Mechanische Segel können einen Beitrag zur Dekarbonisierung der Ozeane leisten
Die Schifffahrt trägt etwa eine Gigatonne bzw. eine Milliarde Tonnen zu den rund vierzig Gigatonnen der durch menschliche Aktivitäten jährlich verursachten CO2-Emissionen bei. Dieser Anteil wird sich in den nächsten zwanzig Jahren deutlich erhöhen, da die CO2-Emissionen an Land reduziert werden sollen. Das ökologisch orientierte Technologieunternehmen Norsepower hat ein System mechanischer Segel entwickelt, das mithilfe des Windes einen Hilfsantrieb für Schiffe bereitstellt, wodurch der Hauptmotor entlastet und die Emissionen verringert werden. Unter Einbeziehung des EU-finanzierten Projekts RotorDEMO hat es die Technologie in den letzten zwölf Monaten unter realen Bedingungen auf See vorgestellt. „Wir müssen die Welt dekarbonisieren und dabei fehlt es uns an erneuerbaren Energiequellen auf See. Wenn wir also mechanische Segel zum Antrieb von Schiffen herstellen könnten, wäre das bereits ein Schritt in die richtige Richtung“, so Tuomas Riski, Geschäftsführer von Norsepower und Projektkoordinator von RotorDEMO. Sauberere Triebkraft Das Rotorsegel besteht aus einem großen Zylinder aus Glas- und Kohlefaser, der um seine Hauptachse rotiert und von einem Elektromotor angetrieben wird. Die kreisförmige Bewegung lässt eine dünne Luftschicht um den Zylinder zirkulieren. Zusammen mit dem durchströmenden Wind entsteht so aufgrund des Magnus-Effekts auf beiden Seiten des Zylinders ein Luftdruckunterschied. Auf diese Weise wird wie auch bei herkömmlichen Segeln oder dem Flügel eines Flugzeugs Schub erzeugt, der dabei hilft, das Schiff vorwärtszubewegen. Das System besteht normalerweise aus zwei oder drei Zylindern und kann auf vorhandenen Schiffen nachgerüstet oder in neue integriert werden. Nach dem Einbau ist kein menschlicher Eingriff mehr erforderlich. Das intelligente System überwacht die Windverhältnisse und dreht den Mechanismus entsprechend, um den größtmöglichen Nutzen zu erzielen. Unter RotorDEMO wurde das System im April 2018 für eine umfassende Demonstration sowie zur Sammlung von Informationen zur Validierung seiner Leistung auf dem Kreuzfahrtschiff Viking Grace montiert. Detaillierte Informationen sollen im Mai bekannt gegeben werden. Aber so viel vorweg: Riski ist mit den Ergebnissen zufrieden. „Unser Ziel bei diesem Projekt ist es, den Treibstoffverbrauch pro Jahr um 300 Tonnen zu reduzieren. Wir haben Vertrauen in das, was wir gesehen haben, und sind somit zuversichtlich, dass es funktionieren und große Mengen an Treibstoff einsparen wird“, erklärt er. Je windiger desto besser Das System ist auf Schiffe mit einer Länge von 100 Metern oder mehr ausgelegt und umfasst zwei bis drei Zylinder mit einem Kostenumfang von insgesamt 1 bis 2 Mio. EUR. „Bei unseren heutigen Lieferpreisen liegt die durchschnittliche Amortisationszeit zwischen drei und acht Jahren. Dies hängt jedoch stark vom Schiffstyp und der Windstärke auf der befahrenen Route ab. Je windiger die Route, desto schneller zahlt es sich aus“, sagt Riski. Das System ist bereits auf dem Markt. Mithilfe von RotorDEMO hat Norsepower es auf einem weiteren Schiff sowie auf der Viking Grace eingeführt und damit die Gesamtzahl auf drei erhöht. Darüber hinaus ist eine vierte Anwendung auf einem neuen Kreuzfahrtschiff bereits vertraglich geregelt. Langfristig will Norsepower mehr als 20 000 Schiffe mit Rotorsegeln ausstatten. Riski gesteht jedoch ein, dass die Kosten dabei ein Hindernis darstellen. Wirtschaftlich gesehen könnte sich das Blatt bald zugunsten von Norsepower wenden. Der Treibstoff von Frachtschiffen besteht hauptsächlich aus Abfällen aus der Erdölindustrie – einer kostengünstigen, aber schmutzigen Energiequelle. Ab dem 1. Januar 2020 will die Internationale Seeschifffahrts-Organisation www.imo.org/en/MediaCentre/HotTopics/Pages/Sulphur-2020.aspx (strengere Auflagen) für die zulässigen Schwefelkonzentrationen in Heizöl durchsetzen und diese von derzeit 3,5 % auf 0,5 % m/m reduzieren. „Dies wird voraussichtlich zu einer Erhöhung der Treibstoffpreise führen, was für unsere Technologie von Vorteil sein wird“, so Riski abschließend.
Schlüsselbegriffe
RotorDEMO, Windkraft, mechanische Segel, Hilfsantrieb, Schifffahrt, Frachtschiff, Kreuzfahrtschiff
