Quelle: MARIKO Leer

Wind als Hauptantrieb der Frachtschifffahrt – was vor 100 Jahren, bevor fossile Energieträger zum Standard wurden, üblich war, könnte auch in Zukunft wieder relevant werden. Mit dem Entwurf eines neuen Typs Frachtsegler wird das Konsortium des von BMDV geförderten Projektes „Frachtsegler mit alternativen Antrieben“, kurz: „rasant“ ein Schiffkonzept schaffen, das den Anforderungen moderner Frachtschifffahrt gerecht wird und dabei den Wind als Hauptantrieb nutzt. Ein klimaneutrales Antriebskonzept auf wasserstoffbasierten erneuerbaren Kraftstoffen (E-Fuels) steht dabei als Zusatzantrieb zur Verfügung.

Herausforderung: Nutzung des Windes als Hauptantriebsquelle

Bisherige Windnutzungskonzepte sehen Windantriebe als Zusatzantriebe an. Sie werden auch als Wind-Assisted Proplusion Systems (WAPS) bezeichnet. Die Herausforderung des aktuellen Projektes ist es, den Wind als Hauptantriebsquelle für ein Frachtschiff zu nutzen. Das erfordert ein komplettes Umdenken im Schiffsentwurf mit einem Segelsystem, das auch die Marktfähigkeit eines solchen umwelt- und klimafreundlichen Schiffs im Blick behält. „Grundsätzlich ist ein moderner Frachtsegler keine Utopie, es erfordert aber eine geschickte Kombination von Design, Technologie und Betreiberkonzept, um ein funktionierendes Schiff zu erhalten“ so Projektleiter Prof. Kapitän Michael Vahs von der Hochschule Emden/Leer. Im Projekt wird technologieoffen nach dem optimalen Segelsystem für die anstehende Aufgabe gesucht, das dann in den Schiffsentwurf integriert wird.

„Auf dem Weg hin zu einer klimaneutralen Schifffahrt unterstützen wir innovative Technologien und Konzepte. Im Rahmen eines technologieoffenen Ansatzes stehen auch bewährte Hauptantriebsquellen wie der Wind zunehmend im Fokus der Schifffahrt. Mit der Förderung dieser Studie zu einem innovativen Frachtsegler legen wir den Grundstein für ein gänzlich neues Schiffskonzept, das den Einsatz von Wind und E-Fuels an Bord intelligent miteinander kombiniert. Durch die Beteiligung zahlreicher Partner an der Studie unterstützen wir deutsche Unternehmen in ihren Aktivitäten für eine innovative und klimaneutrale Schifffahrt.“

Dr. Volker Wissing, Bundesminister für Digitales und Verkehr

Energieerzeugung an Bord durch wasserstoffbasierte Kraftstoffe

Der Zusatzantrieb wird mit wasserstoffbasierten erneuerbaren Kraftstoffen realisiert. Synthetische Kraftstoffe wie Methanol oder SNG (Synthetic Natural Gas) sind hier denkbar. Ein Systemvergleich der Energieerzeugungsvarianten über Brennstoffzellen oder Verbrennungsmotoren wird in die Betrachtung einbezogen. Das Ziel des Projektes ist ein marktfähiges Konzept, sodass insbesondere bei der Wahl des Kraftstoffes und Energiekonzeptes auf am Markt verfügbare Technologien und Bunkermöglichkeiten geachtet werden muss. Bei der Auswahl des Antriebkonzeptes wird auch auf die Anforderungen von Reedereien Rücksicht genommen, die letzten Endes den Betrieb eines Frachtseglers realisieren müssen. Wichtiger Fokus des Projektes ist daher, mit wenig Aufwand beherrschbare Systeme an Bord zu haben, damit Frachtsegeln zum Erfolg wird.

Breite Allianz aus Forschungseinrichtungen und Unternehmen der maritimen Branche

Das Projekt wird zwar von Forschungseinrichtungen durchgeführt, die Arbeiten werden aber in sehr enger Kooperation mit Ingenieurbüros, Reedereien und Zulieferern ausgeführt. Diese Kooperation ist für das Projekt von großer Bedeutung, da es auf das Wissen aus verschiedensten Fachrichtungen und Branchen ankommt, um einen für den Markt attraktiven Frachtsegler zu entwerfen.

Zum Hintergrund:

Das Projekt Frachtsegler mit alternativen Antrieben „rasant“ wird im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie mit insgesamt rund 2,9 Mio. Euro durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert. Die Förderrichtlinie wird von der NOW GmbH koordiniert und durch den Projektträger Jülich (PtJ) umgesetzt.

Das Projekt ist zum 01. Januar 2023 gestartet und hat eine beantragte Laufzeit von zweieinhalb Jahren. Das Projektkonsortium besteht aus den folgenden Partnern, von denen die Hochschule Emden/Leer die Projektleitung übernimmt:

• Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES (Bremerhaven)
• Hochschule Emden/Leer (Leer)
• Hochschule Flensburg, Maritimes Zentrum (Flensburg)
• MARIKO GmbH (Leer)

Assoziierte Partner des Projektes sind:

• Buerau Veritas SA (Hamburg)
• Eco Flettner GmbH (Leer)
• Freudenberg Fuel Cell e-Power Systems GmbH (München)
• ENERCON Logistic GmbH (Aurich)
• Hartmann Shipping Services Germany GmbH & Co. KG (Leer)
• HB Hunte Engineering GmbH (Oldenburg)
• Judel/vrolijk & co design + engineering GmbH (Bremerhaven)
• Nautitec GmbH & Co. KG (Leer)
• Ostseestaal GmbH & Co. KG (Stralsund)
• Peters Werft GmbH (Wewelsfleth)
• Rörd Braren Bereederungs- GmbH & Co. KG (Kollmar)
• Verband Deutscher Reeder (Hamburg)