ELEKTRA – weltweit erstes emissionsfreies Kanalschubboot

Ziele/Ideen

Die Energieversorgung und Vortriebserzeugung heutiger Binnenfrachtschiffe wird fast ausschließlich mittels Dieselmotoren mit Diesel- und Gasölen als Sekundärenergieträger gewährleistet. Bei der Verbrennung dieser Kraftstoffe wird die Umwelt mit den gesundheitsschädlichen Emissionen, wie Schwefeloxiden, Stickoxiden und Ruß belastet und das klimaschädliche CO2 ausgestoßen. Geeignete Filtersysteme zur Reduzierung der Schadstoffemissionen sind in ihrer Wirkung oft erschöpft. Die Versorgung der Binnenschiffe mit elektrischer und thermischer Energie mittels Brennstoffzellen und Akkumulatoren schafft neue Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung und der Umweltverträglichkeit des Antriebs. In der Kombination des Hybridantriebes mit alternativen (regenerativen) Kraftstoffen ergeben sich somit technische Lösungen, welche einen erheblichen Beitrag zur Reduzierung der Emissionen auf Binnengewässern leisten können.

Kurzbeschreibung

Das Schubboot ELEKTRA hat einen hybrid-elektrischen Antrieb mit wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen und leistet einen Beitrag zu einem klimafreundlicheren Gütertransport auf den Binnenwasserstraßen. Erstmals wird auf einem Binnenfrachtschiff ein hybrides Energie- uns Antriebssystem, bestehend aus Lithium-Ionen-Akkumulatoren und wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen realisiert und demonstriert. Das Projekt wurde im Jahr 2019 gestartet und wird im Dezember 2024 abgeschlossen werden. Eine Erprobungsphase wurde im Jahr 2021 begonnen.

Innovative Energiesysteme haben bei der Nutzung regenerativer Energien ein Vermeidungspotential von Treibhausgasen und gesundheitsschädlicher Schadstoffe von bis zu 100 Prozent gegenüber konventionellen Energie- und Antriebssystemen mit fossilen Energieträgern.

Resultate

Im vorliegenden Projekt ELEKTRA, werden Brennstoffzellen mit Wasserstoff als Energieträger sowie Akkumulatoren eingesetzt. Damit wird gegenüber konventionellen Antrieben mit Verbrennungsmotoren und Diesel als Brennstoff eine Reduzierung der Emissionen im Umfang bis nahezu 100 % bei Stickoxiden, Feinstaub und Kohlenstoffdioxid erwartet. Bei typischen jährlichen Einsätzen von Binnenfrachtschiffen mit etwa 3.600 Betriebsstunden liegen damit die schiffsspezifischen Einsparungen je Schiffseinheit bei einer angenommenen Leistung von ca. 400 kW für die Energieversorgung bei bis zu 6,8 Tonnen Stickoxid, 0,2 Tonnen Feinstaub und 790 Tonnen Kohlendioxid. Diese Reduktionspotentiale ergeben sich bei der Verwendung von regenerativem Strom und Wasserstoff. Lokal ergibt sich auch bei der Verwendung nicht regenerativer Energien ein NULL-Emissions-Schiff. Es bestehen Potentiale der Reduzierung um 100 % bei dem Einsatz reiner erneuerbaren Energien.

Partner

Berliner Hafen- und Lagerhausgesellschaft mbH: Projektpartner

HGK Dry Shipping GmbH: Projektpartner

Schiffselektronik Rostock GmbH: Projektpartner

EST-Floattech BV: Projektpartner

Schiffswerft Hermann Barthel GmbH: Projektpartner

Ballard Power Systems: Projektpartner

Argo-Anleg GmbH: Projektpartner

Technische Universität Berlin – Fachgebiet Entwurf und Betrieb Maritimer Systeme