Sauberer Antrieb - Null Emissionen: Wasserstoff ist als Brennstoff auch bei Schiffen auf dem Vormarsch

SChwerpunkt | umwelt Sauberer Antrieb Null Emissionen: Wasserstoff ist als Brennstoff auch bei Schiffen auf dem Vormarsch – noch allerdings im kleinen Maßstab. Für größere Schiffe kann Gas schon heute eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Alternative sein 14 nonstop 03/2008 umwelt | SChwerpunkt k ein CO2, kein Schwefeldioxid, keine Geräusche – mit für Hilfsmaschinen schon heute. Das Timing ist perfekt: Photo: Corbis dieser eindrucksvollen Emissionsbilanz möchten dem- Heute werden Investitionen vertretbar, die noch vor kurzer nächst viele Schiffe unterwegs sein. Ermöglichen kann Zeit als unwirtschaftlich angesehen werden mussten. das der Einsatz von Wasserstoff. Mit seinem hohen Energiein- halt bei niedriger Umweltbelastung während der Nutzung „Alsterwasser“ im Einsatz bietet H2 eine energieeffiziente Alternative zu herkömmlichen In Hamburg ist das emissionsfreie Schiff bereits Realität. Brennstoffen, die wegen der hohen Ölpreise auch wirtschaft- Seit Kurzem gleitet die „FCS Alsterwasser“ über die Alster lich attraktiv wird. und ihre Kanäle in der Hamburger Innenstadt. Rund 100 Die weltweiten Bestrebungen, den CO2-Ausstoß einzu- Passagiere haben Platz auf dem Öko-Ausflugsdampfer der schränken, zeigen Wirkung. Gas, das im Vergleich zu Mi- ATG. „Ein Fahrgastschiff mit Brennstoffzellenantrieb in neralölen einen niedrigen Kohlenstoffanteil aufweist, wird dieser Größe hat es weltweit noch nicht gegeben“, sagt der als Schiffsbrennstoff populär. Die Einrichtung von Schwefel- langjährige Reedereichef Jens Wrage. emissions-Begrenzungszonen (SECAs) in Nord- und Ostsee Als Treibstoff dient reiner Wasserstoff. Je 48 Kilowatt (kW) sowie im Ärmelkanal tun ein Übriges. Ab 2015 muss dort der Leistung (64 PS) bringen die beiden Brennstoffzellenmodu- Schwefelanteil im Brennstoff von 1,5 Prozent auf 0,1 Prozent le – so viel, wie auch für einen Bus gebraucht werden. Die reduziert werden. In Kalifornien gilt dies bereits ab Juli 2009, Eigenentwicklung der Firma Proton Motor für das EU- nonstop 03/2008 15 SChwerpunkt | umwelt Die Projekte Reykjavik: „Elding I“ Die „Elding I“ wurde bei einer ersten Test- fahrt im April 2008 eingeweiht. Das Walbe- obachtungsschiff hat neben dem üblichen Schiffsdiesel einen Wasserstoffhilfsantrieb. Die zwei Aussichtsebenen und das dritte Deck ermöglichen allen Passagieren, die Wale in natürlicher Umgebung zu beob- achten. Nähern sich Wale, wird der Haupt- LEISETRETER. Bei der „Elding I“ motor ausgeschaltet, damit die Gäste sie ersetzt ein Brennstoffzellen- besser sehen und hören können und sich antrieb den Hilfsdiesel – zur Photo: Elding der Abstand weiter verkleinern lässt. Das Freude der Wale. war, wie Eigner Vignir Sigursveinsson be- richtet, in der Vergangenheit wegen des Geräusches des unteren Dieselhilfsmotors Wasserstoff-Brennstoffanlagen als Antrieb schutzes. Der Hilfsantrieb (Auxiliary Power nicht möglich: „Mit Wasserstoffantrieb ist von Fahrzeugen und Schiffen. SMART H2 Unit, APU) des Schiffes besteht aus einer das Schiff vollständig geräuschlos, sodass begann im März 2007 und läuft bis 2010. Brennstoffzelle, die durch komprimierten wir die tolle Erfahrung bieten können, Wale GL-Experten setzten die Studien- und Wasserstoff Strom für den Schiffsbetrieb in natürlicher Umgebung zu sehen.“ Forschungsergebnisse um und konnten so liefert. Ursprünglich wurde die „Elding I“ auf das Brennstoffzellensystem der „Elding I“ Die Zertifizierung erfolgte im April. Island als Rettungsboot gebaut. Sie ist ein zertifizieren. Die Zertifizierung umfasst die „Das Projekt demonstriert erstmals den 125-Tonnen-Kreuzer für 150 Passagiere Überprüfung des Sicherheitssystems, der Einsatz von Brennstoffzellensystemen auf und gehört zum SMART-H2-Projekt. Dieses BZ-Anlage und der Elektrik sowie Belas- einem kommerziellen hochseetüchtigen Demonstrationsprojekt testet verschiedene tungstest und Überprüfung des Explosions- Schiff“, sagt Dr. Würsig (GL). Gleichstrom Die Brennstoffzellen-Technik Analog zur Batterie lässt sich bei der wirkungsgrad einer wasserstoff­ O2 einer Brennstoffzelle chemische en­ Brennstoffzelle hoch. er kann bis zu H+ ergie von beispielsweise wasserstoff 60 prozent betragen. Die meisten H2 H+ O2 (h2) und Sauerstoff (O2) direkt in elek­ Brennstoffzellen nutzen den Sauer­ O2- O2- trische energie umwandeln. stoff der umgebungsluft, sodass nur h2 und O2 werden an elektroden he­ der für die reaktion benötigte was­ H2 rangeführt. Sie verbinden sich dort in serstoff als treibstoff mitgeführt wer­ H2 H2O O2 einer umgekehrten elektrolyse, einer den muss. erfunden wurde das prinzip „kalten Verbrennung“, zu wasser. Auf­ schon 1839 von Friedrich Schönbein grund der direkten umwandlung der und Sir william robert Grove. Derzeit Anode Elektrolytmembran Kathode chemischen in elektrische energie ist gibt es sechs Brennstoffzellen­typen. Forschungsprojekt ZEMSHIPS wurde Mitte Juli per Sat- Ein Ergebnis der 2004 abgeschlossenen Machbarkeitsstu- telschlepper in Hamburg-Oorthkaten bei der SSB-Werft an- Direct Current die FCSHIP ist, dass für Schiffsanwendungen Module mit geliefert. In einer Baugruppe als Brennstoffzellensystem rund 500 kW nutzbarer Leistung benötigt werden. „Damit O2 zusammengefasst sind die sechs Brennstoffzellen-Stacks können kleine Fähren und Sportboote angetrieben werden“, H + in einer durchlüfteten Kapsel sowie Steuerung, Luftkom- sagt Dr. Würsig. Für Fähren, Schlepper und Behördenfahr- H2 H+ O2 pressor, Schalldämpfung undOKühlung. Das Hybridsystem O2- 2- zeuge geht es aber bei 1 Megawatt Energiebedarf erst los. besteht aus Brennstoffzelle und Batterie. Der erhöhte En- Auf absehbare Zeit sind die verfügbaren Leistungsgrößen ergiebedarf für das An- und Ablegen wird über eine Batte- H2 jedoch für Hauptantriebe von Seeschiffen noch zu gering. rie gedeckt. Während der Fahrt wird sie vom Brennstoff- H2 H2O O2 zellenantrieb wieder aufgeladen. Das System kann somit optimal ans Lastprofil angepasst werden. Die Brennstoff- zellen werdenElektrolyte-Membrane Anode aus zwölf Drucktanks mit 350 bar gespeist. Cathode ÖKo-DAMPFER. Der Getankt wird an einer Wasserstofftankstelle im Hamburger Brennstoffzellenan- Stadtteil Barmbek.