Emissionsfrei übers Meer

Energiekonzepte | Dieselmotoren in Schiffen könnten bald umweltfreundliche Konkurrenz bekommen: Diesel-Brennstoffzellen sind sauber, leise und zuverlässig. 2017 sticht ein Prototyp in See.

Die Kombination aus Brennstoffzelle und E-Maschine erzeugt nicht nur praktisch keine Geräusche, sie ist außerdem deutlich weniger störungsanfällig als ein Verbrennungsmotor. Im U-Boot-Bau setzt thyssenkrupp Marine Systems diese Technologie schon sehr erfolgreich ein.  Auf Schiffen kommen bisher hauptsächlich Dieselmotoren zum Einsatz. Keno Leites und sein Team haben im Projekt „SchiBZ“ eine umweltfreundliche Alternative entwickelt: die Diesel-Brennstoffzelle. Anfang 2017 wurde der Frachter „MS Forester“ als Versuchsträger mit der neuen Technologie ausgestattet. Keno Leites erklärt im Interview wie die neue Technologie funktioniert und welche Vorteile sie gegenüber dem klassischen Dieselmotor hat.

Was haben wir uns unter einer Diesel-Brennstoffzelle vorzustellen?

Normalerweise speichern Brennstoffzellen-Fahrzeuge oder -schiffe die Energie für den Antrieb in Wasserstofftanks. Wir verwenden gewöhnlichen Diesel in Straßenverkehrsqualität. Da jedoch keine offene Verbrennung stattfindet werden auch keinerlei Stickoxide, Rußpartikel oder potenziell krebserregende polyzyklische Aromaten ausgestoßen. Einzig Kohlendioxid und Wasserdampf verlässt den Schiffschornstein der Zukunft.“

Diesel gilt als wenig umweltfreundlich.

Richtig. Doch gemeinsam mit unserem Projektpartner, dem Oel-Waerme-Institut in Aachen ist es uns gelungen, Diesel in Methan, Wasserstoff und Kohlendioxid umzusetzen. In diesem Verfahren verdampft der Kraftstoff und ein Katalysator spaltet die langen Kohlenwasserstoffketten in Wasserstoff  und Methan. Dank dieser Umwandlung des Diesels liefert der ansonsten wenig umweltfreundliche Diesel saubere Energie für die Brennstoffzelle – ohne dabei auch nur ein Milligramm Ruß zu erzeugen.

„Keine Stickoxide, Schwefeloxide oder polyzyklische Aromaten: einzig Kohlendioxid verlässt den Schiffsschornstein der Zukunft.“

Keno LeitesLeiter des Projekts „SchiBZ“

Das heißt, bald werden alle neu gebauten Schiffe mit Diesel-Brennstoffzellen ausgerüstet?

Ganz so weit sind wir noch nicht. Obwohl Brennstoffzellen einen Dieselmotor beim Wirkungsgrad um bis zu 25 Prozent übertreffen, reicht die Ausbeute aktuell noch nicht für den Langstreckenbetrieb von Schiffen: Die hierfür benötigen zehn und mehr Megawatt sind noch unrealistisch aufgrund der derzeit verfügbaren Leistungsdichte von Brennstoffzellen.

Gibt es denn schon praktische Anwendungen?

Ja. Schiffe, die durch einen Hafen oder in Küstennähe fahren können bereits heute durch Brennstoffzellen versorgt werden. Anfang 2017 wird ein erstes Schiff mit unserer Technologie ausgerüstet. Sie kommt auf dem rund 100 Meter langen Frachter „MS Forester“ zum Einsatz. Das Schiff steuert Häfen von der Ostsee bis zum Mittelmeer an.

Parallel arbeiten wir an weiteren Verbesserungen, etwa bei der Energieeffizienz. Rund 50 Prozent des Diesels tragen zur Stromerzeugung bei, der Rest verpufft derzeit noch ungenutzt als Wärme. Das wollen wir unbedingt ändern!

Wie sehen die weiteren Pläne aus?

Wir gehen davon aus, dass unsere Brennstoffzellen-Technologie zukünftig vorrangig die „Hotellast“ von Passagierschiffen abdecken wird. Dazu gehören unter anderem die Küche, Heizung, Klimaanlage und Beleuchtung. Den Hauptantrieb übernimmt vorerst weiterhin der Dieselmotor. Wenn sich unsere Technik in der Praxis bewährt, sind ab 2019 erste Pilotprojekte mit Kunden geplant. Aber jetzt muss die neue Technik erst einmal aufs Wasser.