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

Ocean Hyway Cluster, ein Cluster, der sich stark auf maritimen Wasserstoff konzentriert, und seine Projektpartner haben Fähr- und Hochgeschwindigkeitsbootrouten, Schifffahrtsrouten und Offshore-Verkehr entlang der norwegischen Küste kartiert, die von batteriebetriebenen Fähren nicht abgedeckt werden können – aber von ihnen abgedeckt werden können Wasserstoffgefäße.

Sie haben den Behörden und Akteuren im maritimen Sektor einen detaillierten Fahrplan vorgelegt, wo und wie Infrastruktur für Wasserstoff und Ammoniak aufgebaut werden soll.

Erhebliche Dekarbonisierung der Seeschifffahrt

„Unsere Berechnungen zeigen, dass wir die CO₂-Emissionen um 1,17 Millionen Tonnen reduzieren können, wenn wir entlang der norwegischen Küste Schiffe, die mit Heizöl und Erdgas betrieben werden, durch Schiffe ersetzen, die mit Wasserstoff und Ammoniak betrieben werden“, sagt Svardal.

Sowohl Wasserstoff als auch Ammoniak können völlig emissionsfreie Kraftstoffe sein. Die Art und Weise ihrer Herstellung bestimmt ihren gesamten CO2-Fußabdruck. Die beiden Brennstoffe sind verwandt, da es sich bei Ammoniak um Wasserstoff in chemisch gebundener Form handelt. Dennoch haben sie etwas unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungsbereiche.

Was Ammoniak betrifft, ist ein weiterer wichtiger Faktor, dass es bereits gut entwickelte und skalierte Wertschöpfungsketten für Produktion und Transport gibt. Denn Ammoniak ist nicht nur eine hervorragende alternative Kraftstoffquelle, sondern auch einer der wichtigsten Rohstoffe für die Düngemittelherstellung.

„Wir verfügen bereits über genügend Wissen, um die Schiffe zu bauen, die wir brauchen. Wenn beispielsweise die Werft Brødrene AA 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 Schiffstreibstoff

Um das Tempo der maritimen Dekarbonisierung zu beschleunigen, beteiligt sich der Unternehmenscluster Maritime CleanTech am EU-finanzierten ShipFC-Projekt und koordiniert dieses, bei dem die weltweit erste Hochleistungs-Ammoniak-Brennstoffzelle auf einem Schiff installiert wird.

„Mit Ammoniak betriebene Festoxidbrennstoffzellen werden auf dem Offshore-Versorgungsschiff Viking Energy nachgerüstet. Das Schiff wird für Equinor im Einsatz sein und wir hoffen zu zeigen, dass auch große, energieintensive Schiffe emissionsfrei sein können. So ebnen wir den Weg für den Einsatz von Ammoniak in größeren Schiffen, die längere Strecken zurücklegen“, sagt Hege Økland, CEO von Maritime CleanTech (Anmerkung der Redaktion: Frau Økland hat ihren Posten im Oktober 2022 verlassen und ist jetzt CEO des Wasserstoffunternehmens Hy2gen Norwegen AS).

Das Ammoniak-Brennstoffzellensystem wird eine Leistung von 2 MW haben und das Schiff soll während einer zwölfmonatigen Testphase mindestens 3.000 Stunden lang mit den Brennstoffzellen betrieben werden. Zu den Projektpartnern zählen die norwegischen Unternehmen Alma Clean Power, Eidesvik Offshore, Equinor, Wärtsilä Norway und Yara International sowie weitere norwegische und europäische Reedereien, Forschungseinrichtungen und Branchenakteure.

Wasserstoffbetriebene Schiffe

Parallel dazu beteiligt sich Maritime CleanTech am Projekt „Value Chain for Green Liquid Hydrogen“, das im Rahmen des norwegischen PILOT-E-Programms finanziert wird. Ziel des Projekts ist der Aufbau einer vollständigen Lieferkette für flüssigen Wasserstoff in Norwegen für maritime Anwendungen. Die Leitung liegt bei BKK, einem norwegischen Netzbetreiber und Anbieter von Energielösungen, mit Equinor und dem französischen Unternehmen Air Liquide als wichtigen Partnern.

„Flüssiger Wasserstoff ist ein technisch anspruchsvoller Energieträger. Beispielsweise muss es bei einer Temperatur von -266 °C gelagert werden. Dies stellt den Transport, die Lagerung, die Bunkerung und die Betankung vor Herausforderungen. Aber wir verfügen über enormes Fachwissen und Erfahrung mit LNG, die wir bei der Entwicklung von Lösungen nutzen können“, sagt Hege Økland.

Ocean Hyway Cluster betreibt ein eigenes Projekt, Hydrogen Infrastructure in the Maritime Industry (HyInfra), das sich auf komprimierten Wasserstoff, flüssigen Wasserstoff und Ammoniak konzentriert.

„Wir haben eine Zahl erhalten, wie viele Tonnen Wasserstoff wir in Norwegen benötigen könnten. Wir sind bis auf die Fahrplanebene abgetaucht, um herauszufinden, wo wasserstoffbetriebene Schiffe eingesetzt werden können, ganz abgesehen von den Strecken, die mit batteriebetriebenen Fähren zurückgelegt werden können. Bisher zeigen unsere Analysen einen Bedarf von 39.000 Tonnen Wasserstoff bis 2035“, sagt Kristin Svardal.

„Man muss einen Rechner verwenden, um zu berechnen, welcher Kraftstoff für einen bestimmten Betrieb und ein bestimmtes Schiffsbetriebsprofil am besten geeignet ist. Ammoniak hat beispielsweise eine höhere Energiedichte, sodass Sie auf größeren Schiffen, die längere Strecken zurücklegen, mehr Energie gewinnen können als mit Wasserstoff. Aber in Fällen, in denen es auf das Gewicht ankommt, etwa bei Hochgeschwindigkeitsschiffen, könnte Wasserstoff der am besten geeignete Kraftstoff sein“, erklärt Økland.

Sie betont, dass dies nur einige von vielen Faktoren seien, die bei der Auswahl des Kraftstoffs berücksichtigt würden.

Auf dem Weg zu einer Null-Emissions-Gesellschaft

„Die Technologie ist eigentlich nicht die größte Herausforderung, auch wenn noch ein langer Weg vor uns liegt. Wir werden es schaffen, Boote zu bauen, die mit grünen Treibstoffen betrieben werden. Die Herausforderungen sind kommerzieller Natur und erfordern veränderte Strukturen und Systeme“, sagt Økland.

Sowohl sie als auch Svardal glauben, dass Norwegen eine einzigartige Chance hat, eine nachhaltige und lukrative Industrie rund um Wasserstoff und Ammoniak als Brennstoffquellen aufzubauen. Doch bei der Skalierung grüner Kraftstoffe gibt es noch große Herausforderungen.

„Wir haben noch einen langen Weg vor uns, bis sie zu einem Standardprodukt werden, was die Entwicklung von Schiffskomponenten und den Treibstoffen selbst betrifft“, 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 Technologieentwicklung ist kostspielig. Wir brauchen daher eine aktive Politik mit proaktiven Strategien, etwa der Bereitstellung finanzieller Unterstützung und der Nutzung öffentlicher Beschaffungskapazitäten. Wir brauchen stärkere Instrumente, um Märkte für Wasserstoff und Ammoniak zu schaffen und auszubauen, damit sie für die Schifffahrtsindustrie profitabel sind.“

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