Wie schon der Name erahnen lässt, setzt das Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP mit Sitz in Rostock seine Forschungsschwerpunkte bei der innovativen Gestaltung der Produktion von Großstrukturen. Auf der Grundlage angewandter Forschung entwickelt und realisiert das IGP mit Kooperations- und Projektpartnern Konzepte für Produkt- und Prozessinnovationen in diversen Zukunftsbranchen. Aktuell umfasst das Forschungsportfolio Fertigungsverfahren, Automatisierungstechnik, Qualitätstechnik, Unternehmensorganisation und Produktentwicklung für die Geschäftsfelder Schiffe und Offshore, Bauwesen, Stahlbau sowie Flugzeug- und Schienenfahrzeugbau. Eines der zentralen Projekte widmet sich derzeit der nicht unerheblichen Frage, wie die Schifffahrt in Zukunft endlich nachhaltiger werden kann.

Verkehrswende auch auf den sieben Weltmeeren

Zur Beantwortung dieser Frage wollen die Forschenden des IGP zukünftig auf einem Großmotorenprüffeld im Rostocker Seehafen unter anderem Motorentechnik für den nachhaltigen Einsatz von PtX-Kraftstoffen (Power-to-X, steht für strombasierte Kraftstoffe) entwickeln. Auf diesem Weg will das Fraunhofer-Institut vor allem die maritime Industrie dabei unterstützen, umweltfreundlicher zu werden. „Die Entwicklung alternativer Antriebssysteme sowie Lösungen für eine Umrüstung von Bestandsflotten sind essenziell, um hochgesteckte klimapolitische Ziele möglichst kurzfristig und gleichzeitig nachhaltig zu erreichen“, so Professor Wilko Flügge, Institutsleiter des IGP.

Komplexe Aufgaben erfordern kooperatives Know-how

Für die Umsetzung der Pläne sind neben dem Anwendungszentrum Wasserstoff – welches wiederum Teil der Forschungsfabrik Wasserstoff MV ist, die das Fraunhofer IGP zusammen mit den Leibnitz-Instituten für Katalyse (LIKAT) beziehungsweise für Plasmaforschung und Technologie (INP) ins Leben gerufen hat – weitere Kooperationspartner mit an Bord: der Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren (LKV) der Universität Rostock sowie die FVTR GmbH (Forschungszentrum für Verbrennungsmotoren und Thermodynamik Rostock). Die Arbeit des Anwendungszentrum Wasserstoffs umfasst innerhalb des Projekts mehrere Themenbereiche, Kernelement ist dabei aber das bereits erwähnte Großmotorenprüffeld. „Wir untersuchen, wie Wasserstoff als Primärkraftstoff oder Additiv zum Einsatz kommen kann. Zusätzlich beschäftigen wir uns mit der Verbrennung von Wasserstoffderivaten wie Methanol oder anderen E-Fuels“, so Projektleiter Dr. Benjamin Illgen. „Außerdem bauen wir Kompetenzen im Bereich Brennstoffzellentechnik und damit verbunden im Bereich Batterietechnik auf. Wir wollen das Forschungsfeld Energiewandler möglichst gesamtsystemisch abbilden.“ Das Großmotorenprüffeld wird dabei auch Unternehmen zur Prüfung ihrer Motoren zur Verfügung stehen.

Aus alt mach nachhaltig

Der in dem Projekt verankerte Ansatz gilt übrigens nicht nur der Ausrüstung zukünftiger Schiffsmodelle sondern auch der Aufrüstung bereits existierender. Somit wird das Thema Retrofitting von bereits bestehenden Schiffsflotten konkret mit einbezogen, haben diese doch in der Regel sehr lange Lebenszyklen, sodass sie nicht selten bis zu 30 Jahre im Einsatz sind. Um auch diese fit für nachhaltige Technologien zu machen, forscht das IGP an Retrofitlösungen für Tanksysteme, Leitungen und Rohre. Auch Aspekte aus den Bereichen Logistik, Bauraumoptimierung und Schiffsstruktur stehen auf der Agenda. Schließlich widmet sich das Anwendungszentrum Wasserstoff auch noch der Etablierung einer Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft. Unter fachlicher Leitung des Leibniz-Institutes für Katalyse (LIKAT) werden Technologien zum Auffangen und zur Wiederverwendung von CO2 nach der Verbrennung kohlenstoffhaltiger E-Fuels entwickelt.

Video