Baukasten für grüne Schifffahrt

Emissionsfreie Fähren 70 Prozent schneller entwickeln

7. September 2022, 7:31 Uhr | Heinz Arnold
23 Knoten für insgesamt 150 Fahrgäste: Die Medstraum geht in den Linienbetrieb zwischen der Stadt Stavanger und den umliegenden Gemeinden und Inseln.
23 Knoten für insgesamt 150 Fahrgäste: Die Medstraum geht in den Linienbetrieb zwischen der Stadt Stavanger und den umliegenden Gemeinden und Inseln.
© Marius Knutsen / TrAM-Konsortium

Künftig sollen für Fährprojekte 70 Prozent Entwicklungszeit und 25 Prozent Herstellungskosten eingespart werden. Gezeigt wurde das am Beispiel einer Elektro-Passagierfähre.

Schiff des Jahres 2022 ist Es handelt sich um die norwegische Elektro-Passagierfähre »Medstraum«, die weltweit erste emissionsfreie, elektrisch betriebene Hochgeschwindigkeitsfähre im Linienbetrieb. Am 6. September nahm das TrAM-Konsortium die Auszeichnung »Ship of the Year« auf der Weltleitmesse für Maritimwirtschaft SMM in Hamburg entgegen.

Vier Jahre arbeitete ein europäisches Konsortium im Forschungsprojekt TrAM an revolutionären Methoden, um Elektro-Passagierfähren künftig schneller und kostengünstiger zu entwickeln – und unsere Mobilität nachhaltiger zu machen. Die Ansätze, an denen das Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM sowie das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO beteiligt waren.

Die Medstraum fährt seit Sommer 2022 im norwegischen Stavanger im Linienbetrieb. Um Fähren, die für gewöhnlich aufwendige und langwierige Einzelfertigungen sind, schneller und günstiger bauen zu können, setzte das EU-weite TrAM-Projektkonsortium auf das Prinzip der Modularisierung. Wiederverwendbare Bausteine in Entwicklung und Produktion sollen den Schiffsbau deutlich schneller, effizienter und damit wettbewerbsfähiger machen.

Dr.-Ing. Christoph Jürgenhake vom Fraunhofer IEM,
»Die Wettbewerbsfähigkeit vollelektrischer Hochgeschwindigkeitsfähren wird durch modulares Design und modulare Herstellung deutlich erhöht«, sagt Dr.-Ing. Christoph Jürgenhake vom Fraunhofer IEM, der die Entwicklung einer ganzheitlichen Entwurfsmethodik verantwortete.
© Marius Knutsen / TrAM-Konsortium

Baukastenprinzip reduziert Entwicklungszeit um 70 Prozent

Dreh- und Angelpunkt ist ein Systemmodell, das Komplexitäten und Abhängigkeiten in der Entwicklung transparent und handhabbar macht. Der Clou: Das Systemmodell ist lösungsneutral und flexibel einsetzbar – ein Meilenstein im Schiffsbau. Die Analyse der Anforderungen verschiedener Fährtypen liefert Standardelemente für die Entwicklung, ähnlich einem Baukastenprinzip. Entwicklerinnen und Entwickler neuer Fährprojekte können die Konzepte wiederverwenden und so bis zu 70 Prozent Entwicklungszeit und 25 Prozent Herstellungskosten einsparen.

»Das Fraunhofer IEM bringt seine Engineering-Expertise bereits seit Jahren in der Automobilbranche und dem Maschinenbau ein, um individuelle Produkte in kurzer Entwicklungszeit zu realisieren. Erstmals haben wir unsere Ansätze nun erfolgreich in der maritimen Industrie eingesetzt«, erläutert Dr.-Ing. Christoph Jürgenhake, stellvertretender Abteilungsleiter Systems Engineering am Fraunhofer IEM.

Städteplanung für nachhaltige Mobilität

Das Fraunhofer IAO hat untersucht, wie Städte ihre Mobilitätskonzepte an neue Technologien anpassen und wie die Schnittstellen zwischen Wasser- und Landmobilität zukünftig gestaltet sein müssen. Hierbei stand die Frage im Fokus, wie durch das gezielte Zusammenspiel von Wasser- und Landmobilität ein Beitrag für eine klimaneutrale und bedarfsgerechte urbane Mobilität geleistet werden kann. Konkret bedeutet das, Wasser- und Landmobilität in Informations-, Buchungs- und Ticketsysteme zu integrieren, sowie verschiedene Mobilitätsformen mit ihren unterschiedlichen Anforderungen in der Planung und Umsetzung anzubinden.

Nora Fanderl, Leiterin des Teams Mobility Ecosystems am Fraunhofer IAO, empfiehlt für die Umsetzung den Blick auf Best Practices: »Die Stadt Stavanger hat ein interessantes Konzept zur Mobilitätshubgestaltung umgesetzt, das verschiedene intermodale Mobilitätsangebote von Wasser und Land zusammenbringt. Besonders spannend dabei ist, dass der Mobility Hub als Veranstaltungsort aktiv bespielt wird und somit Menschen zu dessen Nutzung bewegt.«

Die Fähre Medstraum – Technische Daten

Die Demonstrator-Fähre Medstraum (Norwegisch »mit Strom« oder »Gleichstrom«) wurde in der Fjellstrand-Werft in Norwegen gebaut. Sie ist seit Sommer 2022 zwischen der Stadt Stavanger und den umliegenden Gemeinden und Inseln im Linienbetrieb. »Die Medstraum wird unsere Emissionen um 1500 Tonnen CO2 pro Jahr verringern, obwohl wir auf unserer Strecke mit dem geringsten Energiebedarf fahren. Das entspricht der Menge von 60 Bussen«, sagt Mikal Dahle, Projektleiter bei der ÖPNV-Verwaltung Kolumbus in der norwegischen Provinz Rogaland. Auf ihren Linienfahrten testet und validiert sie die Projektergebnisse des europäischen Forschungskonsortiums.

Die technischen Daten im Überblick:

  • Kapazität: 150 Personen
  • 31 Meter lang / 9 Meter breit
  • Betriebsgeschwindigkeit von 23 Knoten
  • Einsparung von derzeit 1500 Tonnen CO2 pro Jahr (je nach Einsatzgebiet)
  • Zwei Elektromotoren und eine Batterie mit einer Kapazität von 1,5 MWh und einer Ladeleistung von mehr als 2 MW
  • Klassifizierung nach dem International Code of Safety for High-Speed Crafts (HSC-Code)


 

 


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Fraunhofer IEM Institut für Entwurfstechnik Mechatronik, Fraunhofer IAO (Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation)