Am 29. Oktober 2024 hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) den NAUTILUS-Aggregat-Demonstrator an seinem Standort in Stuttgart offiziell in Betrieb genommen. Laut den Verantwortlichen soll das NAUTILUS-Projekt bei der Emissionsreduktion im Schiffstransport einen bedeutenden Schritt nach vorn darstellen. NAUTILUS wird vom Institut für Technische Thermodynamik des DLR koordiniert und durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union finanziert. Ziel ist es, eine Energielösung für Langstrecken-Passagierschiffe zu entwickeln, die den Energiebedarf von Kreuzfahrtschiffen sowohl für den Antrieb und das Manövrieren als auch für die Hotelausstattung decken soll.

Signifikante Reduzierung der CO2-Emissionen

Der maritime Sektor sieht sich einem zunehmenden Druck zur Dekarbonisierung ausgesetzt – und dafür bietet der NAUTILUS Aggregat Demonstrator eine vielversprechende Lösung. Das hybride SOFC-Batteriesystem kombiniert die hocheffiziente Festoxid-Brennstoffzellen-Technologie (SOFC), die erhebliche Emissionsreduzierungen und Brennstoffflexibilität bietet, mit einem Lithium-Ionen-Batteriespeicher, um den schwankenden Energiebedarf eines Schiffes auszugleichen. Gemeinsam mit den Technologiepartnern SolydEra, MAN Energy Solutions und der RWTH Aachen, hat das DLR den NAUTILUS-Demonstrator vorgestellt, der speziell dafür entwickelt wurde, die Stromversorgung für den schwankenden maritimen Energiebedarf zu steuern und gleichzeitig die CO2- und Nicht-CO2-Emissionen zu reduzieren. Als Zielwerte werden eine Reduzierung der CO2-Emissionen um mehr als 40 Prozent und der Nicht-CO2-Emissionen um mehr als 90 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Schiffsmotoren genannt. Das Aggregat verteilt die Energieversorgung intelligent zwischen der SOFC und der Batterie und sorgt so für einen effizienten Betrieb bei Lastwechseln im Schiffsbetrieb, während es den Ladezustand und den Status der Batterie verwaltet und überwacht.

Erste Messwerte klingen verheißungsvoll

Um das Potenzial des NAUTILUS-Systems zur Emissionsreduzierung zu validieren, ist der Stuttgarter Demonstrationsstandort mit einer fortschrittlichen Emissionsmessanlage ausgestattet, die von der Lund Universität betrieben wird. Die Emissionen des SOFC-Systems werden in einer Emissionsmessbox in der Nähe des Schornsteins der Brennstoffzelle erfasst, dann gespeichert und mit Hilfe einer Reihe von hochpräzisen Geräten vor Ort analysiert. Bei diesen Messungen werden Daten unter Bedingungen erfasst, die den typischen Schiffsbetrieb simulieren. Die Messungen haben ergeben, dass die CO2-Emissionen um mehr als 30 Prozent reduziert wurden, Methanausstoß und CO vernachlässigbar sind und die Partikelemissionen im Vergleich zu den von der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) im Jahr 2008 festgelegten Referenzwerten um 95 Prozent niedriger sind.

Umstellung auf umweltfreundlichere Brennstoffe geplant

Während der aktuelle Aggregat-Demonstrator mit Erdgas betrieben wird, kann er auch andere zukünftige, umweltfreundliche Brennstoffe nutzen, was ein noch größeres Emissionsreduktionspotenzial ermöglicht. Diese kraftstoffflexible Technologie macht NAUTILUS zu einer robusten Lösung, mit der nicht nur die aktuellen Emissionsziele der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) für 2030 erfüllt werden können, sondern die auch für die Zeit nach 2030 geeignet ist, um Netto-Null-Ziele zu erreichen.

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