Erstes von RINA zugelassenes, mit Methanol betriebenes Brennstoffzellensystem

Gepostet am 12. September 2022 um 19:05 Uhr von

Die maritime Exekutive

Die Forschung entwickelt weiterhin das Potenzial von Brennstoffzellen, um die Energieherausforderungen der nächsten Schiffsgeneration zu bewältigen. In der neuesten Entwicklung hat das deutsche Batterietechnologieunternehmen Freudenberg e-Power Systems die Typgenehmigung der RINA-Klassifikationsgesellschaft für das weltweit erste mit Methanol betriebene Brennstoffzellensystem erhalten, eine Anwendung, die nach Angaben des Unternehmens die Lösung für große Schiffe wie Kreuzfahrtschiffe sein könnte und Containerschiffe, die lange Strecken fahren. Die neuen Brennstoffzellen bauen auf der Arbeit mit Wasserstoff-Brennstoffzellen auf, die derzeit für begrenzte Anwendungen auf Kreuzfahrtschiffen sowie anderen wie Offshore-Versorgungsschiffen verwendet werden.

Freudenberg hat einen innovativen Ansatz zur Nutzung von Methanol entwickelt, der eine hocheffiziente Brennstoffreformierungstechnologie mit einer langlebigen PEM-Brennstoffzelle in einer modularen, skalierbaren Systemeinheit kombiniert. Es erzeugt durch Dampfreformierung Wasserstoff, der dann in der Brennstoffzelle mit Sauerstoff aus der Luft reagiert, um die elektrische Energie zu erzeugen, die sowohl für den Antrieb als auch für das elektrische System des Schiffes benötigt wird. Die für den Reformer benötigte Wärme kann direkt aus der Abwärme der Brennstoffzellen gewonnen werden. Brennstoffzelle, Reformer und Steuerelektronik sowie alle Komponenten für die Medienversorgung befinden sich in einer vorgefertigten Moduleinheit.

Das Unternehmen weist darauf hin, dass Wasserstoff für Kreuzfahrtschiffe, Tanker oder Containerschiffe, die Routenflexibilität erfordern und oft Reisen von mehr als 5.000 Seemeilen zurücklegen, unpraktisch ist. Obwohl Brennstoffzellen aufgrund ihrer hohen Effizienz und ihres geringen Wartungsaufwands Vorteile haben, erklärt Freudenberg, dass Wasserstoff als Brennstoffspeichermedium aufgrund seiner geringen volumetrischen Energiedichte aufgrund des Volumens und der riesigen Wasserstoffreservoirs in einer kryogenen oder hochkalten Umgebung unpraktisch ist komprimiert. Zustand, der benötigt würde. Zudem haben rein batterieelektrische Lösungen hohe Anforderungen an Gewicht und Bauraum.

Das hervorgehobene Methanol ist ein einfacher Alkohol, der unter normalen Umgebungsbedingungen flüssig ist und etwa die dreifache volumetrische Energiedichte von verflüssigtem Wasserstoff hat. Laut Freudenberg wird die Sicherheit ihres Ansatzes in der Typenzulassung von RINA unter Verwendung des chemischen Verfahrens nachgewiesen, von dem sie glauben, dass es eine wirtschaftliche Alternative für die Schifffahrt darstellt.

„Das Erreichen der Typzulassung ist ein bedeutender Meilenstein für die Schiffsindustrie“, sagte Dr. Manfred Stefener, Geschäftsführer von Freudenberg Fuel Cell e-Power Systems. „Damit ist der Grundstein für den Einsatz von Brennstoffzellensystemen im Megawatt-Maßstab auf Kreuzfahrtschiffen und der internationalen Hochseeflotte gelegt. Die marinen Energiesysteme der Zukunft werden dank der Brennstoffzellentechnologie sicher und hocheffizient sein.

Aktuell arbeitet Freudenberg mit einem auf Personenverkehr fokussierten Projektkonsortium zusammen, dem neben Carnival Maritime (AIDA Cruises), der Meyer Werft auch die Lürssen Werft, besecke, DLR, EPEA und die Klassifikationsgesellschaft DNV GL angehören.

Die Meyer Werft baut derzeit die Silver Nova, die mit dem weltweit größten Brennstoffzellensystem auf einem Kreuzfahrtschiff ausgestattet wird. Das 54.700-BRZ-Schiff soll im Juli 2023 in Dienst gestellt werden und seinen Hotelbetrieb mit der Brennstoffzelle ohne den Strom der Verbrennungsmotoren betreiben können. Die Meyer Werft und Freudenberg arbeiten auch im Forschungsprojekt Pa-X-ell2 zusammen, bei dem ein Brennstoffzellensystem an Bord der AIDAnova der Carnival Corporation nachgerüstet wird. Die Unternehmen planen auch, ihre Zusammenarbeit nicht nur bei Neubauten, sondern auch bei bestehenden Schiffen fortzusetzen. Meyer Neptun Engineering entwickelt Nachrüstlösungen und wird eng mit Freudenberg zusammenarbeiten, um die gemeinsame Entwicklung zukünftiger Energielösungen voranzutreiben.