Schiffsbauer untersucht Kraftstoffe der Zukunft

Weltweit treten neue Vorschriften in Kraft, die Schifffahrtsunternehmen verpflichten, den CO2-Ausstoß ihrer Flotten zu melden und zu reduzieren. Laut der Damen Shipyards Group ist es untertrieben, davon zu sprechen, dass dies eine Herausforderung für die Branche darstellt.

Zum einen erfordert die CO2-Reduktionstechnologie eine Erhöhung der Investitionsausgaben (CAPEX) – und häufig auch der Betriebsausgaben (OPEX) – zu einem Zeitpunkt, an dem sie kein höheres Ertragspotenzial bietet.

Bisher war die vollständige Elektrifizierung von Schiffen auf öffentliche Verkehrsmittel wie Fähren und Wasserbusse sowie auf Hafenschlepper beschränkt. (Foto: Damen Shipyards)

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass die Technologie in den meisten Fällen noch nicht ausgereift ist. Daher weiß niemand genau, wie die zukünftige maritime Energiewende aussehen wird.

Viel zu bedenken

Joost Mathôt, Direktor der Abteilung „Products Workboats“ der Damen Shipyards Group, räumt ein, dass es schwierig ist, eine Antwort zu finden.

„Es gibt viele unterschiedliche Ansichten über die Kraftstoffe der Zukunft. Für uns als Schiffskonstrukteure gibt das eine Menge zu bedenken“, kommentierte Mathôt.

Die unterschiedlichen Perspektiven der Beteiligten hängen oft von der Perspektive ab. „Je nach Betrachtungsweise gelangt man zu unterschiedlichen Schlussfolgerungen. Betrachtet man nur die Energiedichte, würde man wahrscheinlich Methanol bevorzugen. Konzentriert man sich jedoch auf die Toxizität, könnte man sich für Batterien entscheiden“, erklärte Mathôt.

Keiner der derzeit verfügbaren alternativen Kraftstoffe bietet eine endgültige Lösung. Zudem wirft die Herkunft der Kraftstoffe weitere Fragen auf.

Oberflächlich betrachtet kann beispielsweise Methanol zu erheblichen Emissionsreduzierungen führen. Aber handelt es sich dabei um graues, blaues oder grünes Methanol? Alle haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Emissionen, je nach Bevölkerungsgruppe.

Ähnlich verhält es sich mit der Elektrifizierung. Ein elektrischer Betrieb wird oft synonym mit Null-Emissionen bezeichnet. Bezieht dieser Betrieb jedoch Energie aus einem Kohlekraftwerk, findet die Emissionsreduzierung nur lokal statt – vom Tank bis zum Kielwasser. Das Problem wird lediglich an Land verlagert.

Alle Optionen erkunden

Das heißt jedoch nicht, dass keine Maßnahmen ergriffen werden sollten. Damen prüft tatsächlich alle möglichen Optionen.

„Wir sind vom Diesel verwöhnt“, sagte Mathôt. „Er hat eine hohe Energiedichte und kann für alle Anwendungen weltweit eingesetzt werden. Die Kraftstoffe der Zukunft werden diese Eigenschaften nicht haben. Es wird keine Einheitslösung geben.“

„Wir müssen dies als ein Problem mit mehreren Kriterien betrachten, das je nach Kontext, in dem ein Schiff operiert, unterschiedliche Ergebnisse haben kann.“

Damen beispielsweise kann bei der Elektrifizierung von Schiffen Erfolge vorweisen. Das Unternehmen hat bereits mehrere vollelektrische Schiffe ausgeliefert und baut diese derzeit.

Die für CMB.TECH gebauten, wasserstoffbetriebenen Kommissionierungs- und Serviceschiffe werden ab 2025 einsatzbereit sein. (Foto: Damen Shipyards)

Allerdings gibt es Einschränkungen, wie weit dies umgesetzt werden kann. „Unsere Strategie ist es, dort zu elektrifizieren, wo es möglich ist, sofern ausreichend Strom, Ladestationen und ausreichend Zeit zum Aufladen vorhanden sind“, sagte Mathôt. „Das erfordert, dass das Schiff während des Betriebs im gleichen Gebiet bleibt.“

Aus diesem Grund war die vollständige Elektrifizierung von Schiffen bisher auf öffentliche Verkehrsmittel wie Fähren und Wasserbusse sowie auf Hafenschlepper beschränkt. Damen hat außerdem ein vollelektrisches Service Operations Vessel (SOV) vorgestellt, das über eine Turbine oder ein Umspannwerk eines Offshore-Windparks aufgeladen werden kann.

Reichweitenangst überwinden

Wenn jedoch eine größere Reichweite erforderlich ist, müssen Sie Alternativen in Betracht ziehen.

„Es hängt vom Betrieb, dem Schiffstyp und sogar vom Standort ab – welche Infrastruktur vorhanden ist und welcher Kraftstoff am einfachsten produziert werden kann. Unsere Aufgabe ist es, alle möglichen Aspekte abzudecken“, sagte Mathôt. „Wenn unsere Kunden danach fragen, setzen wir es im Rahmen der Machbarkeit entweder jetzt oder in naher Zukunft um.“

Beispiele hierfür sind die Commissioning Service Operations Vessels (CSOV) der Elevation-Serie, die Damen derzeit für CMB.TECH baut . Diese in Zusammenarbeit zwischen Damen und seinem Kunden entwickelten, wasserstoffbetriebenen Schiffe mit Zweistoffantrieb werden ab 2025 einsatzbereit sein.

Ein weiteres Beispiel sind die Flex Fuel (FF) Schlepper von Damen. Diese Schiffe werden mit konventionellen Dieselmotoren und einer Brennstoffaufbereitungsanlage ausgestattet. Dies ermöglicht einen schnellen und kostengünstigen Umstieg auf Wasserstoff, Methanol oder Batterien zu einem späteren Zeitpunkt, wenn sich die Lage verbessert oder es wirtschaftlich sinnvoller wird.

Sofortige Gewinne

Mit diesem brennstoffflexiblen Ansatz seien inzwischen bereits Erfolge zu erzielen, sagte Mathôt.

„Es wird keine Einheitslösung geben“, sagte Joost Mathôt, Direktor der Products Workboats Division der Damen Shipyards Group.

Kombiniert man Biokraftstoff wie HVO mit einem IMO Tier III-konformen SCR-System (Selective Catalytic Reduction), wie es bei diesen Schleppern möglich ist, erreicht man eine CO2-Reduktion von 85 bis 90 % und eine NOX-Reduktion von 80 %. Durch die zusätzliche ULEV-Kennzeichnung werden auch die Partikelemissionen drastisch reduziert. Derzeit, während wir auf die Weiterentwicklung alternativer Kraftstofftechnologien und die breitere Verfügbarkeit umweltfreundlicher Kraftstoffe warten, stellt dies die beste Lösung dar.

Die Antwort wirft jedoch erneut Fragen auf. Die Produktion von HVO-Kraftstoff unterliegt Einschränkungen; eine steigende Nachfrage würde zu erheblichen Preissteigerungen führen. Die Lösung ist also nur vorübergehend. Was ist also notwendig, um die nächsten Schritte bei der Entwicklung alternativer Kraftstoffe zu gewährleisten? Mathôt ist sich sicher:

Wir brauchen alle Beteiligten, die einen Schritt nach vorne machen. Die Betreiber müssen Anreize erhalten und/oder gleiche Wettbewerbsbedingungen schaffen. Dafür muss sich das gesamte System bewegen – Regulierungsbehörden, Banken, Endnutzer, Hafenbehörden. Wir als Planer spielen dabei eine wichtige Rolle. Wir müssen offen für die Zusammenarbeit im gesamten System sein.