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Brennstoffzellensystem

Hochseeschifffahrt wird jetzt klimaneutral und effizient

9. September 2022, 12:53 Uhr | Kathrin Veigel

Ein Meilenstein für maritime Anwendungen: Das Methanol-betriebene Brennstoffzellensystem von Freudenberg e-Power Systems macht eine klimaneutrale und gleichzeitig effiziente, sichere Hochseeschifffahrt möglich.

Das methanolbetriebenes Brennstoffzellensystem von Freudenberg ePower Systems hat das Type Approval durch die internationale Klassifikationsgesellschaft RINA bekommen. Damit ist dem Unternehmen ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung nachhaltiger Technologien im maritimen Bereich gelungen.

Die Herausforderung, kommerziell betriebene Schiffe im Hochseeeinsatz auf CO₂-neutrale Antriebe umzustellen, ist groß. Ein wichtiges Kriterium ist die Reichweitenanforderung der einzelnen Schiffstypen. Diese muss bei Kreuzfahrtschiffen, Tankern und Containerschiffen möglichst groß sein, um die langen Routen über die Weltmeere ohne Zwischenstopp zurücklegen zu können – die Basisanforderung liegt hier meist bei mindestens 5.000 nautischen Meilen.

Brennstoffzellen sind hier aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades und des geringen Wartungsbedarfs gut geeignet. Daher bietet es sich an, regenerativ erzeugten Wasserstoff chemisch zu binden, um eine deutlich höhere Energiedichte zu erreichen

Brennstoffzelle mit Methanol offiziell zertifiziert

Ein methanolbetriebenes Brennstoffzellensystem von Freudenberg ePower Systems hat nun das Type Approval der Klassifikationsgesellschaft RINA erhalten. Damit sind die Sicherheit des Systems und dessen Konformität zu maritimen Standards und Regularien bestätigt. Damit ist ein wichtiger Schritt erreicht, um das Brennstoffzellensystem kommerziell einsetzen zu können.

Das mit dem Type Approval versehene Brennstoffzellensystem kombiniert hocheffiziente Kraftstoffreformierungstechnologie mit einer langlebigen PEM-Brennstoffzelle in einer modularen, skalierbaren Systemeinheit. Es erzeugt per Dampfreformierung Wasserstoff, der dann in der Brennstoffzelle mit Sauerstoff aus der Luft reagiert und dabei sowohl die für den Antrieb als auch für das Bordnetz notwendige elektrische Energie produziert.

Die für den Reformer benötigte Wärme kann direkt aus der Abwärme der Brennstoffzellen gewonnen werden. Brennstoffzellenstapel, Reformer und Steuerungselektronik sowie alle Komponenten zur Medienführung befinden sich dabei in einer vorgefertigten, modularen Einheit. Diese Containment-Bauweise erlaubt eine einfache Installation an Bord.

Entwicklung durch NIP-gefördertes Projekt Pa-X-ell 2

Das Brennstofzellensystem ist ein Ergebnis des Forschungsprojekts »Pa-X-ell 2«, das Teil des von der Bundesregierung geförderten Gemeinschaftsprojekts e4ships ist. Hier arbeiten führende deutsche Werften, Reedereien, Brennstoffzellenhersteller und Klassifikationsgesellschaften im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) zusammen. Das NIP wird von NOW koordiniert und durch den Projektträger Jülich (PtJ) umgesetzt.

Schon in Pa-X-ell 2 wurde das Sicherheitskonzept von Freudenberg in einer frühen Phase auf maritime Konformität geprüft. Hierfür erhielt es das »Approval in Principle« der Klassifikationsgesellschaft DNV GL. Neben dem Fokus des Sicherheitskonzepts wurden die Themen Modularisierung und Standardisierung betrachtet, um die Aspekte einer Großindustrialisierung von Beginn an zu berücksichtigen. So sollen in Zukunft Systemeinheiten mit einer jeweiligen Nennleistung von 500 kW zu Gesamtleistungen im zweistelligen Megawatt-Bereich kombiniert werden.