HyArk: Mit wasserstoffbetriebenen Booten in die Zukunft fahren

August 9, 2024
Wasserstoffboot

Heute hatte ich ein interessantes Gespräch mit Nick Swift, dem Gründer von Hydrogen Afloat, einem zwei Jahre alten Unternehmen, das Wasserstofflösungen für Boote anbietet.


Lhyfe Heroes: Wie sind Sie auf die Idee gekommen, Wasserstoff für Boote zu nutzen?

Ich lebe seit mehr als 15 Jahren auf einem Boot. Wenn man das ganze Jahr über auf einem Boot lebt, muss man Strom erzeugen, um zu leben, Strom für die Beleuchtung, den Kühlschrank, den Fernseher und das Radio. Ich suchte nach einer umweltfreundlichen Lösung, um meinen Dieselmotor im Stand zu ersetzen, der sowohl laut als auch umweltschädlich ist. Auf der Suche nach Alternativen stieß ich auf kleine Wasserstoff-Brennstoffzellen und entwickelte ein System zur Integration einer solchen Brennstoffzelle auf dem Dach meines Bootes. Ich musste dafür sorgen, dass es sicher ist und sich gut in die Konstruktion meines Bootes einfügt.

Es funktionierte so gut, dass ich dachte, andere Menschen sollten von der Technologie und der Idee profitieren. Daraufhin beschloss ich, Hydrogen Afloat zu gründen.


L.H.: Und was ist das Produkt von Hydrogen Afloat?

Wir stellen ein Produkt namens "HyArk" her.  Es handelt sich um eine Wasserstoff-Brennstoffzellenlösung zur Erzeugung von Haushaltsstrom auf Booten. Wir machen jetzt Haushaltsstrom, weil wir das JETZT machen können, indem wir tragbare Wasserstoffflaschen verwenden.  Es gibt keine Wasserstoffinfrastruktur auf den Kanälen und Flüssen, keine Tankstellen, also müssen wir tragbare Flaschen verwenden.  Wenn wir eine Nachfrage schaffen, wird die Infrastruktur entwickelt, und dann können wir die Tankstellen nutzen.

Es gibt viele Leute, die über Wasserstoff reden (viele Konferenzen, Veranstaltungen, Papiere, ...), aber wenn man nach Leuten sucht, die etwas tun, gibt es nicht so viele. Genau darum geht es bei Hydrogen afloat: Wir haben ein Produkt, das jetzt verfügbar ist und das die Menschen in ihrem täglichen Leben nutzen können.


L.H.: Wie soll sich diese Initiative weiterentwickeln?

Mit der Zeit werden wir an den Punkt kommen, an dem es ein Netzwerk für die Versorgung der Menschen mit Wasserstoff geben wird, und dann werden wir uns mit Wasserstoff als Antrieb befassen, anstatt mit Diesel, um das Boot anzutreiben. Wir müssen mit den kleinen Dingen anfangen! Natürlich brauchen wir groß angelegte industrielle Wasserstoffprojekte, aber ich denke, dass auch der kleine Maßstab wichtig ist: Wir können nicht von heute auf morgen von "Null auf Held" umsteigen.  Wir bringen den Wasserstoff in die Gesellschaft hinaus. Viele Leute sehen die Ausrüstung auf dem Boot auf dem Kennet- und Avon-Kanal zwischen London und Bristol. Für viele Menschen ist es das erste Mal, dass sie eine Wasserstoff-Brennstoffzelle sehen. Uns werden viele Fragen gestellt, und so haben wir die Möglichkeit, zu erklären, worum es sich handelt und warum wir sie verwenden.  Wir schärfen das allgemeine Bewusstsein für Wasserstoff und Netto-Null-Lösungen.


L.H.: An wen richten Sie sich mit diesem Angebot?

In Großbritannien gibt es 7.500 km Kanäle und Flüsse und etwa 35.000 Menschen, die auf Booten leben. Diese Menschen verwenden bereits Propangas auf ihren Booten zum Kochen und Heizen, und viele sind wirklich besorgt über die Umwelt- und Luftqualität. Sie wollen neue Technologien einsetzen, um geeignete Lösungen für diese Probleme zu finden.


L.H.: Welche konkreten Auswirkungen hat eine Brennstoffzelle auf ein Boot?

Der Wasserstoff, den wir verwenden, ist grauer Wasserstoff, der aus fossilen Brennstoffen hergestellt wird.  Dies ist der einzige Wasserstoff, der derzeit in Großbritannien verfügbar ist.  Die Vorteile liegen also in der lokalen Luftqualität und in der Tatsache, dass die Ausrüstung automatisch arbeitet und sich einschaltet, wenn die Batterien des Bootes aufgeladen werden müssen. Die Vorteile in Bezug auf den Kohlenstoffausstoß kommen zum Tragen, wenn wir auf lokal produzierten grünen Wasserstoff umsteigen, der aus erneuerbaren Ressourcen hergestellt wird.  Dann haben wir eine echte kohlenstofffreie Stromlösung.  Wir schätzen, dass wir etwa 20 Liter Diesel pro Jahr einsparen, was etwa 50 kg C02 entspricht, zuzüglich der Abnutzung des Motors und des von ihm verursachten Lärms.  Unser Brennstoffzellensystem ist im Betrieb nahezu geräuschlos.


L.H.: Welchen Herausforderungen sind Sie begegnet?

Der Preis des Moleküls ist im Vergleich zu den Alternativen immer noch hoch, aber ich bin zuversichtlich, dass Wasserstoff bald billiger sein wird.

Was die Installation betrifft, so war es schwierig, die HyArk-Brennstoffzelleneinheit in das Boot zu integrieren und gleichzeitig dessen Design zu respektieren: Wir wollten den traditionellen Stil eines britischen schmalen Bootes beibehalten, aber auch zeigen, dass es sich um eine innovative neue Technologie handelt. Eine weitere Herausforderung war es, den nötigen Platz auf dem Boot zu finden. Im Vereinigten Königreich sind einige Kanalbrücken sehr niedrig, so dass unsere Lösung abnehmbar und leicht sein musste, falls man unter einer solchen Brücke durchfahren muss.

Und schließlich gibt es keine Vorschriften für diese "häusliche Anwendung" auf einem "Transportsystem", so dass wir die Sicherheitsvorkehrungen von Grund auf neu entwickeln mussten und in der Regel keine Zuschüsse erhalten können.

Aber jede Herausforderung ist auch eine Chance, nicht wahr?


L.H.: Abschließend: Wie sieht Ihre Vision für Wasserstoff auf dem britischen Markt aus?

Ich denke, wir haben etwas von dem Vorsprung eingebüßt, den das Vereinigte Königreich bei der Energiewende einmal hatte. Aber wir haben immer noch eine Menge innovativer Technologien, die im Vereinigten Königreich entwickelt werden.  Die jüngste Ankündigung, über 200 Millionen Pfund für die Einführung einer Flotte emissionsfreier Lastkraftwagen bereitzustellen, wird die Pläne zur Dekarbonisierung des Straßengüterverkehrs beschleunigen. Dies wird das Wachstum des Wasserstoffmarktes im Vereinigten Königreich fördern, was uns bei der Versorgung mit Wasserstoff helfen dürfte.

Es bleibt zu hoffen, dass wir von Hydrogen Afloat einen kleinen Teil dazu beitragen, die Energiewende voranzutreiben und einige der Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen.

Wasserstoffschiff: Auf dem Weg in eine grünere maritime Zukunft
Wasserstoffschiff: Auf dem Weg in eine grünere maritime Zukunft

Auf der Suche nach umweltfreundlichen Lösungen bietet das Konzept des Wasserstoffschiffs einen Hoffnungsschimmer. Diese Schiffe nutzen die Kraft des erneuerbaren Wasserstoffs und versprechen, den Seeverkehr zu revolutionieren.


Reiten auf der Wasserstoffwelle

Fossile Brennstoffe treiben Schiffe seit Jahrhunderten an. Doch das Blatt wendet sich, als das Wasserstoffschiff in Sicht kommt. Diese H2-Schiffe, die mit erneuerbarem Wasserstoff angetrieben werden, sind auf dem Vormarsch, da die maritime Industrie nach umweltfreundlicheren Alternativen sucht.


Anatomie eines Wasserstoffschiffs

Ein Wasserstoffschiff oder Wasserstoffboot ist wie jedes andere Schiff, bis auf einen entscheidenden Unterschied - die Energiequelle. Diese Schiffe werden mit Wasserstoff betrieben, der in Brennstoffzellen gespeichert wird, die das Gas in Elektrizität umwandeln, um das Schiff anzutreiben.


Die Wissenschaft hinter dem wasserstoffbetriebenen Schiff

Bei wasserstoffbetriebenen Booten werden Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen eingesetzt. Hier verbinden sich Wasserstoff und Sauerstoff, wobei Strom erzeugt und Wasser freigesetzt wird, was diese Energiequelle sowohl leistungsstark als auch umweltfreundlich macht.


Die Geburt des Wasserstoffschiffs

Das Konzept eines mit Wasserstoff betriebenen Schiffes ist nicht neu. Das Potenzial von Wasserstoff als Kraftstoff für die Schifffahrt wurde schon vor Jahrzehnten erkannt. Aber erst in jüngster Zeit hat die Technologie eine praktische und nachhaltige Umsetzung ermöglicht.


Wasserstoff: Ein erneuerbares Kraftwerk

Erneuerbarer Wasserstoff, der aus nachhaltigen Quellen wie Wind- und Sonnenenergie gewonnen wird, ebnet den Weg für einen sauberen Seeverkehr. Seine Produktion steht im Einklang mit dem Trend zu erneuerbaren Energien und bietet einen gangbaren Weg zur Dekarbonisierung der Schifffahrtsindustrie.


Vorteile des Wasserstoffschiffs

Wasserstoffschiffe bieten eine Reihe von Vorteilen, darunter keine Treibhausgasemissionen, eine höhere Energieeffizienz und das Potenzial für die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff.


Herausforderungen für Wasserstoffschiffe

Trotz ihres Potenzials stehen wasserstoffbetriebene Boote vor Herausforderungen wie Wasserstoffspeicherung, Sicherheitsbedenken und anfänglich hohen Kosten. Die Überwindung dieser Hindernisse wird für die breite Einführung von Wasserstoffschiffen entscheidend sein.


Fallstudien: Wasserstoffschiffe in Aktion

Mehrere bahnbrechende Projekte auf der ganzen Welt beweisen die Realisierbarkeit von Wasserstoffschiffen und demonstrieren ihre Betriebseffizienz und Umweltvorteile.


Zukunftsperspektiven: Auf dem Weg zu einer wasserstoffbetriebenen maritimen Industrie

Die Zukunft sieht für Wasserstoffschiffe vielversprechend aus. Mit den Fortschritten bei der Produktion von erneuerbarem Wasserstoff und der Brennstoffzellentechnologie rückt der Traum von einer emissionsfreien maritimen Industrie in greifbare Nähe.

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CO2-Emissionen: Ein Blick auf den Seeverkehr
CO2-Emissionen: Ein Blick auf den Seeverkehr

Der Seeverkehr ist in den letzten 30 Jahren eine wachsende Quelle von CO2-Emissionen, was Anlass zu großer Sorge gibt. Dieses Wachstum ist hauptsächlich auf einen Rekordanstieg des Verkehrsaufkommens (Anzahl der Passagiere und Frachtvolumen) und den Einsatz älterer, immer größerer Schiffe zurückzuführen.


Handelsschiffe, die mit Schweröl, einem der schmutzigsten Kraftstoffe der Welt, angetrieben werden, werden auch für ihre Rolle bei der Verschmutzung der Meere durch die Einleitung von Plastik und Kohlenwasserstoffen verantwortlich gemacht.


Zahlen, die wir gerne ändern würden

  • Laut dem jüngsten IPCC-Bericht(1) ist die Schifffahrt für etwa 3 % der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich, d. h. zwischen 600 und 1.100 Millionen Tonnen pro Jahr in den letzten zehn Jahren.
  • Die jährlichen CO2-Emissionen des internationalen Seeverkehrs haben sich seit 1990 verdoppelt(2).


Welche Maßnahmen werden auf europäischer und globaler Ebene ergriffen?

Ende 2022 stimmten die europäischen Abgeordneten über wichtige Fortschritte ab:

  • Die Verpflichtung für große Schiffseigner (> 5.000 Bruttotonnen), bis 2030 einen bestimmten Prozentsatz an grünen, aus Wasserstoff gewonnenen Kraftstoffen zu verwenden.
  • Die Einbeziehung des Seeverkehrs in das EU-Emissionshandelssystem (EU ETS), wodurch die Schiffsbetreiber erstmals für ihre Kohlenstoffemissionen zahlen müssen.

Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Internationale Seeschifffahrtsorganisation (IMO) ab dem 1. Januar 2023 ein obligatorisches jährliches internationales Datenerfassungssystem für CO2-Emissionen für alle Schiffe eingeführt hat.


Grüne Lösungen im Seeverkehr!

Es gibt Lösungen zur Minimierung der CO2-Emissionen:

  • Elektroschiffe: Der erste Prototyp eines 100% elektrischen Containerschiffs des niederländischen Unternehmens Port-Liner wurde 2018 vorgestellt. Dieses Containerschiff, das den Spitznamen "Tesla" trägt, wird als Revolution für den Seefrachtverkehr gepriesen, da es derzeit durch eine geringe Batteriereichweite (maximal 35 Stunden) und Speicherkapazität eingeschränkt ist.
  • Hybrid-Frachtschiffe: Das französische Unternehmen Zephyr & Borée entwirft Handelsschiffe, die Segel und Motoren kombinieren. Ihr jüngstes Beispiel, die Canopée, hat vor kurzem ihre erste Transatlantiküberquerung mit Teilen der Ariane-6-Trägerrakete an Bord absolviert. Dieses 121 Meter lange Hybridschiff könnte die CO2-Emissionen eines herkömmlichen Containerschiffs um 35 % reduzieren.
  • "Emissionsfreie" wasserstoffbetriebene Boote: Das Projekt Hylias, das von Europe Technologies CIAM und Morbihan Énergies koordiniert wird, sieht vor, bis 2024 ein 24 Meter langes Schiff mit Elektro-Wasserstoff-Antrieb in Betrieb zu nehmen, das 150-200 Passagiere im Golf von Morbihan befördern soll.


(1) https://report.ipcc.ch/ar6/wg3/IPCC_AR6_WGIII_Full_Report.pdf

(2) Weltweite CO₂-Emissionen der internationalen Schifffahrt 1970-2021 - Statista - Februar 2023

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