Schiffbrennstoffzelle

Stromversorgung für Hochseeschiffe

In der Schifffahrt werden an Bord mitunter große Mengen elektrischer Energie zur Versorgung technischer Systeme benötigt. Dies ist nicht nur auf hoher See der Fall, sondern auch im Hafen. Zur Stromerzeugung werden derzeit verbrennungsmotorische Generatoren eingesetzt, die mit Dieselkraftstoff betrieben werden. Hohe Schall- und Schadstoffemissionen sind die Folge. In immer mehr Hafen- und Küstenbereichen wird dies durch das zunehmend strenger werdende Regelwerk der International Maritime Organization (IMO) nicht mehr toleriert.

Die MS Forester ist eines der Schiffe, die sich für den Praxistest des Brennstoffzellensystems im Demonstrationsprojekt SchIBZ eignen. Foto: Rörd Braaren

OWI erforscht und entwickelt gemeinsam mit Partnern Brennstoffzellensysteme, die auf der Basis des an Bord ohnehin gebunkerten Dieselkraftstoffs ein Brenngas erzeugen, das von Brennstoffzellen in elektrische Energie umgesetzt werden kann. So werden Schall und Vibrationen deutlich reduziert, ebenso der Schadstoffausstoß: Stickoxide (NO_x) und Ruß entstehen nicht mehr, die kaum noch nennenswerten Kohlenmonoxid- (CO) Emissionen können über einfache Oxidationskatalysatoren entfernt werden. Der elektrische Wirkungsgrad kann durch Brennstoffzellensysteme auf mehr als 45% gesteigert und damit auch die CO₂-Emissionen reduziert werden.

In der Entwicklungsphase des Projektes SchiBZ – Schiffsintegration Brennstoffzelle arbeitet OWI im Schwerpunkt an einem Demonstrator für die Dampf-Reformierung von Diesel in ein Gas aus Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, das von einer Brennstoffzelle in elektrische Energie umgesetzt wird. Der Vorteil eines auf einer Hochtemperaturbrennstoffzelle basierenden Systems liegt in den geringeren Herstellungskosten und seiner vergleichsweise hohen Leistungsdichte.

Der Leistungsbereich eines einzelnen Systems liegt bei 500 kW_el und kann bei dem deutlich höheren Energiebedarf von Containerschiffen oder Megayachten durch den modularen Aufbau mehrerer Brennstoffzellenaggregate an unterschiedlichen Stellen an Bord integriert und somit bedarfsorientiert bis in den Megawatt-Bereich gesteigert werden.

OWI kann in diesen Zusammenhängen inzwischen auf Erfahrungen in der Auslegung und Zulassung von Brennstoffzellensystemen im Schiffseinsatz zurückgreifen. Diese Kenntnisse sind auch auf andere maritime Anwendungen übertragbar, so zum Beispiel in der Bordstromversorgung von Segel- oder Motoryachten.