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H2Expo 2011: Emissionsarm im Hafen und auf hoher See

27.04.2011
Brennstoffzellen im maritimen Einsatz
8. Internationale Konferenz und Fachmesse für Wasserstoff,
Brennstoffzellen und elektrische Antriebe der Hamburg Messe
Bereits 2020 werden erste Brennstoffzellen-Anwendungen an Bord von Seeschiffen mit Dieselmotoren konkurrieren können. Eine Marktstudie des Germanischen Lloyd (GL) begründet dies vor allem mit steigenden Brennstoffkosten und der Einführung von CO2-Abgaben. Wie die Studie zu „Brennstoffzellensystemen in der Seefahrt“ zeigt, eignen sich gerade Hochtemperaturbrennstoffzellen für eine effiziente und emissionsarme Grundlastversorgung auf Schiffen. Erste maritime Anwendungen werden seit einer Weile erprobt. Dem Stand der Forschung wird sich eine Reihe von Fachpräsentationen im Rahmen der H2Expo in Hamburg annehmen. Die 8. Internationale Konferenz und Fachmesse für Wasserstoff, Brennstoffzellen und elektrische Antriebe gilt als Forum für intensiven Wissenstransfer auf diesen Gebieten. Am 8. und 9. Juni werden rund 70 Experten aus 11 Ländern zur Fachkonferenz erwartet, um die neuesten Entwicklungen in Forschung und Anwendung zu erörtern sowie aktuelle Projekte vorzustellen. Auf der begleitenden Fachmesse präsentiert die Branche ihre marktspezifischen Produkte und Dienstleistungen.

Dass BZ-Systeme in der Handelsschifffahrt erfolgreich zum Einsatz kommen können, beweist das Methapu-Projekt, der Praxistest eines mit Methanol betriebenen SOFC-Moduls (Solid Oxide Fuel Cell) zur Bordstromversorgung des Autotransporters MV Undine. Die Detailanalyse des im November zu Ende gegangenen Forschungsvorhabens läuft gerade. Schon jetzt könne man jedoch festhalten, dass die SOFC-Technologie maritimen Anforderungen gewachsen ist und Methanol als Brennstoff auch von der Sicherheit her in Frage kommt, so Ed Fort von der britischen Schiffs-Klassifikationsgesellschaft Lloyd's Register. Methapu sei ein „Türöffner für die Verwendung alternativer nachhaltiger Brennstoffe in der Seefahrt“, sagt Fort. Er wird das international aufgestellte Projekt in einem Workshop unter Leitung des Brennstoffzellenexperten Dr. Gerd Würsig vom GL vorstellen. Die technisch- wirtschaftlichen Potenziale von BZ-Systemen wird Finn Vogler, GL, in der Session näher erläutern.

Wichtige Ergebnisse zur Machbarkeit der Technik liefert auch das norwegisch-finnisch-deutsche Fellowship Projekt. Wie Thomas H. Tronstad vom federführenden Unternehmen DNV Det Norske Veritas berichtet, hat das 320 kW starke Testaggregat an Bord des Versorgungsschiffs Viking Lady mehr als 7000 Betriebsstunden unter Nordsee-Bedingungen hinter sich gebracht. Schwerwiegende Probleme oder auch nennenswerte Degradationseffekte an den mit LNG betriebenen und großteils unter Dauerlast laufenden MCFC-Stacks (Molten Carbonate Fuel Cell) seien ausgeblieben. Tronstad wird den Fachkongress u.a. dazu nutzen, die derzeit laufende dritte Projektphase vorzustellen: In einem Hybridsystem sollen Brennstoffzellen, Gasmotoren und Batterien integriert werden. Ziel sei es, das Schiff im Hafen vollständig emissionsfrei zu halten.

Erste Ergebnisse aus dem Leuchtturmprojekt e4ships sollen auf dem Kongress ebenfalls zur Sprache kommen. Innerhalb des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) widmet sich e4ships der Bordenergieversorgung in der Seefahrt. Im Teilprojekt SchIBZ geht es um die Entwicklung einer maritimen BZ-APU (Auxiliary Power Unit) für Dieselbrennstoff. Mit der Vorgabe, einen im Wesentlichen bekannten und gut verfügbaren Brennstoff mit möglichst hohem Energieinhalt zu nutzen, unterscheidet sich SchIBZ von anderen Modellvorhaben auf Schiffen. „Die Verwendung von reinem Wasserstoff ist aus heutiger Sicht nicht sinnvoll, da es kein akzeptables Speicherverfahren gibt, bei dem der Wasserstoff in einem vernünftigem Volumen untergebracht werden kann“, erläutert Keno Leites, Projektmanager der federführenden Blohm + Voss Naval GmbH. Nach einer Vorabstudie, in der im Markt verfügbare Systeme verglichen werden, seien mit allen Membranen Lösungen möglich. Allerdings sei der Aufwand bei der PEM (Polymer-Electrolyte-Membran) „unakzeptabel groß“, vor allem im Vergleich zur SOFC. „Deshalb haben wir uns für eine Konfiguration mit SOFC entschieden, bei der der Diesel-Reformer gleichzeitig als Sicherheits-Schwefelfalle dient.“

Ein zweites e4ships-Teilprojekt, Pa-X-ell, untersucht den Einsatz von BZ-Systemen auf Passagierschiffen. Unter Federführung der Papenburger Meyer Werft GmbH wird ein universell einsetzbares Standardenergiemodul entwickelt, das anschließend im Unterstützungsbetrieb an Bord getestet werden soll. Diesen Herbst soll ein erstes Modul einer Hochtemperatur-BZ in PEM-Technologie als Prototyp mit rund 20 kW elektrischer Leistung fertiggestellt sein. Eine 100 bis 150 kW starke Anlageneinheit werde dann etwa ein Jahr später zur Verfügung stehen, erwartet Gerhard Untiedt, Projektleiter Forschung und Entwicklung bei der Meyer Werft. In einer zweiten Umsetzungsphase wird die Energieverwertung Hauptthema sein: Durch Integration mehrerer Energiemodule soll ein neues, äußerst effizientes Energieverteilungskonzept erarbeitet werden. „Wir beschäftigen uns mit einem Energiemodul, das Strom, Wärme, Kälte und auch Wasser liefert“, so Untiedt. Gesucht wird die optimale Systemkonfiguration, um Kraft-Wärme-Kopplung möglichst effizient einsetzen zu können. Die Fertiginstallation wird für 2013 angepeilt.

Für U-Boote ist die Kombination aus Brennstoffzelle und Wasserstoff in Metallhydridspeichern bestens geeignet, da sie „eine absolut geräuschlose und hocheffiziente Art der Energieerzeugung in der Unterwasserfahrt“ erlaubt, so Stefan Krummrich von der Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH. Neben dieser bereits marktgängigen Lösung wird Krummrich einen neuen Ansatz auf Basis eines Methanolreformers vorstellen, der künftig größere Energiemengen bereitstellen und damit längere Tauchzeiten erlauben soll.

Das komplette Konferenzprogramm mit den konkreten Themen und allen Referenten ist im Internet zu finden. Weitere Informationen unter www.h2expo.de und www.h2expo.com

Pressekontakt:
G. Blickle, Tel.: 040/3569-2442,
Fax: -2449, e-Mail.: gudrun.blickle@hamburg-messe.de

G. Blickle | Hamburg Messe
Weitere Informationen:
http://www.hamburg-messe.de
http://www.h2expo.de
http://www.h2expo.com

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