Erste Fähre mit Brennstoffzelle
Die Fokussierung auf Elektroantriebe mit Batterie versperrt in Deutschland und Europa derzeit den Blick auf eine andere, genauso ausgereifte Technik: die Brennstoffzelle als Energiequelle. Es gilt, die Brennstoffzelle ins Bewusstsein zu heben. Die Forschung und Entwicklung zu dieser ist parallel sehr rege und intensiv. Zum Beispiel in Form spektakulärer Projekte wie „HySeas“.
Prototyp der Brennstoffzellen-Fähre, wie sie aussehen könnte. Bild: Ferguson Marine
Die Orkneys vor der Nordküste Schottlands zeichnen sich durch zwei Faktoren aus: viel Wind für wenige Bewohner. Die Überschüsse aus Windstrom & Co. werden bereits in Form von Wasserstoff gespeichert. Bild: Pixabay
Ziel des von der Europäischen Union geförderten Forschungsprojektes „HySeas III“ ist es, den Pendelverkehr zwischen den schottischen Inseln Orkney und Shapinsay ab dem Jahr 2021 mit einer Fähre zu gestalten, die an Bord Wasserstoff in elektrische Energie umwandelt.
Unter Leitung der in Port Glasgow ansässigen Ferguson-Werft wird die Fähre auf eine Kapazität von rund 120 Passagieren und 18 Fahrzeugen ausgelegt. Mit 35 m Länge, 10 m Breite und 2 m Tiefgang soll sie das derzeit eingesetzte dieselbetriebene Schiff ersetzen.
Historie des Projekts und Beteiligte
Die wissenschaftlichen Grundlagen für HySeas III wurden bereits in den Vorgänger-Projekten HySeas I und II gelegt: Bei HySeas I wurden zunächst die technischen, ökonomischen und sozio-ökonomischen Aspekte von zukünftigen wasserstoffbetriebenen Fähren in sehr allgemeiner Form untersucht. HySeas II setzte den Schwerpunkt zum einen auf die Entwicklung des Designs entsprechender Fähren, zum anderen auf die detaillierte Planung der erforderlichen Infrastruktur an Land. Die eigentliche Umsetzung des Fährkonzepts erfolgt nun in HySeas III. Projektpartner im auf 42 Monate angelegten dritten Teil sind neben dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Ferguson-Werft die St. Andrews Universität, das Orkney Island Council (beide Schottland), Ballard Power Systems (Dänemark), Kongsberg Maritime (Norwegen), Interferry (Belgien) und McPhy (Frankreich).
Schiffsbau neu gedacht
Für die Schiffbauer stellt das Projekt durchaus eine Herausforderung dar, weil der schwere Schiffsmotor und auch der Schornstein entfallen. Entsprechend muss die Ausgewichtung der Fähre völlig neu konzipiert werden. Im Laufe des Projektes berechnen die Wissenschaftler und Ingenieure Position und Größe – und damit Leistung – der Energiespeicher und legen im Anschluss das endgültige Design der Fähre fest.
Woher der Wasserstoff kommt
Keine Zweifel gibt es dagegen über die Herkunft des Treibstoffs: Bereits seit rund fünf Jahren erzielen die Orkney-Inseln vor der Nordküste Schottlands durch Wind-, Wellen- und Gezeitenkraftwerke einen Überschuss an erneuerbaren Energien. Aufgrund begrenzter Netzkapazitäten zum Festland entschloss man sich, die Überschüsse direkt vor Ort in Wasserstoff umzuwandeln. Parallel wurde mit der Errichtung einer Wasserstoff-Infrastruktur begonnen, so dass die Fähre mit einem mobilen Trailer betankt werden kann. „Mit HySeas III können wir also nicht nur eine Weltneuheit im Schiffsbau realisieren, sondern auch eine einzigartige Treibstoffversorgung auf Basis lokaler erneuerbarer Energien", erklärt Projektkoordinator Martin Smith von der schottischen St.-Andrews-Universität.
Ökologische Analyse
Wie umweltfreundlich die Wasserstoff-Fähre im Vergleich zur Konkurrenz ist, soll eine ökologische Analyse zeigen. Zwar werden bei der Wasserstoffherstellung und während des Fährenbetriebs keine direkten Schadstoffe und Emissionen freigesetzt, allerdings könnten zahlreiche weitere Faktoren die Bilanz trüben, wie Thomas Vogt vom DLR Institut für Vernetzte Energiesysteme verdeutlicht: „So werden für den Herstellungsprozess möglicherweise Rohstoffe mit geringer Verfügbarkeit benötigt. Abbau, Transport und Verarbeitung sind zum Teil energieintensiv und können die CO2-Bilanz erheblich beeinflussen, sofern hierfür keine erneuerbaren Energien eingesetzt werden. Auch die Entsorgung kann zu Umweltbelastungen führen.“
Ausblick: Blaupause erschaffen
Langfristig könnte HySeas III die Blaupause für weitere Fährverbindungen in ganz Europa liefern. Das Potenzial dafür will das DLR in einer Marktanalyse ermitteln. Wesentliche Faktoren dafür sind die Streckenlänge, die Aufnahmekapazität für Personen und Fahrzeuge, die Akzeptanz bei Betreibern und Bevölkerung sowie die Möglichkeit zur Bereitstellung von Wasserstoff mittels erneuerbarer Energien in der Region. „Unsere Analyse soll zeigen, inwiefern die Umsetzung eines wasserstoffbetriebenen Fährbetriebs nicht nur vor den Orkney-Inseln, sondern auch auf weiteren Strecken in Europa möglich und sinnvoll ist“, fasst Vogt die Projektziele zusammen.
