Vorbereitung. Weitere
Details zu den Förderprojekten sind zu
finden unter https://digitale-testfelderwasserstrassen.bund.de/
Autoren: Nils Braunroth, Technischer
Regierungsdirektor, und
Nicole Langrock, Referentin,
Bundesministerium für Digitales und
Verkehr, Bonn
© DST
Binnenschifffahrt 2023
13

INNOVATIONSREPORT 2023
Schritt für Schritt zur Autonomie
Ein autonomes, emissionsarmes Mobilitätskonzept, das verschiedene Verkehrsträger miteinander
vernetzt – das ist das Ziel der Kieler CAPTN-Initiative. Die ersten Schritte dafür sind getan. Ein
Forschungsschiff ist gebaut. Das Testfeld für seine ersten autonome Fahrversuche ist festgelegt
Der 21 m lange und 8 m breite Katamaran »Wavelab« wird aus dem Kontrollzentrum ferngesteuert
Anfang August wurde mit der Eröffnung
des »Shore Control Centers«
ein weiterer Meilenstein in dem Projekt
erreicht. Das Kontrollzentrum befindet
sich auf dem Gelände des Navigationsspezialisten
Anschütz. Das in Kiel ansässige
Unternehmen hat im Rahmen der
Eröffnung erfolgreich die Fernsteuerung
des Forschungsschiffes »Wavelab« demonstriert.
Das Shore Control Center ist
Teil des Unterprojekts »Förde 5G«. Insgesamt
besteht die CAPTN-Intiative aus
sechs Teilvorhaben.
Die Abkürzung CAPTN steht für
»Clean Autonomous Public Transport
Network«. Darunter haben sich sowohl
verschiedene Unternehmen als auch Forschungseinrichtungen
zusammengeschlossen.
In Teilprojekten arbeiten sie
© Anschütz
an Lösungen und Technologien für einen
sauberen, umweltfreundlichen Stadtverkehr.
Eine entscheidende Rolle bei der
CAPTN-Initiative spielen kleine Personenfähren.
Hier steht die »Wavelab« im
Fokus. Der Katamaran wurde bei der Kieler
Gebrüder Friedrich Werft gebaut und
im Februar dieses Jahres fertiggestellt. Er
dient im Projekt für die Beteiligten als
Forschungsplattform.
Anschütz erforscht auf der »Wavelab«
beispielsweise die autonome bzw. teilautonome
Navigation. Vom Kontrollzentrum
aus wird die »Wavelab« im maritimen
Testfeld an der Innenförde in Echtzeit
überwacht. Es kann auf die Sensoren
und Navigationssysteme an Bord zugegriffen
werden und die Steuerung und
der Antrieb des Schiffes können ferngesteuert
werden. Die Projektpartner erstellen
einen vollständigen, digitalen Zwilling
im Kontrollzentrum mit allen Daten,
die von den verschiedenen vorhandenen
und experimentellen Sensoren und Systemen
an Bord geliefert werden.
Um die großen Datenmengen in Echtzeit
zwischen Kontrollzentrum und Schiff
auszutauschen, wird auf der Förde und an
Land eine leistungsfähige Systemarchitektur
für maritime Datenkommunikation
auf Basis eines 5G-Mobilfunknetzes
und eines WiFi-6-Netzes der Addix
GmbH aufgebaut.
»Mit dem Kontrollzentrum bekommen
wir die Möglichkeit, viele neue Daten in
unsere Brückenplattform einzuspeisen, sie
zu verarbeiten und dann in einem maritimen
Gesamtbild zu visualisieren«, so Sommerstedt.
»Eines der Ziele der nächsten
Forschungsphase ist es, herauszufinden,
welche Informationen den Nutzern auf
welche Weise präsentiert werden müssen,
damit sie ›Wavelab‹ sicher und effizient
überwachen und fernsteuern können.«
Das Kontrollzentrum an Land ist mit einem
großen Monitor ausgestattet, auf
dem Kamerasysteme eine 360-Grad-
Ansicht in Echtzeit anzeigen, genau wie
auf einer echten Fähre. Ebenso wie auf
dem Schiff ermöglichen Multifunktionsdisplays
den Zugriff auf das Navigationsradar
sowie auf das elektronische Kartendarstellungs-
und Informationssystem
und eine flexible Anzeige von Navigationsdaten.
Ein weiteres Display steht für
die Benutzeroberfläche der Steuerungsund
Antriebssysteme der »Wavelab« zur
Verfügung. Die Leistung des Gesamtsystems,
wie die verfügbare Bandbreite,
die Statusdaten der Systemkomponenten
oder das Energiemanagement, werden auf
einem separaten Dashboard dargestellt
und überwacht.
Emissionsfrei durch die Förde
Da es das Ziel der CAPTN-Initative ist,
die Fähren, die das West- und Ostufer der
Kieler Förde verbinden, emissionsfrei
fahren zu lassen, hat die »Wavelab« einen
Elektroantrieb. Mit der Lieferung war
14 Binnenschifffahrt 2023

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Kontakt

INNOVATIONSREPORT 2023
»Müssen uns von dem Gedanken
des monolithischen Antriebssystems
verabschieden«
Klaus Deleroi ist Geschäftsführer des Getriebeherstellers REINTJES in Hameln. Zudem ist er
stellvertretender Präsident des VSM und im Vorstand der VDMA Arbeitsgemeinschaft Marine
Equipment and Systems
Mit welchem Antrieb fährt das Binnenschiff
in Zukunft? Elektrisch, diesel-elektrisch
oder doch nur mit Diesel? Klaus
Deleroi, Geschäftsführer des Getriebeherstellers
REINTJES, zeigt im Gespräch die
Trends in der Antriebstechnik auf.
Welche Produkte bieten Sie für den
Bereich Binnenschifffahrt an?
Klaus Deleroi: Wir bieten die Antriebsanlage
ab dem Antriebsflansch des Antriebsmotors
an, also Getriebe, Wellenanlage,
Propeller, Düse falls notwendig.
Immer mehr werden auch sogenannte
Hybrid-Anlagen nachgefragt, also Getriebe
mit einem zweiten Antriebsmotor
– einem Elektromotor neben dem Dieselmotor.
Dazu gehören natürlich auch der
Frequenzumrichter und die Steuerung,
um die Anlage fahren zu können.
Gibt es hier Trends in der Antriebstechnik,
die sich aus ihrer Sicht abzeichnen?
Deleroi: Es ist wie im Automotive-Markt:
Der Trend geht zur Elektrifizierung. Wir
bekommen immer mehr Anfragen für
Hybridsysteme oder 100 % elektrische
Antriebssysteme.
Zeichnet sich dieser Trend in allen Segmenten
der Binnenschifffahrt ab?
Deleroi: Die Antriebseinheiten für die Binnenschifffahrt
müssen differenziert betrachtet
werden. Bei Passagierschiffen und
Fähren beobachten wir, dass viele auf komplett
elektrische Systeme umgerüstet bzw.
© REINTJES
gleich neugebaut werden. Diese Schiffsegmente
sind besonders dafür geeignet,
weil sich die Einsatzzeiten mit den Ladezyklen
sehr gut synchronisieren lassen. Wir
bieten zusammen mit unserem Dealer Promarin
elektrische Antriebsanlagen an. Sie
bestehen aus Elektromotor, Getriebe –
dann ist der Elektromotor kleiner –, Wellen
und Festpropeller.
In der Tankschifffahrt und Gütermotorrschifffahrt
liegen die Dinge etwas
anders. Bei der Rheinschifffahrt, die
zwischen Rotterdam und Basel oder
Ludwigshafen verkehrt, ist der Leistungsbedarf
aktuell so groß, dass es
schlicht wirtschaftlich nicht abbildbar
ist, auf elektrische Antriebe umzusteigen.
Hier hat die Leistungsdichte
von Diesel immer noch die Nase vorne.
Es sind auch signifikante Investitionen
notwendig, um die Schiffe umzurüsten
bzw. neu zu bauen. Wir dürfen nicht vergessen,
dass ein Großteil der Partikuliere
Familienbetriebe mit wenigen Schiffen
sind, oftmals Stückzahl 1 Schiff.
Aber wir haben bereits Schiffe mit
diesel-elektrischen Konzepten ausgerüstet,
bei denen zukünftige Technologien
mitgedacht werden. Gerade erst
hat eine große deutsche Tankreederei eine
Antriebsanlage mit unserem Wendegetriebe
und einem Elektromotor in Betrieb
genommen. Auch wenn ein Elektromotor,
im Gegensatz zu einem Diesel,
auch rückwärts drehen kann, war der
Einsatz eines Wendegetriebes in diesem
Falle die beste Wahl. Insbesondere bei
schnellen Notstoppmanövern in der
Talfahrt gibt dies dem Kunden wertvolle
Sekunden; da sind sich unsere Kunden
stets ihrer Verantwortung bewusst.
Binnenschiffe sind sehr langlebig.
Schaut man sich das Durchschnittsalter
der deutschen Flotte an, so liegt dies bei
rund 70 Jahren. Diese Schiffe sind teilweise
mit modernen Technologien
nach- und umgerüstet worden. Hier
liegt auch ein Erfolg unserer neuen WF
Getriebebaureihe. Das Getriebe haben
wir so konzipiert, dass es einfach an geänderte
Anforderungen angepasst werden
kann. Wir haben wir Nebenabtriebe
20 Binnenschifffahrt 2023

INNOVATIONSREPORT 2023
(PTO = power take off) als standardmäßig
nachrüstbare Konfiguration ausgeführt.
Wird beispielsweise eine neue
Ruderanlage verbaut, so kann ein weiterer
Abtrieb für die hydraulische
Pumpe sehr einfach realisiert werden.
Wenn Sie Reeder wären und heute ein
Binnenschiff bestellen müssten, welchen
Antrieb hätte es?
Deleroi: Wir denken Antriebskonzepte
immer vom Einsatzszenario und der
Ladung her. Jedes Schiff hat seinen
Zweck. Daher ist eine pauschale Antwort
immer schwer zu formulieren. Wir finden
für jedes Projekt gemeinsam mit unseren
Kunden eine passende Lösung.
Eines ist für mich jedoch klar. Wir
müssen uns von dem Gedanken des monolithischen
Antriebssystems verabschieden,
großer Dieselmotor-
Getriebe-Propeller. Das Getriebe wird in
Zukunft verschiedene Antriebsarten zusammenführen,
um genau die geforderte
Leistung zur Verfügung zu stellen,
ergo: kleiner Dieselmotor und Elektromotor.
Das spart Energie und auch
Wartungskosten. Das heißt, jedes Getriebe
wird einen Nebenantrieb (PTI =
power take in) haben. Dieser elektrische
Nebenantrieb kann mit Batterien oder
Generatoren betrieben werden, wenn
nicht viel Leistung abgerufen wird, z.B.
bei Manövern im Hafen, Tal- oder
Kanalfahrt.
Auf diese Weise könnte eine Reederei
intelligent ihre Routen und Leistungsbedarfe
planen; eine Kanalfahrt komplett
über den Nebenantrieb, oder bei
Bedarf sogar elektrisch realisieren. Bei
Bergfahrt, wird der Primärantrieb (Dieselmotor)
zusammen mit dem Nebenantrieb
(Elektromotor) benutzt. Zu Tal
reicht normal der Nebenantrieb völlig
aus um die Ruderwirkung aufrecht zu
erhalten.
Kann der überall vorherrschende Fachkräftemangel
die Innovationskraft in
Deutschland ausbremsen oder stoppen?
Wenn ja, was müsste man dagegen unternehmen?
Deleroi: Das Thema Fachkräftemangel
ist in der Tat besorgniserregend und
kann die Entwicklungsfähigkeit bremsen.
Die Dekarbonisierung der Schifffahrt –
Binnen- und Seeschifffahrt – bedeutet
richtig viel Arbeit.
Zum Glück sind wir weltweit aufgestellt
mit unseren Vertriebs- und Servicegesellschaften
und überlegen,
einige Entwicklungstätigkeiten an andere
Standorte mit verfügbaren Fachkräften
teilweise auszulagern. Hinzu
kommt, dass wir massiv in unsere Ausbildung
investieren, wir haben zum
Beispiel eine REINTJES Academy gegründet,
in der wir nicht nur für uns ,
sondern auch andere Klein- und Mittelständler
ausbilden. Das sind die
Fachkräfte der Zukunft.
Des Weiteren sollte Einwanderung von
Fachkräften einfacher gestaltet werden,
aber da ist unsere Bundesregierung ja
dran.
Interview: Anna Wroblewski
© REINTJES
Werden Elektro-Konzepte die Antriebssysteme der Zukunft sein?
Binnenschifffahrt 2023
21

INNOVATIONSREPORT 2023
Vom Asphalt aufs Wasser
Kilometer lange Staus, hohe Schadstoffemissionen – mit den Folgen des Straßenverkehrs
haben vor allem Städte zu kämpfen. Das E2Mut-Projekt setzt auf emissionsarme Schiffe,
die für Entlastung sorgen sollen
Der Automatisierungsspezialist Noris
aus Rostock engagiert sich daher neben
anderen Branchenakteuren des E2Mut-
Projekts in mehreren Kompetenzfeldern.
Eines davon befasst sich mit dem Thema
Steuerung. Der Schwerpunkt ist hier ein
teilautomatisierter Brückenbetrieb. Ein
weiteres Feld befasst sich mit der Entwicklung
eines ausgereiften Energiemanagements,
bei dem unterschiedliche
Erzeuger und Verbraucher miteinander
vernetzt werden. Dabei setzt
man neben verschiedenen Antriebssystemen
auch bei der Energiebereitstellung
auf unterschiedliche Konzepte.
Sowohl Brennstoffzelle, rein elektrisch als
auch hybrid sind geplant.
Projektskizze: So könnten die einzelnen Verkehrsträger verknüpft werden
E2Mut steht für »Emissionsfreie Elektromobilität
für maritime urbane
Transporte«. Ziel des Projektes ist es, mit
elektrisch betriebenen Schiffen zur Verringerung
von Emissionen im Güter- und
Personenverkehr beizutragen. Zwölf Unternehmen,
zwei Wissenschaftseinrichtungen
und die Regiopolregion
Rostock haben sich darin zusammengeschlossen.
Zusammen wollen sie urbane,
emissionsfreie Mobilitätslösungen auf
dem Wasser entwickeln. Gefördert wird
E2Mut durch den Projektträger Jülich im
Programm »Regionale unternehmerische
Bündnisse für Innovation« des Bundesministeriums
für Bildung und Forschung.
Emissionsfreie Elektromobilität in eng
besiedelten Umgebungen – ein Thema,
das zunehmend an Bedeutung gewinnt,
nicht zuletzt, um die politisch angestrebten
Klimaziele zu erreichen. Ein
großer Teilbereich dieser zukunftsweisenden
Thematik: Die Schifffahrt.
Egal, ob es um den Transport von Gütern
und Personen auf lokalen Schiffen oder
den Verkehr zwischen wichtigen Knotenpunkten
mit schnellen Fährverbindungen
geht – neue Lösungen sind
gefragt. Ein wesentlicher Aspekt dabei ist
der zuverlässige Datenaustausch an Bord
und zwischen den Schiffen und dem
Festland. Dies ist von entscheidender Bedeutung,
um beispielsweise eine nahtlose
Integration in Verkehrsleitsysteme zu gewährleisten.
Mit dem E2Mut-Forschungsprojekt
soll die Binnenschifffahrt
auf alternative Energiequellen umgestellt
und dadurch die Emissionen gesenkt
werden.
Nachhaltige Verkehrslösungen kommen
nicht nur der Umwelt zugute. Denn
die Erschließung neuer Märkte sowie das
Wachstum von Umsatz und Beschäftigung
versprechen ein großes wirtschaftliches
Potenzial. Auch Forschung
und Wissenschaft profitieren von der
Entwicklung innovativer Technologien.
© Noris Automation
Energiemanagement im Fokus
Mit neuen Technologien und Lösungen
will Noris Automation die Energieversorgung
auf Schiffen revolutionieren. Das
Unternehmen kombiniert Batterien und
Brennstoffzellenmodule und optimiert
das Energiebudget an Bord.
Hierbei soll ein Baukastensystem für
ausbalancierte elektrische Energieerzeuger
und Verbraucher entstehen. Eine
innovative Datenmatrix vereint verschiedene
Sensordaten und ermöglicht
eine einheitliche Datenverarbeitung. Dieser
Ansatz schafft eine solide Grundlage
für ein effektives und intelligentes Energiemanagement.
Dieses Energiemanagement ist das
Herzstück des Systems. Es fungiert als
Steuerungsfunktion, um den größtmöglichen
Nutzen der Anlage zu gewährleisten
und Schadstoffemissionen zu vermeiden.
Gleichzeitig liefert es wichtige Informationen,
die dem Schiffsführer eine
schnelle Entscheidungsfindung ermöglichen
und dadurch die Betriebssicherheit
in kritischen Situationen gewährleistet.
Mit den entwickelten Strategien
lässt sich die Energieverteilung flexibel
an verschiedene Schiffskonzepte anpassen.
Die Forschungsarbeit untersucht neue
Methoden, um die Schnittstellen zwischen
Energieerzeugern und -ver-
32 Binnenschifffahrt 2023

INNOVATIONSREPORT 2023
brauchern auf Schiffen einheitlich zu gestalten und zu optimieren.
Zudem werden drahtlose Übertragungstechnologien erforscht,
die den Datenaustausch mit landgestützten Einrichtungen
ermöglichen.
Auch Wetterlage oder bestimmte Schiffswege beeinflussen den
Energiebedarf. Um eine möglichst genaue Prognose zu erhalten,
werden die Daten in Echtzeit aus dem Internet bezogen. Im
E2Mut-Forschungsprojekt entstehen hier Schnittstellen zu anderen
Branchenakteuren, so bringt insbesondere die Universität
Rostock ihre Expertise in der Routenplanung ein.
Bislang erforderte jedes Schiffskonzept eine individuelle Analyse
und spezielle Entwicklung von Energiemanagementstrategien.
Dieser Prozess ist zeitaufwendig und kostspielig. Das
soll sich jetzt ändern: Noris Automation Rostock arbeitet daran,
einfach konfigurierbare Methoden und flexible Steuerungsstrategien
in Form von Modulen zu entwickeln. Diese innovativen Module
können bei bestimmten Manövern aktiviert werden, um
komplexe Regelvorgänge effizient auszuführen.
Effiziente Datenvermittlung und sichere Anlagemanöver
Im zweiten Kompetenzfeld untersucht Noris Automation das Zusammenspiel
verschiedener Energieträger in Netzwerken und
entwickelt Lösungen für das Datenmanagement an Bord und an
Land. Ein Schwerpunkt liegt auf teilautomatischen Anlegemanövern,
bei denen die Zusammenarbeit von landgestützten Sensoren
und schiffsseitigen Aktoren eine Schlüsselrolle spielt.
Ein zentrales Ziel der Forschung ist die nahtlose Vernetzung
von Daten zwischen Schiff und Land. Um dies zu ermöglichen,
arbeitet Noris Automation an der Entwicklung einer Datenschnittstelle,
die technische Systeme und nautische Planungssysteme
effektiv miteinander verbindet. Ziel ist die Entwicklung
eines Prognosetools zum Energiemanagement unter Nutzung der
Planungsdaten und Missionsinformationen.
Im Rahmen des laufenden Forschungsprojekt wurden umfangreiche
Analysen zu den an Bord installierten Antriebskomponenten
und nautischen Systemen durchgeführt. Fokus lag dabei auf
der Datenerfassung und -aufbereitung, um die Informationen für
eine effiziente Datenvermittlung zu vereinheitlichen.
Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei den teilautonomen Anlagemanövern.
Hier wurden notwendige Signale definiert und
ein modulares Sensorbaukastensystem entwickelt, das eine skalierbare
Automatisierung des Schiffsbetriebs ermöglicht. Dieses
System bietet auch redundante Funktionen, um maximale Sicherheit
zu gewährleisten, selbst wenn Sensoren oder Kommunikation
ausfallen sollten.
Für den automatisierten Betrieb wird Frühwarnsystems entwickelt.
Die Zustandsdaten aller automatisierten Schiffssysteme
und die Schiffsbewegungen werden aufbereitet und ausgewertet,
um die Interaktionen mit dem Bediener zu bestimmen.
Das Ergebnis: Eine aussagekräftige, grafische Darstellung aller
relevanten Informationen sowie optionale Handlungsempfehlungen
für den Bediener, die sowohl in Bezug auf die Sicherheit
als auch auf die Ergonomie der Bedienstationen auf der Schiffsbrücke
optimiert sind.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Datenvermittlung zwischen
Schiff und Land. Themen wie Datenkonsistenz, Zugriffssicherheit
und Datensicherheit stehen dabei im Rampenlicht.
Das Ziel: innovative Lösungen zu finden, die eine zuverlässige
und sichere Kommunikation in den vielfältigen Datentransportmedien
des urbanen Raums ermöglichen.
E2Mut – realisierbar und zukunftsweisend?
Bisher ist das Forschungsprojekt sehr theoretisch gehalten, was
die Frage aufwirft: Ist E2Mut realisierbar? E2Mut verspricht wegweisende
Erkenntnisse und innovative Lösungen für eine nachhaltige
und effiziente Schifffahrt. Erste Gespräche mit potenziellen
Anwendern, zeigen großes Interesse an den Lösungen,
die im Projekt gewonnen wurden. Insbesondere die deutsche maritime
Wirtschaft sieht einen Mehrwert.
E2Mut läuft noch bis zum 31. August nächsten Jahres. Ein Anschlussprojekt
ist denkbar. Der Wandel zu alternativen Energieträgern
in der maritimen Branche zeichnet sich immer stärker
ab. Zum einen steigt der Wunsch nach emissionsarmem Betrieb
bei einem gleichzeitig steigenden Bedarf an Transportkapazität
zunehmend. Zum anderen sind auch bestehende Umweltschutzregularien
für die Binnenschifffahrt sowie internationale Übereinkommen
(MARPOL, EEXI) und die ab 2023 jährlich verpflichtende
Ermittlung des »Carbon Intensity Indicators« (CII)
als wichtiger Baustein des Wandels zu sehen.
Autoren: Bernhard Bannat, Systemexperte,
Martin Rehfeldt, Projektleiter E2Mut,
Lea Hufnagl, Technikjournalistin,
Noris Automation GmbH
Binnenschifffahrt 2023
33

INNOVATIONSREPORT 2023
Der »E-Spatz« schwimmt
Seit Ende Juli hat das Arbeitsschiff »E-Spatz« Wasser unter dem Kiel. Im Gegenteil zu
allen anderen bereits im Dienst befindlichen Arbeitschiffen der Spatz-Serie, fährt der bei
der Bolle Werft errichtete Neubau mit einem Elektro-Antrieb
von 980 kWh und laden über Nacht,
wenn das Schiff am Anleger liegt.
Um den elektrischen Schiffsantrieb genau
auf die Bedürfnisse des »E-Spatz«
zuzuschneiden, haben drei Experten in
diesem Bereich zusammengearbeitet:
Kadlec & Brödlin, einer der ältesten
Schifffahrtsintegratoren, Jastram, Anbieter
von Schiffsantrieben, und der Batteriespeicherhersteller
Tesvolt. Alle Komponenten
für den Antrieb sind optimal
aufeinander abgestimmt. Ihre Zusammenarbeit
an diesem innovativen
Arbeitsschiff haben die Unternehmen
auf der Binnenschifffahrtsmesse STL
2021 in Kalkar feierlich bekanntgegeben.
Dem ersten »E-Spatz«-Arbeitsschiff sollen noch weitere folgen
Der »E-Spatz«
Länge ................................ 16,50 m
Breite .................................. 4,50 m
Tiefgang ............................. 1,50 m
Antrieb. ............................ Jastram,
2 x 80 kW RP 80
Batteriespeicher ........... 14 Tesvolt
Batterierecks mit je 7
Batteriemodulen (980 kWh)
Mit dem »E-Spatz« soll im September
das erste elektro-angetriebene Arbeitsschiff
der Wasserstraßen- und
Schifffahrtsverwaltung des Bundes
(WSV) seinen Dienst aufnehmen. Nach
der Erprobung des »E-Spatz«-Piloten
sollen in den kommenden Jahren weitere
100 Arbeitsschiffe mit emissionsarmen
Antrieben ausgestattet werden.
»In der Schifffahrt, insbesondere in der
Binnenschifffahrt, gibt es sehr viele Einsatzmöglichkeiten
für elektrische Antriebe.
Damit kann die Schifffahrt
wesentlich zur Erfüllung klimapolitischer
Ziele beitragen. Dieses Potenzial
wird aber unterschätzt und sollte
den Weg in den öffentlichen Diskurs finden«,
sagt Mario Bolle, Geschäftsführer
der Schiffswerft Bolle aus Sachsen-
Anhalt. Dort begann im Sommer 2022
der Bau des »E-Spatz«.
E-Schiffsantrieb nach Maß
Das Arbeitsschiff mit dem innovativen
Antrieb wird auf den Flüssen und Kanälen
des westdeutschen Kanalnetzes für
Verkehrssicherheit sorgen. Bau- und Unterhaltungsarbeiten
an den Wasserwegen
gehören ebenso zu seinen Aufgaben wie
z.B. Peilarbeiten. Anders als der dieselbetriebene
Vorgänger wird der »E-Spatz«
ausschließlich mit zwei Elektromotoren
mit einer Leistung von je 80 kW angetrieben.
Die Batterien haben eine Kapazität
© Schiffswerft Bolle
Hohe Speicherleistung
»Ein echter Vorteil für unsere Kunden
aus der Schifffahrt ist, dass unsere Stromspeicher
dank ihrer hohen Energiedichte
von 6,5 kg pro kWh deutlich weniger
Gewicht als herkömmliche Stromspeicher
haben. Das ist für Schiffe besonders
wichtig, denn so kann ein Batteriespeicher
mit einer höheren Kapazität eingebaut
werden. Damit haben Schiffe eine
entsprechend größere Reichweite, sie
können also weitere Strecken elektrisch
zurücklegen«, berichtet Kilian Hoffmann,
Business Development Manager
und Fachmann für Stromspeicher für die
Schifffahrt bei Tesvolt. »Wir bieten außerdem
eine Kapazitätsgarantie von zehn
Jahren, andere Anbieter garantieren lediglich
zwei Jahre.« Die DNV zertifizierten
Batteriespeichersysteme von Tesvolt
würden dank ihres integrierten Feuerunterdrückungssystems
zudem zu den sichersten
auf dem Markt zählen, so Hoffmann
weiter.
Der »E-Spatz« ist exakt auf die Schleusenabmessungen,
Brückendurchfahrtshöhen,
Wasserstände und Strömungen
zugeschnitten. Aktuell sind mehr als 130
Arbeitsschiffe der Spatz-Klasse auf den
Bundeswasserstraßen im Einsatz,
allerdings noch mit Dieselantrieb. Nach
und nach sollen durch Schiffe mit einem
emissionsarmen Elektroantrieb ersetzt
werden.
RD
34 Binnenschifffahrt 2023

Advertorial
Sauberer unterwegs:
Bestandsschiffe problemlos
auf Shell GTL Fuel
Marine umstellen
Flüsse und Meere gehören zu den wichtigsten und gut frequentierten Transportwegen:
Mehr als 90 Prozent aller Waren werden aktuell weltweit per Frachtschiff transportiert.
Allein die deutsche Binnenschifffahrt beförderte laut Statistischem Bundesamt im Jahr
2022 rund 182,5 Millionen Tonnen Güter.
Nachhaltigkeit wird – auch
durch die lange Einsatzzeit
der Schiffe – für den Sektor
zu einem immer wichtigeren
Thema. Wenn es darum geht, ihre
Flotte umweltfreundlicher aufzustellen,
stoßen Reeder aber schnell an ihre
Grenzen: Um Schiffe oder Motoren, die
beispielsweise mit LNG (Liquefied Natural
Gas) betrieben werden, einsetzen
zu können, muss in der Regel entweder
der Motor umgerüstet oder ein neues
Schiff gekauft werden. Synthetische
Kraftstoffe wie Shell GTL Fuel Marine
stellen eine Dieselalternative für den
Betrieb von Bestandsschiffen dar.
Lokale Emissionen ohne
Motorenumrüstung reduzieren
Ein klarer Vorteil für die Reedereien:
Der Kraftstoff lässt sich ohne Modifikationen
direkt in Schiffsmotoren
einsetzen . Beispiele für Freigaben
namhafter Fahrzeughersteller sind
Caterpilar, Deutz und MAN. Auch in
anderen Bereichen wie Heizungsanlagen
oder Generatoren können
Shell GTL Produkte eingesetzt werden.
Durch die sauberere Verbrennung
kann auch der Wartungsaufwand und
Verschleiß der Schiffsmotoren sinken.
Dabei bietet Shell GTL Fuel Marine
die im Vergleich zu herkömmlichem
Diesel gewohnte Leistung.
In Sachen Emissionsreduktion punktet
Shell GTL Fuel Marine dank des
innovativen Herstellungsverfahrens
per Fischer-Tropsch-Synthese: Als
paraffinischer Kraftstoff auf Erdgasbasis
verbrennt er deutlich sauberer als
herkömmlicher Diesel. Dies trägt dazu
bei, lokale Emissionen wie Stickoxide
und Feinstaub zu reduzieren – je nach
Motor und Bedingungen um bis zu
26 Prozent (bei NOx). Zudem ist der
synthetische Kraftstoff ungiftig, leicht
biologisch abbaubar und er verfügt
über eine niedrigere Wassergefährdungsklasse
als Diesel (WGK 1). Ein
entscheidender Pluspunkt gegenüber
konventionellem Diesel, falls der Kraftstoff
versehentlich austreten sollte.
Bessere Luftqualität für
die Bestandsflotte
Für den Gesundheitsschutz der Beschäftigten
an Bord ist die Kraftstoffalternative
ebenfalls von Vorteil: Mit
herkömmlichem Diesel können Abgase
und Dieselgeruch eine erhebliche Belästigung
darstellen. Mit Shell GTL Fuel
Marine ist die Luftqualität während
der Fahrt deutlich besser. Alternative
Kraftstoffe wie Shell GTL Fuel Marine
erleichtern es damit den Unternehmen,
Abgasvorschriften und Emissionsgrenzwerte
bei älteren Bestandsschiffen
einzuhalten. Fakten, die unter anderem
Unternehmen wie die Bayerische Seenschifffahrt
GmbH überzeugt haben,
ihre 15 Motorschiffe umzustellen, die
jährlich rund 1,5 Millionen
Fahrgäste befördern.
Nähere Informationen können
interessierte Reeder über den QR-
Code oder unter www.meinenergiepartner.com
anfordern.

INNOVATIONSREPORT 2023
SET Innov. Werft 2 S.
Der Hybrid-Antrieb auf den neuen Hadag-Fähren ist bereits für den späteren Einsatz von einer Wasserstoff-Brennstoffzelle konzipiert
© Hadag
And the winner is – SET
Der seit 15 Jahren zur Rönner-Gruppe gehörende Werftenverbund in Tangermünde und
Genthin hat sich mit innovativen Neubauten eine führende Rolle im deutschen Schiffbau
erarbeitet. Dafür stehen die neuen Hadag-Fähren und die STS-Boote für die Marine
Bei der SET in Tangermünde nehmen
derzeit Schiffe Gestalt an, wie sie von
der Werft bislang nicht gebaut wurden
und auch auf Flüssen und Kanälen eher
noch selten zu sehen sind. Für die Reederei
Hadag werden innovative Fähren für
ein neues Zeitalter gebaut.
Im Sommer vergangenen Jahres hatten
die Hamburger insgesamt drei Neubauten
in Tangermünde in Auftrag gegeben.
Zwei sind bereits in Arbeit, der Fertigungsstart
für die letzte ist für diesen
Herbst geplant. Das erste von drei Schiffen
soll schon zu Beginn des nächsten
Jahres auf der Elbe Fahrt aufnehmen. Die
anderen beiden werden ebenfalls noch
im Laufe des kommenden Jahres in Hamburg
anlegen.
Die Schiffe wurden gemeinsam mit
den Schiffsdesignern naValue aus Flensburg
entwickelt. Das Besondere ist der
Batterie-elektrische Antrieb. Die Akkus
Unsere »Werft des Jahres«
Alljährlich küren wir in unserem
Innovationsreport die »Werft des
Jahres«. Ausschlaggebend für die
Wahl sind Unternehmertum ebenso
wie der Mut, innovative Lösungen
im Schiffbau zu finden und
umzusetzen. Der Preisträger ist
dieses Mal die SET.
werden nachts aufgeladen. Da die Batteriekapazität
momentan nicht den gesamten
Betrieb abdeckt, kommt in der
ersten Phase ein Diesel-Generator als sogenannter
Range-Extender zum Einsatz.
Die Fähren sind jedoch für den späteren
Einsatz einer Wasserstoff-Brennstoffzelle
konzipiert. Damit weist das Schiffsdesign
»Hadag 2030« mit seinem Plug-In-
Hybrid-Antrieb bereits in eine Zukunft
mit einem komplett emissionsfreien Betrieb
auf der Elbe.
Mit rund 33 m werden die Neubauten
etwas länger als die bisherigen Fähren
und bieten jeweils Platz für bis zu 250
Fahrgäste. Auf der fahrgaststarken
Linie 62 soll sich die Fahrtzeit von derzeit
15 min auf 10 min verkürzen.
Die Hadag-Fähren sind für SET aktuell
vielleicht das spannendste Projekt, aber
bei weitem nicht das einzige, mit dem der
Werftenverbund in Tangermünde und
Genthin zuletzt seine schiffbauliche
Expertise unter Beweis gestellt hat. Im
Unterauftrag von Tamsen Maritim wurden
erstmals zwei Boote für die deutsche
Marine gebaut. Die 20 m langen Sicherungs-,
Transport- und Schleppboote
werden zwar konventionell angetrieben,
sind aber im Inneren gespickt mit modernster
Technik. Bereits im vergangenen
36 Binnenschifffahrt 2023

© Hitzler/Hereon
Erstes Hitzler-Schiff
mit Brennstoffzelle
Es ist eines der innovativsten Schiffe, das bei der Lauenburger Hitzler Werft gebaut wird:
Die »Coriolis«. Im Dienste der Umwelt wird sie emissionsarm – mit Brennstoffzelle und
Dieselfilter an Bord – deutsche Küsten und Flüsse untersuchen
Das nach dem französischen Wissenschaftler
Gaspard Gustave de
Coriolis benannte Schiff soll nächstes
Jahr die 1982 gebaute »Ludwig Prandtl«
ersetzen. Es entsteht aktuell auf der Lauenburger
Hitzler Werft. Anfang des Jahres
wurde der Schiffbau gestartet. Im
März erfolgte im Beisein des Maritimen
Koordinators der Bundesregierung und
zahlreicher weiterer Gäste die Kiellegung.
Anlässlich des im Sommer anstehenden
Stapelhubs sagte Werft-
Geschäftsführer Kai Klimenko: »Es freut
uns zu sehen, wie in den letzten Monaten
aus vielen kleinen Puzzlestücken das
Schiff gewachsen ist. Jetzt blicken wir
voller Tatendrang der Ausrüstungsphase
entgegen.«
Der Vergleich zu einem Puzzle ist
durchaus passend, denn die einzelnen
Sektionen der »Coriolis« sind aus vielen
kleinen Stahlzuschnitten entstanden, die
die Firma Ostseestaal aus Stralsund geliefert
hat. Bei wöchentlichen Baubegehungen
zusammen mit der Werftgeschäftsführung
und Vertretern des
Planungsbüros Technolog kann sich der
Auftraggeber – das Helmholtz-Zentrum
Hereon – von dem Baufortschritt überzeugen.
Von dem Geesthachter Forschungszentrum
ist meist der Projektverantwortliche,
Volker Dzaak, zugegen. Er
zeigte sich schon bei der Kiellegung über
den Stahlschiffbau begeistert. »Man sieht
erstmals die schiffbauliche Qualität. Wie
die Luken und Tanks positioniert sind.
Wie die Schweißnähte ausgeführt sind.
Das alles spricht für die Werft«, so Dzaak.
Der Stapelhub markiert nach der Kiellegung
einen weiteren Meilenstein beim
Bau des neuen Forschungsschiffes. Er ist
der Startschuss für die Phase der Endausrüstung.
In dieser erhält der Neubau beispielsweise
sein Steuerhaus, außerdem
werden Arbeiten wie der Rohrleitungsbau,
die Elektrotechnikinstallation oder
der Maschinenbau ausgeführt.
Wie Kai Klimenko berichtet, folgt Anfang
kommenden Jahres dann die
Montage des Herzstücks der »Coriolis«:
die drei Labore. Das Schiffe erhält ein
Nasslabor, in dem u.a. Wasserproben untersucht
werden, ein Elektrolabor, in dem
Mess daten von Sonaren, Echoloten und
Im März 2023 wurde die »Coriolis« auf Kiel gelegt, (v.l.): Hereon-Geschäftsführerin Iris Ulrich,
Dieter Janecek, Marek Klimenko, Kai Klimenko und Volker Dzaack
© Wroblewski
38 Binnenschifffahrt 2023

INNOVATIONSREPORT 2023
Stück für Stück nimmt die »Coriolis« Gestalt an. Das linke Bild zeigt die Labore, in denen u.a. Wasserstoff für den Schiffsantrieb untersucht wird
© Volker Dzaak/Hereon
weiterem elektronischen Equipment erhoben
werden sowie ein Brennstoffzellensystemlabor.
Letzteres ist ein Alleinstellungsmerkmal
des Schiffes und der
Forschung. Denn an Bord des Forschungsschiffes
soll Wasserstoff als Energieträger
für den Schiffsantrieb und dessen
Speicherung untersucht werden. Der
darin verwendete Wasserstoff wird nicht
in flüssiger oder gasförmiger gespeichert,
sondern in pulverartigem Metallhydrid.
Pulverartig deshalb, weil er an ein kleine
Metallpartikel gebunden ist. Gelagert wird
der alternative Energieträger in mobilen
Speichertanks, die in einem 5-Fuß-
Container an Deck untergebracht werden.
Diese Innovation wurde von Hereon-
Mitarbeitern entwickelt. Den Wissenschaftlern
zufolge bieten Metallhydride
den Vorteil, dass sie ein geringeres Speichervolumen
aufweisen. So benötigen
fünf Kilogramm Wasserstoff beispielsweise
im gasförmigen Zustand einen
Gasdrucktank mit einem Volumen von
140 l und einen Druck von 700 bar. Ein
Metallhydridtank hingegen hat ein Volumen
von nur 90 l und benötigt nur knapp
100 bar. An Bord eines Schiffes, auf dem
es an Platz fehlt und jedes gesparte Kilogramm
letztlich zu weniger Brennstoffverbrauch
führt, ist das ein deutlicher
Vorteil. Ein weiteres Plus ist, dass Metallhydride
nahezu zu 100 % recyclebar sind.
Zusammen mit dem DLR-Institut für
Maritime Energiesysteme wollen Hereon-Wissenschaftler
auf der »Coriolis«
daran forschen, das Volumen des Metallhydrids
weiter zu verkleinern.
Membran filtert NOx
Doch die Metallhydride sind nicht die
einzige Innovation an Bord der »Coriolis«.
Eine weitere Technologie, die von
den Hereon-Wissenschaftlern entwickelt
und erprobt wird, ist eine Art Dieselfilter.
So wird an Bord der »Coriolis« ein Membranmodul
installiert, das den Stickoxidausstoß
des Dieselmotors reduzieren soll.
Dieses Membranmodul hat die Aufgabe,
die Verbrennungsluft zu konditionieren.
Wird nämlich Sauerstoff aus
der Verbrennungsluft abgetrennt, sinkt
die Temperatur, mit der der Kraftstoff im
Motor verbrannt wird. Und bei niedrigerer
Temperatur sinkt der Anteil der
bei der Verbrennung produzierten Stickoxide.
Das Membranmodul senkt also
laut den Hereon-Wissenschaftlern den
Sauerstoffgehalt, in diesem Fall von 21
Volumen-Prozent auf ca. 18 Volumen-
Prozent, indem die Membran Sauerstoff
besser passieren lässt als den Stickstoff.
Bei der Verbrennung der so vorbehandelten
Luft im Motor wird damit der Stickoxidausstoß
um bis zu 80 % reduziert.
Das Membranmodul wird hinter dem
Turbolader des Motors eingebaut und
durch dessen Überdruck filtert es Sauerstoff
aus der Ansaugluft. Mit einem NOxund
O 2
-Sensor im Abgas kann die Verbesserung
der Abgasqualität gemessen
werden.
Das Modul ist für den Versuchsbetrieb
ausgelegt, so dass die Forschenden genügend
Spielraum haben, um verschiedene
Membrantypen und Betriebszustände
auszuprobieren. So können Langzeittests
mit dem Membranmodul an Bord vorgenommen
und die Membranen – ähnlich
dem Luftfilter – gewechselt werden.
Das soll im Rahmen der Forschung die
Weiterentwicklung neuer und besser geeigneter
Membranen begünstigen.
Im Auftrag der Umwelt
Die »Coriolis« wird in flachen Flüssen,
Mündungen und im offenen Meer unterwegs
sein, besonders in Nord- und Ostsee.
Mit ihrem Tiefgang von nur 1,70 m
kann sie die Elbe hoch bis nach Magdeburg
fahren. Auf ihren Fahrten wird sie
unter anderem analysieren, welche Nährund
Schadstoffe von den Flüssen ins Meer
transportiert werden oder wie sich die
Offshore-Windkraft auf die Umwelt auswirkt.
Der Klimawandel wird als zentrales
Thema an Bord interdisziplinär erforscht.
Projekt mit Vorbildcharakter
Es ist für die Lauenburger Werft, die auf
eine mehr als 130-jährige Geschichte zurückblickt,
nicht das erste Forschungsschiff,
das sie baut. Aber es ist das erste
mit einer Brennstoffzelle an Bord. »Für
die Hitzler Werft ist das Forschungsschiff
mit der Brennstoffzellentechnologie das
erste dieser Art. Wir können beim Bau
der ›Coriolis‹ wertvolle Erfahrungen
sammeln, die wir bei anderen Bauprojekten
künftig nutzen werden«, sagte Werftchef
Marek Klimenko anlässlich des
Baustarts.
AW
Technische Daten »Coriolis«
Länge .................................. 29,5 m
Breite ....................................... 8 m
Tiefgang ............................... 1,7 m
Durchfahrtshöhe ................ 6,5 m
Antrieb ................ dieselelektrisch
(bestehend u.a. aus Scania-
Dieselaggregaten, elektrischen
Fahrmotoren von Baumüller,
Schaffran-Propeller); zusätzlich
Brennstoffzelle
Leistung ............................ 750 kW
Geschwindigkeit .............. 12,6 kn
Bordequipment ............. A-Frame
und J-Frame, Palfinger-Arbeitskran,
Misti-Ankerpfahl
Besatzung ................... 3 Personen
Klassifikation ...... Bureau Veritas
Binnenschifffahrt 2023
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INNOVATIONSREPORT 2023
»Vom Dieselmotor
werden wir uns in den
nächsten Jahrzehnten
nicht lösen können«
© Bachmann
Die niederländische Koedood Marine
Group stellt typgeprüfte Dieselmotoren
nach EU Stufe V mit niedrigen Emissionen
her. Nach erfolgreicher Entwicklung
moderner Antriebssysteme arbeitet das
Unternehmen an neuen Ansätzen für eine
umweltfreundliche Schifffahrt. In der
Automatisierung setzt es auf die Expertise
der österreichischen Firma Bachman mit
Sitz in Feldkirch. Sander Roosjen, Manager
der Forschungs- und Entwicklungsabteilung
bei der Koedood Marine Group,
erläutert hier nachhaltige Antriebskonzepte
auf Basis verschiedener
Energiequellen und spricht über entscheidende
Faktoren für deren Umsetzung.
Herr Roosjen, mit welchen zukunftsfähigen
Konzepten beschäftigen Sie sich
aktuell, nachdem die Entwicklung der
nach EU Stufe V zertifizierten Motoren
abgeschlossen ist?
Sander Roosjen: Wir arbeiten an verschiedenen
Ansätzen, da es keine Patentlösung
für alle Schiffe gibt. Zudem finden
im Moment viele unterschiedliche Entwicklungen
parallel und mit sehr hohem
Tempo statt.
Wird Diesel weiterhin eine Rolle spielen?
Roosjen: Vom Dieselmotor werden wir
uns in den nächsten Jahrzehnten nicht
lösen können. Eine Vielzahl von Schiffen
wird auch 2050 noch mit Dieselmotoren
angetrieben werden – hoffentlich jedoch
zusammen mit Abgasnachbehandlungstechnologien.
Der Energiebedarf ist so
groß, dass die Umrüstung der weltweiten
Flotte auf emissionsfreie Technologien in
naher Zukunft noch nicht praktikabel
seit wird. Nehmen Sie beispielsweise
Wasserstoff: Der Anteil erneuerbarer
Energien ist aktuell noch zu gering, um
ausreichend grünen Wasserstoff zu erzeugen,
würden alle großen Schiffe mit
Brennstoffzellentechnologie betrieben
werden. Auch was die Speicherkonzepte
für Wasserstoff angeht, sind weiterhin
viele Fragen in Bezug auf Wirtschaftlichkeit
und Logistik offen. Die Wasserstoff-
Wertschöpfungskette steckt noch in den
Kinderschuhen und all ihre Facetten
müssen gemeinsam wachsen.
Ein Energiemix wird erforderlich sein.
Und wir haben auch keine Kristallkugel,
mit der wir eine Vorhersage darüber treffen
können, was zukünftig der Haupttreibstoff
der Wahl für den maritimen
Sektor sein wird. Deshalb benötigen wir
eine flexible Basis, damit wir zukünftige
Entwicklungen effizient nutzen können.
Wie könnte eine solche Basis aussehen?
Roosjen: Unsere Vision für die Zukunft
sieht die Bereitstellung einer flexiblen
Plattform mit einem elektrischen Antriebsstrang
vor. Eines ist sicher: Die
Elektrifizierung von Schiffen stellt immer
eine No-Regret-Maßnahme dar. Bei Einsatz
eines Power-Management-Systems
in Verbindung mit einem Elektromotor,
vorzugsweise einem Gleichstrom-Permanentmagnetmotor,
lassen sich Einheiten
zur Energieversorgung ganz nach
Bedarf modular hinzufügen oder austauschen.
Das ist quasi eine Plug-and-
Play-Energiekombination für den Antriebsstrang.
In Europa sind bereits etwa 120 dieselelektrische
Hybridschiffe mit Koedood-Technologie
unterwegs. Auf dieser
Basis ist es beispielsweise möglich,
heute Dieselmotoren mit Nachbehandlungssystem
einzusetzen, und diese später
gegen zukunftsfähigere Technologien
wie etwa methanolbasierte
Motoren oder Ammoniak-Brennstoffzellensysteme
auszutauschen.
Welche Energiequellen nutzen Sie für
Ihre aktuellen Neuentwicklungen?
Roosjen: Methanol ist eine der neuen
Technologien, auf die wir den Schwerpunkt
legen. Insbesondere im Kurz -
streckenseeverkehr ist das eine sehr vielversprechende
Option. Wir beschäftigen
uns mit Methanol als Zweistoff-Lösung,
vor allem für die Nachrüstung von
Binnenschiffen. In erster Linie wird ein
40 Binnenschifffahrt 2023

INNOVATIONSREPORT 2023
»RIVER DRONE«
Erik Verstraeten baut zehn halbautonome Containerschiffe
Die Schiffe können von einem Kontrollzentrum an Land gesteuert werden
Bis Oktober dieses Jahres sollen alle
»River Drones«-Schiffe der Reederei Erik
Verstraeten in Fahrt gehen. Die ersten
zwei sind bereits im Sommer in
Antwerpen getauft worden. Die »River
Drones«, die ihren Namen in fortlaufender
Nummerierung erhalten, sind
Binnenschiffe, die speziell für eine halbautonome
Bedienung bestimmt und ausgerüstet
sind.
Auf den Wasserstraßen in Flandern
werden die 106 m langen Schiffe vom
Shore-Control-Center der Firma Seafar
aus gesteuert. Gleichwohl verfügen sie
© Garrelmann
über Wohnräume für maximal vier Personen,
damit auch andere Destinationen mit
Besatzung angefahren werden können.
Die Länge der Schiffe nimmt Rücksicht
auf die maximale Länge für Koppelverbände,
die beispielsweise im
Albertkanal auf 196 m begrenzt ist. Obwohl
das Schiff also 4 m kürzer ist als ein
110 m Schiff, kann die »River Drone«
selbst eine Reihe TEU mehr laden, im
Koppelverband sind es sogar zwei TEU-
Längen mehr. »Möglich wird das unter
anderem dadurch, dass das Steuerhaus
nach vorn verlegt und der Platz für Unterkünfte
reduziert wurde«, erklärt Wim
Driessen, dessen Werft Generalunternehmer
ist.
Für die ersten fünf »River Drones«
wurden bereits Verträge mit Container -
betreibern unterzeichnet. So wird die
»River Drone 1« für WeBarge fahren,
vorwiegend von Antwerpen aus zu
Zielen am Albertkanal und nach
Brüssel/Vilvoorde.
ga
FUTURE PROOF SHIPPING
Weltpremiere – »H2 Barge 1« fährt künftig mit Wasserstoff
Die niederländische Reederei Future
Proof Shipping (FPS) hat Ende Mai in
Rotterdam das erste wasserstoffbetriebene
Binnencontainerschiff, die
»H2 Barge 1«, getauft. Eines der treibenden
Unternehmen hinter dem Projekt ist
der Sportartikel-Hersteller Nike. Das
110 m x 11,45 m große Binnenschiff
»H2 Barge 1«, früher bekannt als
»Maas«, wird von BCTN bei FPS im
Auftrag von Nike EMEA gechartert. Das
Schiff wird künftig mehrmals wöchentlich
zwischen Rotterdam und dem
Binnenterminal von BCTN in Meerhout
verkehren. Dabei werden die Treibhausgasemissionen
um 2.000 t
CO 2 -Äquivalente pro Jahr reduziert.
FPS will nach eigenen Angaben in den
nächsten fünf Jahren eine Flotte von
zehn emissionsfreien Binnen- und Kurzstreckenschiffen
bauen, betreiben und
an Logistikdienstleister oder Verlader
verchartern.
BCTN ist der größte Betreiber von
Hinterlandterminals in den Benelux-
Ländern, der jährlich mehr als
700.000 TEU an acht Standorten in den
Niederlanden und Belgien umschlägt: in
Alblasserdam, Den Bosch, Geel, Meerhout,
Beringen, Nijmegen, Roermond
und Venray.
Das »FPS Maas/H2 Barge 1«-Nachrüstungsprojekt
wird durch Zuschüsse
Die »H2 Barge 1« war vorher unter dem Namen »Maas« unterwegs
des Interreg North Sea Region Programm
der EU, die Netherlands Enterprise
Agency (RVO), den Port of Rotterdam
und das Expertise-en InnovatieCentrum
Binnenvaart (EIB) unterstützt. RD
© FPS
42 Binnenschifffahrt 2023

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