Brennstoffzellen sind eine umweltfreundliche Technologie, die künftig für nachhaltige Mobilität sorgen könnte: Im DB Schenker-Blog beleuchtet die Redaktion aktuelle Pilotprojekte – zum Beispiel in der Seefahrt.

Fast ein Fünftel des weltweiten CO2-Ausstosses wird vom Verkehr verursacht, und einer der großen Emittenten ist die Schifffahrt. Neue Antriebe könnten das Rückgrat des globalen Handels klimafreundlicher gestalten: Brennstoffzellen statt Dieselmotoren. Daran arbeitet unter anderem thyssenkrupp Marine Systems. Der erste Prototyp einer neuartigen dieselbetriebenen Brennstoffzelle soll demnächst in See stechen.

Umweltfreundlichere Antrieb mit Brennstoffzellen

Den Anfang machte Ende August 2008 ein Touristenschiff in Hamburg: Mit der „FCS Alsterwasser“ konnten Touristen ganz ohne schlechtes Gewissen die Hafenstadt vom Wasser aus erkunden – denn als weltweit erstes Fahrgastschiff war das „Zero Emission Ship“ mit einem umweltfreundlichen und fast lautlosen Brennstoffzellenantrieb unterwegs. Statt mit Diesel wurde die FCS Alsterwasser mit Wasserstoff betrieben. In der Brennstoffzelle reagiert er mit Sauerstoff zu Wasser, wobei als Nebenprodukt die Energie für den Antrieb entsteht.

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Schon seit langem wird immer wieder über den Einsatz der sauberen Technik auf Schiffen diskutiert. Ziel ist, den Ausstoß von CO2 zu senken und die Seefahrt insgesamt klimafreundlicher zu gestalten. In U-Booten sorgen Brennstoffzellen schon lange für eine lautlose Fahrt. Nun haben thyssenkrupp Marine Systems in Kiel und das Oel-Waerme-Institut in Aachen gemeinsam im Projekt „SchiBZ“ einen innovativen Ansatz für Passagier- und Frachtschiffe entwickelt: Die Brennstoffzelle bezieht ihre Energie nicht aus Wasserstoff, sondern aus gewöhnlichem Diesel in Straßenverkehrsqualität.
Er wird mithilfe eines Katalysators in einem Reformer in Methan, Wasserstoff und Kohlendioxid gespalten und dann in die Brennstoffzelle geleitet. So liefert der ansonsten oft gescholtene Kraftstoff saubere Energie – nicht die geringste Menge Ruß kommt aus dem Schornstein. „Da keine aktive Verbrennung stattfindet, werden auch keinerlei Stickoxide, Schwefeloxide oder potenziell krebserregende polyzyklische Aromaten ausgestoßen“, erklärt Projektleiter Keno Leites von thyssenkrupp. „Einzig Kohlendioxid verlässt den Schiffsschornstein der Zukunft.“

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Der Vorteil von Diesel als Kraftstoff: Er ist nicht explosiv und hat eine wesentlich höhere Energiedichte als beispielsweise Wasserstoff, was das erforderliche Volumen der Tanks ganz erheblich verringert.

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Aufbau der dieselbetriebenen Brennstoffzelle für den Einsatz in der Seefahrt ©thyssenkrupp
Aufbau der dieselbetriebenen Brennstoffzelle für den Einsatz in der Seefahrt ©thyssenkrupp
Der Frachter „MS Forester“ soll die neue Antriebstechnik testen ©thyssenkrupp
Der Frachter „MS Forester“ soll die neue Antriebstechnik testen ©thyssenkrupp

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Die kompakte Energiequelle passt in einen 40 Fuß-Standardcontainer, in dem neben dem Reformer, der Brennstoffzelle und Wärmetauschern auch die Steuerung, die Leistungselektronik und Lithium-Ionen-Batterien als Energiespeicher Platz finden.
Noch 2016 soll das erste Schiff damit ausgerüstet werden: Der Frachter „MS Forester“ steuert Häfen von der Ostsee bis zum Mittelmeer an und ist darum nie allzu weit entfernt, wenn es zu Problemen kommen sollte. Für den Hauptantrieb ist aber immer noch ein Dieselmotor zuständig, weil die Brennstoffzelle für die Langstrecke derzeit nicht genügend Energie liefern kann. Stattdessen soll sie die „Hotellast“ abdecken, zu der unter anderem die Küche, die Klimaanlage und die Beleuchtung gehören.

Wärmetauscher erhöhen den Wirkungsgrad

In der Zwischenzeit entwickeln die Experten ihre innovative Technik kontinuierlich weiter. Mit Abgaswärmetauschern wollen sie den Wirkungsgrad der Brennstoffzelle von derzeit rund 50 Prozent deutlich steigern. Wenn ihnen das tatsächlich gelingt, kommen sie dem Einsatz der umweltfreundlichen Technik für den Antrieb großer Passagier- und Frachtschiffe wesentlich näher.

[selectivetweet float=“left“]Klimafreundliche #Logistik: – Diesel und #Brennstoffzellen in der Seefahrt[/selectivetweet]

Der Urahn aller Brennstoffzellenschiffe macht derweil allerdings eine Zwangspause: Die FCS Alsterwasser ist seit Herbst 2013 nicht mehr betriebsbereit. Das liegt aber nicht an der sauberen Technik – der Betreiber der Wasserstofftankstelle hat seine Zapfsäule dichtgemacht, weil sein einziger Kunde zu selten zum Nachtanken vorbeigeschaut hat.

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