Wasserstoff auf hoher See

NEW H SHIP, ein krzlich abgeschlossenes, von der EU gef”rdertes Projekt, ist zu dem Ergebnis gekommen, dass die Nutzung von Wasserstoff an Bord von Schiffen relativ unproblematisch realisierbar ist. Das Projektteam hofft, dass seine Ergebnisse die Schifffahrtindustrie und die...

NEW H SHIP, ein krzlich abgeschlossenes, von der EU gef”rdertes Projekt, ist zu dem Ergebnis gekommen, dass die Nutzung von Wasserstoff an Bord von Schiffen relativ unproblematisch realisierbar ist. Das Projektteam hofft, dass seine Ergebnisse die Schifffahrtindustrie und die Politik berzeugen, mehr Mittel in die Forschung und Entwicklung (F&E) zur Nutzung dieser sauberen Energiequelle auf hoher See zu investieren.

Schiffe sind auf dem besten Wege, EU-weit die gr”áte Quelle der Luftverschmutzung zu werden. Sch„tzungen zufolge werden in Europa im Jahr 2020 die Schwefeldioxid- und die Stickoxidemissionen von Schiffen h”her sein als die an Land generierten Emissionen.

"Wenn wir Europa in eine Wasserstoff-Gesellschaft umwandeln m”chten, mssen wir Schiffe in das Szenario einbeziehen", so Hjalti Pall Ingolfsson von Icelandic New Energy, einem der NEW H SHIP-Projektpartner.

Obwohl sich die Einsicht durchgesetzt hat, dass diese Emissionen verringert werden mssen, wird nur begrenzt F&E mit dem Ziel betrieben, M”glichkeiten zu finden, wie diese neuen und saubereren Energiequellen fr die Schifffahrt genutzt werden k”nnen. "Es gab einige Projekte, die sich mit der Frage besch„ftigten, wie man Wasserstoff fr Schiffe nutzen kann, aber bei diesen Projekte ging es in erster Linie um die Binnenschifffahrt, nicht um die Nutzung auf hoher See", erkl„rte Ingolfsson.

Im Rahmen des Projekts NEW H SHIP, das 2005 abgeschlossen wurde, wurde eine Literaturstudie durchgefhrt, um herauszufinden, welche technischen, betrieblichen und gesellschaftlichen Hindernisse im Zusammenhang mit den bordseitigen Systemanforderungen und der Infrastruktur fr maritime Treibstoffe bestehen.

Diese Studie sttzte sich in erheblichem Maáe auf die Ergebnisse zweier weiterer von der EU gef”rderten Projekte: FC-SHIP untersuchte das Potenzial fr Brennzellentechnologie auf Schiffen, w„hrend EURO-HYPORT der Frage nachging, ob Wasserstoff von Island auf den europ„ischen Kontinent exportiert werden kann.

Die Projektpartner lieáen in ihre Bewertungen auch die technischen Fragen einflieáen, die im Rahmen von Demonstrationsprojekten fr Busse aufgeworfen wurden, die mit Wasserstoff-Brennstoffzellen angetrieben werden, etwa die beiden EU-finanzierten Initiativen CUTE und ECTOS.

"Diese Projekte haben wertvolle Einsichten hervorgebracht, die uns geholfen haben zu beurteilen, ob Wasserstoff-Brennstoffzellen eine fr die hohe See geeignete Technologie darstellen", so Ingolfsson.

Land und Wasser sind allerdings zwei sehr unterschiedliche Umgebungen, die unterschiedliche Probleme mit sich bringen. "Es gibt einige gravierende Unterschiede", erkl„rte Ingolfsson. Zum einen ist da die Tatsache, dass auf den Schiffen enorme Mengen an Wasserstoff gelagert werden mssen. "Schiffe sind nun mal auf hoher See, und wie wir wissen, gibt es dort recht wenige Tankstellen. Das heiát, die Schiffe mssen mit Wasserstoff beladen werden, bevor sie auslaufen."

"Dann gibt es Schiffe unterschiedlicher Gr”áe. Einige sind nur einen Tag unterwegs, andere dagegen eine Woche oder sogar einen Monat. Das heiát, der Wasserstoff muss an Bord gelagert werden." Da Wasserstoff jedoch sowohl in Gas- als auch in flssiger Form mehr Platz ben”tigt als alle anderen Treibstoffe, muss, so Ingolfsson, Pressgas verwendet werden. Darber hinaus muss die Konzeption der Brennstoffzellen fr Schiffe dem Salzgehalt der Luft Rechnung tragen.

Laut Projektberechnungen k”nnte "ein 100-Tonnen-Schiff, das maximal eine Woche auf See ist, wahrscheinlich direkt mit Wasserstoff angetrieben werden. Aber ein Schiff, das l„nger auf See ist, braucht mehr Energie, sowohl als Antrieb als auch zur Stromversorgung der Ger„te an Bord. Das heiát, das Lagerproblem muss gel”st werden."

Fr gr”áere Schiffe besteht die Alternative, sich auf die Lagerung des Wasserstoffs zu konzentrieren, der als Ersatz fr den Strom gebraucht wird, der die Ausrstung des Schiffs, die Steuerungs- und Pumpenkomponenten sowie die Heizungs- und Lichtanlagen versorgt. "Wirtschaftlich gesehen ist es sinnvoller, sich zun„chst dem Hilfsaggregat, der so genannten Auxiliary Power Unit (APU), zuzuwenden, da sie 10-15 KW verbraucht, w„hrend zum Schiffsantrieb 100 KW n”tig sind."

Obgleich noch keine Berechnungen vorliegen, ob der Ersatz fossiler Brennstoffe durch Wasserstoff die Emissionen senken wrde, gehen die Projektpartner davon aus, dass Wasserstoff eine geringere Belastung fr die Umwelt darstellt. "Wenn es einen zentralen Ort g„be, an dem Wasserstoff hergestellt wrde, k”nnten wir die Emissionen effizienter handhaben, als dies bei fossilen Brennstoffen der Fall ist", so Ingolfsson und fgt hinzu, dass Fortschritte bei der Kohlenstoffbindung zur L”sung dieser Frage beitragen wrden.

Ein weiterer Unterschied zwischen der Nutzung von Wasserstoff an Land und auf hoher See sind die unterschiedlichen Sicherheitsaspekte. Wasserstoff ist ein hoch entzndliches Gas und Explosionen k”nnen auftreten, wenn Wasserstoff ausl„uft und sich ansammelt. Ingolfsson wies darauf hin, dass die Arbeit der Projektpartner auch die Berechnung der Auswirkungen von Kollisionen sowie die Gefahr fr die Mannschaft im Falle eines Lecks oder einer Explosion umfasste.

Feuer und Explosionen sind an Bord eines Schiffes wesentlich gef„hrlicher als an Land, da Maschinen und Menschen auf engem Raum beieinander sind. Die Trennung des Brennstoffzellensystems von den sicheren Bereichen, zum Beispiel den Passagierbereichen auf einer F„hre, gestaltet sich viel schwieriger. "Anders als an Land kann man auf dem Atlantik nirgends hinrennen, um sich in Sicherheit zu bringen", so Ingolfsson, der betont, weitere Forschung zur Entwicklung angemessener Sicherheitsleitlinien sei vonn”ten.

Auch die Herstellungskosten von Wasserstoff sind problematisch. "Die Herstellung von Wasserstoff ist aufgrund der geringen Mengen, die wir derzeit in Bussen brauchen, wesentlich teurer als die Gewinnung von fossilen Brennstoffen", erkl„rt Ingolfsson. "Fast alle Brennstoffzellen werden von Hand gemacht, und das Produktionsvolumen ist nicht groá genug, als dass sich die Einrichtung einer Produktionsstraáe lohnen wrde."

Ingolfsson hofft jedoch, dass sich sowohl die Regierungen als auch die Schifffahrtindustrie angesichts des Anstiegs der Gas- und Erd”lpreise verst„rkt Gedanken ber die Nutzung von Wasserstoff an Bord von Schiffen machen werden.

Eine praktische Konzeption fr Brennstoffzellen fr Schiffe besteht allerdings noch nicht, und es gibt fast keine wasserstoffgetriebenen Demonstrationsschiffe. Das liegt laut Ingolfsson an der Tatsache, dass die Schifffahrtindustrie v”llig anders strukturiert ist als die Automobilindustrie: "Im Gegensatz zu Autos, die eine bestimmte Marke haben und komplett von einem Hersteller produziert werden, werden Schiffe fr den K„ufer maágeschneidert."

Die Zulieferer der Teile str„uben sich dagegen, in die Wasserstofftechnologie zu investieren, da sie nicht die M”glichkeit haben, ihre Technologie zu pr„sentieren. "Daher k”nnen wir nicht auf Finanzierung durch Industriepartner z„hlen, so wie dies bei den Autobauern der Fall ist. Das heiát, wir brauchen mehr Hilfe von der Politik, um Markt und Investitionen anzuschieben."

Die Untersttzung der Politik und der Akteure wird auch gebraucht, um sicherzustellen, dass alle Vorschriften, Codes und Normen im Zusammenhang mit der Nutzung von Wasserstoff auch auf die Nutzung des Gases fr den Schiffstransport anwendbar sind.

Ingolfsson verweist auf die Untersttzung der Bus-Demonstrationsprojekte wie CUTE und ECTOS durch Industrie, nationale Regierungen und EU und schl„gt vor, eine „hnliche Struktur fr den Schiffsverkehr einzurichten.

Obwohl das Projekt bereits abgeschlossen ist, so Ingolfsson, wollen die Partner die begonnene Arbeit unbedingt fortsetzen. Derzeit diskutieren sie die M”glichkeit eines neuen Projekts, in dessen Rahmen der Prototyp einer wasserstoffbetriebenen Schiffs-APU entstehen soll.