Wasserstoffantrieb: „Damit konkurriert nichts“

Weltneuheit: Eine erste Wasserstoff-Hybrid-Fähre soll ab 2022 in Betrieb genommen werden, wobei der Wasserstoffbehälter an oberster Stelle steht. Bild: NCE Maritime CleanTech

Wasserstoffflotten: Andere Schiffskonstruktionen, die mit der Lieferkette in Norwegen verbunden sind, sind die von Short Sea Pioneer (oben) und Selfa (unten) entworfenen Zeff.

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Nachdem die Fahrer auf Biodiesel umgestiegen sind (in einigen europäischen Städten verboten) und die Reeder in Erdgasmotoren umgestiegen sind (bevor die Anreize gesenkt wurden), sponsert Oslo nun die Speicherung von Meeresenergie. Die Aufteilung der Subventionen ist jedoch eine parallele Initiative, die mit der Europäischen Union synchronisiert ist und auf die Förderung der ersten Wasserstoffprojekte im Meer abzielt. Norwegen hofft, elektrochemische Energiespeicher und flüssigen Wasserstoff oder Brennstoffzellen zu einem Vorreiter auf dem Markt zu verbinden. Theoretisch leicht verfügbar, wird der Platz von Wasserstoff im Antrieb nun durch die ersten Projekte bestimmt.

Die erste Wasserstofftankstelle in Norwegen hat 2012 ihren ersten öffentlichen Bus befeuert. Dies folgte einer im Jahr 2000 durchgeführten Wasserstoffstudie. „Es geht schnell“, sagt Gerd-Petra Haugom, die wichtigste Wasserstoffberaterin des DNV GL. Sie sagt, dass das Bewusstsein für Meeresbatterien im Jahr 2011 stark angestiegen ist, auch aufgrund der Ergebnisse von Studien. Seit die Internationale Seeschifffahrtsorganisation im April 2018 ihre Strategie zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen überarbeitet und sich verpflichtet hat, die Treibhausgasemissionen bis 2050 um 50 Prozent zu senken, hat sich das Streben nach einem wirklichen emissionsfreien Schiffsantrieb auch wirklich auf den Weg gemacht.
Um das zu beschleunigen, was Haugom als „Vorreiterprojekte“ bezeichnet, werden küstennahe und hochseetaugliche Lieferketten hier von Onshore-Wasserstoff- und Auto-Sektor-Akteuren zusammengeführt, die daran interessiert sind, „Wasserstoff als (Schiffs-) Kraftstoff“ und „Wasserstoffträger“ auf See zu lösen.

Angesichts des Einflusses von DNV GL in Norwegen ist es möglich, dass Haugoms sichtbare Begeisterung für Wasserstoff dazu geführt hat, dass Oslo beschlossen hat, zwei bis fünf Projekte für Wasserstoffantriebsfähren zu finanzieren. Mindestens eines davon ist auch ein EU-finanziertes „Schnellfährprojekt“, und es verfügt über eine entsprechende Lieferkette für den voraussichtlichen Infrastrukturbedarf des Wasserstofftransits. Der gleiche kalte Realismus, mit dem die EU und Norwegen über einen Zeitraum von 15 Jahren Biodiesel und LNG gefördert und dann aufgegeben haben, wird nun Wasserstoff durch Kompression oder Kühlung bis zu -265 Grad Celsius liefern.
„Batterien werden bevorzugt, wenn sie funktionieren, aber es muss elektrischer Strom zur Verfügung stehen“, sagt Haugom und fügt hinzu, dass Wasserstoff der Kraftstoff ist, der die meiste Energie pro Kilogramm enthält. „Nichts kann mit Wasserstoff um die Energiedichte konkurrieren. Aber Sie müssen es enthalten. Die Herausforderung besteht darin, Druck auszuüben. Das Containment wird schwer. “

Wasserstoff wird heute hauptsächlich in der Düngemittelproduktion eingesetzt. Die Gewinnung von Wasserstoff aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe oder aus der „Reinigung“ industrieller Emissionen ist eine Möglichkeit, dies zu erreichen. Kritiker behaupten jedoch, dies würde die Umweltfreundlichkeit von Wasserstoff als Brennstoff untergraben. Es reicht auch nicht, es nach Norwegen zu transportieren. Die Wasserstoffversorgung sieht vorerst „ungelöst“ aus.
Stavanger nach London: Das Urban Water Shuttle ist ein Schnellfähre-Pendlerschiff und ein Gemeinschaftsprojekt zwischen der EU und Norwegen. Bild: NCE Maritime CleanTech Urban Water Shuttle
In einer Ära des „Design Your Way to Market“ erhoffen sich Europa und Norwegen mit der Schnellfähre Urban Water Shuttle (UWS), die die Passagiere in Stavanger, London und Norwegen „verbinden“ soll, kommerzielle Effekte in großem Stil Belgien in einem gemeinsamen Unterfangen namens TrAM-Projekt. Die „vollelektrische“ UWS oder zumindest die TrAM ist ein EU-Forschungsprojekt in Höhe von 12 Mio. EUR, mit dem eine Reihe von Problemen im Zusammenhang mit Wasserstoffbrennstoffen für Fahrgastschiffe gelöst werden sollen: von der Ausbildung bis zur Verwendung in städtischen Umgebungen. Der TrAM-Trickfilmzeichner NCE Maritime CleanTech, auch bekannt als emissionsfreies Lieferantencluster in Norwegen, konzentriert sich darauf, den UWS-Verkehr „modular“ zu gestalten, der einfach zu bauen ist und sich nahtlos in den Pendlerverkehr an Land einfügt.

Das Hauptergebnis dürfte jedoch eine schnelle UWS sein, die durch geschützte Gewässer von der Ölstadt Stavanger zu einem Küstendorf führt. Die Vision der eingeladenen Designer ist ein Antriebssystem, bei dem die Batterien der Fähre mit einer Wasserstoffbrennstoffzelle oder einem Wasserstoffmotor geladen werden. In ähnlicher Weise bringen Maritime CleanTech und DNV GL ihre Lieferanten in die Entwicklung eines mit Wasserstoff betriebenen Plattformversorgungsschiffs für Offshore-Öl und -Gas ein: Equinor und Wärtsilä wurden als Parteien der PSV aufgeführt. Es gibt auch ein Containerschiffsprojekt und mehrere Fähr- und Schnellfähre-Varianten.
Servogear

Ein Unternehmen des norwegischen Mischkonzerns Hydro wird als wahrscheinlicher Lieferant von Wasserstoffkraftstoff angesehen. Der örtliche Garten Fjellstrand soll die UWS bauen. Themen Unter Clippers und Waterwegen & Zeekanal versteht man das Interesse, Erfahrungen auszutauschen und vielleicht eine Fähre zu erwerben, und mindestens drei Nordsee-Randuniversitäten sind an Transitstudien beteiligt.

Der System-Power-Integrator Wärtsilä - in der PSV, das Container-Konzept Short Sea Pioneer und das schnelle Shuttle - und das Propulsor-Outfit Servogear sind der Schlüssel für die schnelle Fähre, und ein Wasserstoffschiff-Konzept ist das unmittelbare Ziel. Torleif Stokke, Geschäftsführer von Servogear, ist zuversichtlich, dass seine Propeller und Wellen den UWS leiser machen werden. Wie Schiffsbatterien können seine hochschraubigen Propellerblätter Kraftstoffeinsparungen, weniger Lärm und kleinere Motoren bedeuten. „Wir können mit jedem Motorlieferanten zusammenarbeiten, egal ob Batterie, Wasserstoff oder Diesel“, sagt ein schwindelerregender Stokke. Lieferant für viele norwegische und ausländische Fährprojekte; Es ist bekannt, dass Stokkes Propulsor ein Walbeobachtungsboot und ein Fischereifahrzeug ist, mit denen Schiffe, die einmal 5,7 MW Motorleistung benötigten, mit 3,7 MW betrieben werden können.

Während das „grün“ ist, sagt Stokke, dass ein hybrides Wasserstoff-Batterie-Schiff „grüner“ ist, obwohl er bei Wasserstoff-Batterie-Hybriden, wie dem UWS-Konzept, zu der Annahme neigt, dass Batterien nicht für Hochgeschwindigkeitsbetrieb verwendet werden . Während dies eine leichte Abweichung von den erklärten Hoffnungen des DNV GL ist, dass nur Elektrizität benötigt wird, ist Stokke bereits ein emissionsfreier Star: Abgesehen von seinem zu 70 Prozent exportgetriebenen Propellergeschäft gab es im März 2019 auch die ersten Allrounder. In Haugesund startet die Elektrofähre mit ihren leisen Klingen an Bord. Es gibt auch einen Walbeobachtungsvertrag, bei dem der Motor 25 Minuten Hybridbatteriezeit und bis zu 8 kWh Leistung über 10 Stunden liefert.

Er gibt zu, dass die UWS-Idee die „grünste“ ist, die es je gab. Er sieht viele Herausforderungen. Welchen Propellertyp wird der schnelle Pendler haben? „Das ist unsere Kern-IP. Was ist die Propellertechnologie? Es wird ein ziehender Propeller sein, damit es immer optimale Bedingungen gibt “, sagt er. Der Hauptmotor wird wasserstoffbetrieben sein und eine kontrollierte Steigung haben, um die Last zu kontrollieren: „Wir wissen nicht genau, wie es geht, aber wir müssen es abnehmen.“ Interessanterweise sieht Haugom eine kleinere Aufladung des Wasserstoffmotors vor die Batterien eines viel größeren Elektromotors.

Grün, grüner, am grünsten
Stokke hat sich zeitweise mit der „Grünheit“ des Projekts befasst. „Solange der Wasserstoff aus einer sauberen Quelle stammt, ist der Betrieb sauber. Ich bin optimistisch, dass dies der Fall sein wird. “Er weiß, dass„ Flüssigwasserstoffquellen (geplant) nur aus Europa (und) aus drei Quellen stammen - fossile Brennstoffe, LNG-Gase und per LKW hierher geschickt “. Alle sind daran interessiert, das Problem der Wasserstoffversorgung so schnell wie möglich zu lösen. Der Vertrag des Fährenbetreibers sieht vor, dass „innerhalb von drei Jahren Wasserstoff grün sein muss“, wie bei der lokalen Wasserstoffabscheidung in einer Gasanlage oder der Ammoniakproduktion - nicht bei Rauchgas vom Kontinent.

Maritime CleanTech behauptet, die Lieferkette sei "am Rande einer Wasserstoffrevolution". Bis Ende 2019 verspricht auch Oslo eine neue Wasserstoffstrategie, um die Revolution zu sichern. Servogear kann sich jedoch schon jetzt darauf freuen, mit Norled an Norwegens und der weltweit ersten Hybrid-Wasserstofffähre zu arbeiten (nicht „schnell“, wie in der UWS). mit seinem Designer LMG Marin und mit einer ungenannten lokalen oder internationalen Werft. Bei einer von zwei dafür vorgesehenen elektrischen Fähren wird die Handhabung und Speicherung von Wasserstoff oben platziert. Wie Haugom von DNV GL sagt, ist „Eindämmung“ das Problem. Im Falle eines Wasserstofflecks entweicht Gas eher in die Luft, als dass ein Konzentrations- (Explosions-) Risiko besteht.

Norleds erste Wasserstofffähre wird im Jahr 2022 eine vierstündige Überfahrt vom Kai aus an einem Ort namens Hjelmeland fahren, an dem sich eine Lagerstätte und eine Tankstelle befinden werden. Alle drei Wochen wird die H-Fähre vier Tonnen Wasserstoff aufnehmen, sagen Chronisten der NCE. Zunächst wird flüssiger Wasserstoff aus „internationalen Quellen“ geliefert. Ab 2023 werden sie lokalen Wasserstoff verwenden. Die H-Fähre wird zu 50 Prozent aus einer Wasserstoff-Brennstoffzelle gespeist. Es ist zwar nicht die wasserstoffbetriebene Schnellfähre, die für die UWS konzipiert wurde, aber es ist ein Anfang. Der DNV GL der Klasse wird folgen, "um mit einer ganzen Reihe neuer Gefahren und Herausforderungen fertig zu werden, die Wasserstoff mit sich bringt", und um "alle Zertifikate und Zulassungen" zu erhalten, die für den Betrieb eines H-angetriebenen Schiffes erforderlich sind. DNV GL bietet bereits eine Richtlinie an, um Ihr Schiff auf Wasserstoff zu bringen.

Für Stokke sind die UWS und die Wasserstoff-Hybridfähre Norled die „nächsten Elektropads“. Obwohl noch ein Konzept, sagt er, dass er weiß, dass die NCE-Partner die Schiffe bauen werden. „Wir als Unternehmen haben das Glück, dass der Fokus auf Energiekonzepte so stark gestiegen ist.“
Wenn es Zweifel gibt, ist dies auf die Wasserstoffzulassung und die „Aufgabe“ von LNG in Oslo zurückzuführen, einem Kraftstoff, den es wie die EU einst unterstützt hat. In der Zwischenzeit sollen in Oslo 21 LNG-betriebene Fähren mit 72 in Betrieb befindlichen Fähren auf Batteriebetrieb umgestellt werden.

Das Ziel für schnelle Wasserstoff-Hybride ist vorerst bescheidene 1,5 Stunden ohne Aufladung. Das ist nicht ganz Haugoms Vision. Sie sieht einen kleineren Wasserstoffmotor, der die Batterieleistung des Schiffes auffüllt, während die Passagiere ihre Lieblingsnachrichten-App lesen.

"Sie müssen nicht jedes Mal bunkern oder aufladen". Ab 2030 sieht sie unter Druck stehenden, nicht gekühlten, flüssigen Wasserstoff an Bord, während schnelle Hybridschiffe der nächsten Generation mit Wasserstoffbrennstoffzellen und / oder einem Wasserstoffmotor auftauchen.

„Benötigen Sie eine Versorgung mit komprimiertem Wasserstoff?“, Ist eine der Fragen, die DNV GL und andere noch zu lösen haben. Und dann gibt es die verschiedenen Arten von Wasserstoffbrennstoffzellen.

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