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Wenn die Schifffahrtsindustrie die IMO-Ziele zur Emissionsreduzierung erreichen will, müssen mehr Schiffe mit alternativen, nachhaltigen Kraftstoffen wie Wasserstoff und Ammoniak betrieben werden. Norwegische Unternehmenscluster nehmen die Dinge selbst in die Hand, um die notwendige Infrastruktur und die Wertschöpfungsketten für diese neuen grünen Schiffskraftstoffe zu schaffen.

Ocean Hyway Cluster, ein Cluster, das sich stark auf maritimen Wasserstoff konzentriert, und seine Projektpartner haben Fähr- und Schnellbootrouten, Schifffahrtsrouten und Offshore-Verkehr entlang der norwegischen Küste kartiert, die nicht von batteriebetriebenen Fähren, wohl aber von Wasserstoffschiffen befahren werden können.

Sie haben den Behörden und den Akteuren des maritimen Sektors einen detaillierten Fahrplan dafür vorgelegt, wo und wie die Infrastruktur für Wasserstoff und Ammoniak aufgebaut werden sollte.

Signifikante Dekarbonisierung im Seeverkehr

"Unsere Berechnungen zeigen, dass wir die Kohlenstoffemissionen um 1,17 Millionen Tonnen reduzieren können, wenn wir die mit Heizöl und Erdgas betriebenen Schiffe entlang der norwegischen Küste durch mit Wasserstoff und Ammoniak betriebene Schiffe ersetzen", sagt Svardal.

Sowohl Wasserstoff als auch Ammoniak können völlig emissionsfreie Kraftstoffe sein. Die Art ihrer Herstellung bestimmt ihren gesamten Kohlenstoff-Fußabdruck. Die beiden Brennstoffe sind miteinander verwandt, da Ammoniak Wasserstoff in chemisch gebundener Form ist. Dennoch haben sie etwas unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungsbereiche.

Ein weiterer wichtiger Faktor bei Ammoniak ist, dass es bereits gut entwickelte und skalierte Wertschöpfungsketten für Produktion und Transport gibt. Denn Ammoniak ist nicht nur ein hervorragender alternativer Energieträger, sondern auch einer der wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung von Düngemitteln.

"Wir haben bereits genug Wissen, um die benötigten Schiffe zu bauen. Wenn die Werft Brødrene AA zum Beispiel einen Auftrag für ein Wasserstoffschiff erhält, wird es 36 Monate später vom Stapel laufen", sagt Svardal.

Die emissionsfreie Schnellfähre Aero40 H2 von Brødrene AA kann längere Strecken zurücklegen als batteriebetriebene Fähren.

Ammoniak als Schiffskraftstoff

Um die Dekarbonisierung des Seeverkehrs voranzutreiben, beteiligt sich der Unternehmenscluster Maritime CleanTech an dem von der EU finanzierten ShipFC-Projekt, in dessen Rahmen die weltweit erste Hochleistungs-Ammoniak-Brennstoffzelle auf einem Schiff installiert wird, und koordiniert es.

"Festoxid-Brennstoffzellen, die mit Ammoniak betrieben werden, werden auf dem Offshore-Unterstützungsschiff Viking Energy nachgerüstet. Das Schiff wird für Equinor im Einsatz sein, und wir hoffen zu zeigen, dass auch große, energieintensive Schiffe emissionsfrei sein können. Damit ebnen wir den Weg für den Einsatz von Ammoniak in größeren Schiffen, die über größere Entfernungen fahren", sagt Hege Økland, CEO von Maritime CleanTech (Anmerkung der Redaktion: Frau Økland hat ihren Posten im Oktober 2022 aufgegeben und ist jetzt CEO des Wasserstoffunternehmens Hy2gen Norway AS).

Das Ammoniak-Brennstoffzellensystem wird eine Kapazität von 2 MW haben, und das Schiff soll während eines 12-monatigen Versuchszeitraums mindestens 3 000 Stunden mit den Brennstoffzellen betrieben werden. Zu den Projektpartnern gehören die norwegischen Unternehmen Alma Clean Power, Eidesvik Offshore, Equinor, Wärtsilä Norway und Yara International sowie weitere norwegische und europäische Schifffahrtsunternehmen, Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen.

Mit Wasserstoff betriebene Schiffe

Parallel dazu nimmt Maritime CleanTech an dem Projekt Value Chain for Green Liquid Hydrogen teil, das im Rahmen des norwegischen PILOT-E-Programms finanziert wird. Ziel des Projekts ist der Aufbau einer kompletten Flüssigwasserstoff-Versorgungskette in Norwegen für maritime Anwendungen. Es wird von BKK, einem norwegischen Netzbetreiber und Anbieter von Energielösungen, geleitet, wobei Equinor und das französische Unternehmen Air Liquide wichtige Partner sind.

"Flüssiger Wasserstoff ist ein technisch anspruchsvoller Energieträger. So muss er beispielsweise bei einer Temperatur von -266 °C gelagert werden. Dies stellt Herausforderungen an Transport, Lagerung, Bunkerung und Betankung. Aber wir verfügen über ein enormes Fachwissen und Erfahrungen mit LNG, die wir bei der Entwicklung von Lösungen nutzen können", sagt Hege Økland.

Der Ocean Hyway Cluster führt ein eigenes Projekt durch, die Wasserstoffinfrastruktur in der maritimen Industrie (HyInfra), das sich auf Druckwasserstoff, Flüssigwasserstoff und Ammoniak konzentriert.

"Wir haben eine Zahl ermittelt, wie viele Tonnen Wasserstoff wir in Norwegen benötigen könnten. Wir sind bis auf die Fahrplanebene hinuntergegangen, um herauszufinden, wo wasserstoffbetriebene Schiffe eingesetzt werden können, wobei die Strecken, die mit batteriebetriebenen Fähren zurückgelegt werden können, nicht mitgezählt wurden. Unsere bisherigen Analysen zeigen einen Bedarf von 39 000 Tonnen Wasserstoff bis 2035", sagt Kristin Svardal.

"Man muss einen Rechner benutzen, um zu berechnen, welcher Kraftstoff für einen bestimmten Betrieb und ein bestimmtes Schiffsprofil am besten geeignet ist. Ammoniak hat beispielsweise eine höhere Energiedichte, so dass man auf größeren Schiffen, die längere Strecken zurücklegen, mehr Energie als aus Wasserstoff gewinnen kann. In Fällen, in denen das Gewicht eine Rolle spielt, wie z. B. bei Hochgeschwindigkeitsschiffen, kann Wasserstoff der am besten geeignete Brennstoff sein", erklärt Økland.

Sie betont, dass dies nur einige von vielen Faktoren sind, die bei der Wahl eines Kraftstoffs berücksichtigt werden.

Auf dem Weg zu einer emissionsfreien Gesellschaft

"Die Technologie ist eigentlich nicht die größte Herausforderung, auch wenn es noch ein weiter Weg ist. Wir werden es schaffen, Boote zu bauen, die mit grünen Kraftstoffen fahren. Die Herausforderungen sind kommerzieller Natur und betreffen die Veränderung von Strukturen und Systemen", sagt Økland.

Sowohl sie als auch Svardal glauben, dass Norwegen die einmalige Chance hat, eine nachhaltige und lukrative Industrie rund um Wasserstoff und Ammoniak als Kraftstoffquellen aufzubauen. Aber es gibt noch große Herausforderungen, wenn es um die Skalierung grüner Kraftstoffe geht.

"Wir haben noch einen weiten Weg vor uns, bis sie zu einem Standardprodukt werden, sowohl was die Entwicklung der Schiffskomponenten als auch der Kraftstoffe selbst angeht", betont Svardal vom Ocean Hyway Cluster, bevor er mit einer Herausforderung abschließt:

"Wir haben gesagt, dass wir auf eine Null-Emissions-Gesellschaft hinarbeiten - aber die Entwicklung von Technologien ist kostspielig. Wir brauchen daher eine aktive Politik mit proaktiven Strategien, wie die Bereitstellung von Finanzhilfen und die Nutzung der Möglichkeiten des öffentlichen Beschaffungswesens. Wir brauchen stärkere Instrumente, um Märkte für Wasserstoff und Ammoniak zu schaffen und zu vergrößern, damit sie für die Schifffahrtsindustrie rentabel werden.

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