Eine Elektrifizierung unseres Straßenverkehrs fordern Expert:innen schon seit Jahren – allerdings ist die Schifffahrtsindustrie für etwa 18 bis 30 Prozent der weltweiten Stickoxidemissionen und knapp 2,5 Prozent der weltweiten Kohlendioxidemissionen verantwortlich. Eine grüne Schifffahrt muss also unbedingt zu einer erfolgreichen Mobilitätswende dazugehören. Ein wenig paradox ist dabei: Die meisten Boote nutzen bereits Elektromotoren, um von A nach B zu kommen.
Ein teilelektrischer Antrieb speist den Strom, der für die E-Motoren benötigt wird, aus Dieselgeneratoren. Diese wiederum produzieren CO2 und Feinstaub. Für rein elektrische Fahrten sind aktuelle Batterien in den meisten Fällen noch zu teuer und zu leistungsschwach. Gleichzeitig fehlt es an der benötigten Ladeinfrastruktur. Und genau hier könnte ein Pilotprojekt des Unternehmens Parkwind eine neue Strategie zeigen.
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Parkwind ist ein Offshore-Betreiber und betreibt Windkraftanlagen in der belgischen Nordsee. Um die eigenen Wartungsschiffe, die für Reparaturen und zur technischen Überwachung der Offshore-Anlagen benötigt werden, nachhaltiger zu machen, hat das Unternehmen nun die erste autonome, windkraftbetriebene Ladestation für Schiffe in Betrieb genommen.
Wellengang und Strömungen: So lassen sich Schiffe per Offshore-Ladestation aufladen
Parkwind hat sich auf die Energiegewinnung aus Windkraftanlagen spezialisiert. Für die Wartung dieser Anlagen benötigt das Unternehmen kleinere Boote, die sich zwischen den einzelnen Windrädern bewegen. Am Standort vor der belgischen Küste setzt Parkwind nun elektrische Wartungsschiffe ein und lädt diese über eine neuartige Offshore-Ladestation auf. In den ersten Tests haben die Boote dabei bereits Personal befördert. Die neuartige Aufladung führte Angaben des Unternehmens zufolge zu “keinerlei Störungen im Betrieb der Anlage”.
Das Aufladen von Booten auf hoher See ist allerdings komplizierter als die Stromversorgung an Land, etwa von elektrischen Fahrzeugen. Denn die Anlage muss die E-Boote trotz Wellengang und Strömung sicher mit Strom versorgen. Gleichzeitig sollte eine derartige Offshore-Ladestation autonom arbeiten und die Verbindung zwischen Boot und Ladestation ohne menschliche Hilfe funktionieren. Hierfür hat Parkwind ein System entwickelt, das ein wenig an die Betankung von Flugzeugen in der Luft erinnert.
Die Offshore-Ladestation fährt nach dem Ansteuern und der Anfrage für eine Lade-Session ein Ladekabel aus. Auf den Booten ist hierfür ein spezieller Lademechanismus installiert worden, der das Kabel über eine Art Trichter in den passenden Anschluss führt. Sobald die Verbindung zwischen Ladestation und Schiff hergestellt ist, kann das Gefährt sich einige Meter von der Plattform wegbewegen. In dieser Liegeposition kann das Boot nun über die benötigte Ladedauer ausharren.
Die Station kann dabei bis zu 2 Megawatt Energie an Transportboote und 8 Megawatt Leistung an Wartungsschiffe liefern. Die Anlage soll aber auch herkömmliche elektrische Schiffe mit Strom versorgen können.
Wie realistisch ist eine Elektrifizierung der Schifffahrt?
Mit einer derartigen Ladevorrichtung können Reedereien ihre elektrische Flotte deutlich dezentraler aufladen als momentan. Denn eines der Probleme, das es bei der Elektrifizierung der Weltmeere gibt, ist die unzureichende Stromversorgung an den Häfen selbst. Das ist vor allem dann ein Problem, wenn wir neben kleineren Wartungsbooten auch große Containerschiffe oder Kreuzfahrtschiffe mit elektrischer Energie versorgen wollen. Und genau diese Schiffstypen stehen aufgrund ihrer Umweltbelastung immer wieder in der Kritik.
Vor welche Hürden uns elektrische Containerschiffe stellen, zeigt das Beispiel des chinesischen Frachtschiffs “Shui 01”. Dabei handelt es sich um eines der ersten Containerschiffe, die rein elektrisch fahren. Und dieses wird für seine Touren durch die Weltmeere mit Batterie-Containern beladen, die eine Kapazität von 50.000 kWh liefern können. Zum Vergleich: Die größten Batterien, die es aktuell in Elektroautos gibt, erreichen eine Kapazität von 100 kWh.
Für einen schnelleren Betrieb können die Batterien der “Shui 01” wie herkömmliche Container be- und entladen werden. Somit müssen die Häfen, die das Schiff ansteuern soll, mit entsprechend leistungsfähigen Ladestationen ausgestattet sein. Neben hohen Kosten für die Batterien können die meisten Häfen eine derartige Energieversorgung schlichtweg nicht aufbringen.
Hybrid-Antriebe und weitere Innovationen könnten eine Alternative sein
Eine interessante Alternative zu rein elektrischen Booten zeigen Forscher:innen der Berliner TU mit dem Pilotprojekt Elektra. Dabei handelt es sich um ein Binnenschiff, das im Jahr 2025 als Schubboot Güter von Berlin nach Hamburg liefern soll. Um das Schiff mit einer möglichst langen und zuverlässigen Reichweite auszustatten, setzen die Forscher:innen auf ein dreifaches Antriebssystem.
Den Elektromotoren des Bootes steht einerseits die Energie aus 250 Lithium-Ionen-Akkus zur Verfügung. Zusätzlich gibt es an Bord Generatoren, die mit Wasserstoff betrieben werden. Deren Energie kann das Forschungsboot einerseits direkt als Antrieb nutzen, andererseits können die Generatoren aber auch die Batterien wieder aufladen. Diesen Ladeprozess können die Forscher:innen etwa dann nutzen, wenn sich das Boot flussabwärts mit der Strömung treiben lassen kann.
Mobilitätswende – Smart in Richtung Klimaneutralität
Autonome Fahrzeuge, E-Mobility, intelligente Verkehrsplanung, multimodal durch die Stadt – wie sieht die Mobilität von morgen aus? Wir stellen nachhaltig-digitale Lösungen für eine klimaneutrale Fortbewegung und Logistik vor und diskutieren neue Herausforderungen der „digitalen“ Mobilität: Mobilitätswende – Smart in Richtung Klimaneutralität
Neben verschiedenen Antriebsformen gibt es weitere innovative Konzepte, um Schiffe effizienter zu machen. Das Projekt bound4blue etwa möchte Containerschiffe mit speziellen Flügelsegeln auf Saugbasis ausstatten. Der zusätzliche Schub durch Windkraft soll den Treibstoffverbrauch von Containerriesen dadurch um bis zu 40 Prozent reduzieren.
