Forschungsprojekt der TU Berlin - Erstes emissionsfreies Schubschiff der Welt probt auf Spree und Havel

Mo 06.06.22 | 08:19 Uhr | Von Martin Küper
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AS_Wasserstoff-Binnenschiff (Quelle: rbb)
Video: rbb|24 | 06.06.2022 | Material: rbb24 Abendschau | Bild: rbb

Auf Spree und Havel ist derzeit das weltweit erste emissionsfreie Binnenfrachtschiff unterwegs. Auf dem mit Wasserstoff angetriebenen Schubschiff liegt angesichts der steigenden Energiepreise viel Hoffnung – doch die Hürden sind hoch. Von Martin Küper

Auf der Nordseite des Berliner Westhafenkanals liegt eine ganze Flotte von sogenannten Leichtern an der Kaimauer. Das sind große Schubkähne ohne Besatzung und ohne eigenen Antrieb. Diese Leichter über die Flüsse zu bugsieren, ist Aufgabe der Schubschiffe, zu denen nun auch das erste hybrid angetriebene Schubschiff namens Elektra gehört. Dieses unterscheidet sich schon durch seinen grünen Anstrich von den meist schwarz-weiß gehaltenen konventionellen Schubschiffen. Vor allem aber fällt die Elektra auf, weil sie keinen Lärm macht und auf dem großen Achterdeck viel Platz hat für ein ganzes Arsenal von Wasserstoffbehältern.

Das erste emissionsfreie Binnenfrachtschiff ist ein Projekt der TU Berlin und der Berliner Hafen- und Lagerhausgesellschaft Behala. Auf seinen Probefahrten auf Havel und Spree soll es in den folgenden Monaten zeigen, dass Schubschifffahrt auch nachhaltig geht. Das Schubschiff ist hybrid angetrieben. Das heißt, es fährt auf kurzen Distanzen mit Akkuantrieb. Für lange Distanzen gibt es den Brennstoffzellenantrieb mit Wasserstoff.

Praxistest im Probebetrieb

An Bord sind neben dem Schiffsführer und zwei Matrosen auch zwei Männer, die sehr aufmerksam jede Aktion des Schiffes beobachten und analysieren. Gerd Holbach und Sebastian Apenbrink von der TU Berlin haben sich zusammen mit ihrem Team dieses Schiff ausgedacht - und die Idee dann mit der Behala und vielen anderen Projektpartnern umgesetzt. Seit 2016 wurde geplant, geworben, finanziert und schließlich gebaut.

Nachdem sie sich einen Leichter vorgenommen hat, legt das Schubschiff ab Richtung Plötzensee-Schleuse. "Wir haben ein funktionierendes System", sagt Projektleiter Gerd Holbach. "Wir müssen noch Langzeittests machen, um zu zeigen, dass wir auch bei jedem Wetter die notwendigen Betriebsstunden hinkriegen." Aber schon jetzt seien sie mit Reedereien in Kontakt, die entsprechende Schiffe herstellen wollen.

Bordeigener Kran hievt den Wasserstoff aufs Schiff

Am Anfang der Probefahrt fährt die "Elektra" ganz leise mit der Energie der vollgeladenen Akkus, von denen sie eine ganze Batterie im Schiffsinneren mitführt. Sie sind mit Landstrom aufgeladen, an E-Tankstellen, wie es sie schon in manchen Häfen gibt und die an die Ladesäulen für E-Autos erinnern. Die beiden Elektromotoren bekommen ihre Energie für lange Strecken vor allem aber aus den drei Brennstoffzellen auf dem Oberdeck, für die wiederum die Wasserstoffbehälter den Treibstoff liefern. In der Brennstoffzelle wird elektrischer Strom aus Wasserstoff gewonnen. Das geschieht durch die Umkehrung der Elektrolyse. Wasserstoff und Luftsauerstoff reagieren zu Wasser, dabei entstehen Wärme und elektrische Energie. Letztere treibt den Elektromotor an.

Eigene Wasserstoff-Tankstellen in jedem Hafen seien dabei künftig nicht nötig, betont Gerd Holbach. Auf der Elektra gibt es einen bordeigenen Kran, mit dem fertig geladene Wasserstoffbehälter auf Deck gehievt werden können - und dann nur ausgetauscht werden müssen.

Blick im Westhafen auf das erste emissionsfreie Schubboot "Elektra" (Bild: dpa/Jörg Carstensen)

Wenig Wasserstoff-Vorbilder für die Schifffahrt

Mit Wasserstoff als Treibstoff in der Schifffahrt gibt es bisher kaum praktische Erfahrungen, allenfalls Experimente und Pläne. Zum Beispiel ein wasserstoffbetriebenes Binnenschiff, das bald auf dem Rhein zwischen Rotterdam und Antwerpen verkehren soll. Für die Schiffsverkehre auf See spielt Wasserstoff bisher noch keine Rolle.

Voraussetzung für einen massenhaften Einsatz wäre eine massenhafte und auch kostengünstigere Produktion von grünem Wasserstoff, aber davon ist man noch weit entfernt. Nun begünstigen zwei globale Entwicklungen weitere Schritte in die H2-Zukunft: der zunehmende Druck auf Produzenten und Reedereien, die Emissionen ihrer Flotten aus Klimaschutzgründen zu senken und die steigenden Rohstoffpreisedurch einen teilweisen Ausfall russischer Lieferungen.

Teurer Start

Die Investitionskosten sind allerdings hoch und die Schiffe müssen in der Regel Jahrzehnte genutzt werden, damit sie rentabel sind und Gewinne abwerfen. Als erstes Schiff ihrer Art hatte auch die Elektra einen sehr hohen Preis: mehr als 14 Millionen Euro hat das Schiff gekostet, zum großen Teil finanziert aus Bundesmitteln. Die Anschaffungskosten, so schätzt es Gerd Holbach, würden aber von Schiff zu Schiff künftig deutlich sinken – und was die Kosten für den Betrieb betrifft, hält er die Elektra schon jetzt für konkurrenzfähig. "Wir haben uns die Versorgung mit Wasserstoff gesichert bis Ende 2024 und der Preis ist so, dass wir sagen können bereits vor dem Explodieren der fossilen Energien waren wir pari, im Moment würden wir sogar sagen, wir sind vorteilhaft."

Was Kraft und Reichweite betrifft, so Holbach, braucht sie den Vergleich mit den Diesel-Pendants nicht zu scheuen. Noch in diesem Jahr soll sie für ihre Probefahrten die heimischen Gewässer verlassen und nach Hamburg geschickt werden. Das ist eine durchgehende Fahrt von etwa 400 Kilometern ohne Energieaufnahme.

Geräusch- und geruchsärmer

Michael Senft ist seit zwanzig Jahren schon als Schiffsführer unterwegs, fast immer auf dem Rhein. Seine Reederei hat ihn nun mit seinem Team nach Berlin geschickt, um die Elektra zu testen. Senft kommt nach den ersten Fahrten zu einem klaren Ergebnis: auch für ihn ist die Elektra ein bereits gut funktionierendes Schiff. "Der Hauptunterschied ist, dass es so geräuschlos ist, zumindest solange die Brennstoffzellen außer Betrieb sind. Wenn die Brennstoffzellen dann laufen, hört man schon ein bisschen mehr Betriebsgeräusch, aber trotzdem ist es immer noch sehr angenehm."

Tatsächlich ist es deutlich zu hören, wenn die Brennstoffzellen hochgefahren werden und die leisen Akkus ablösen, aber als in geringer Entfernung ein Diesel-Schubschiff passiert wird klar: Ein fossiler Antrieb ist nicht nur deutlich lauter, man riecht ihn auch noch lange Zeit später. Da ist der Wasserdampf der Elektra absolut konkurrenzlos.

Sendung: rbb24 Abendschau, 06.06.2022, 19:30 Uhr

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Beitrag von Martin Küper

41 Kommentare

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  1. 41.

    Vielen Dank für Ihre Rückendeckung aber bei diesen Beiden ist Hopfen und Malz verloren. Die stehen unter Vertrag und müssen das publizieren, wofür sie bezahlt werden. Traurig, dass technischer Fortschritt von solchen Typen verunglimpft wird.
    Erinnert mich irgendwie an das Mittelalter, als das geozentrische Weltbild langsam abgelöst wurde.
    In 15 Jahren wird kein Mensch mehr über Batterieautos reden.

  2. 40.

    Hier in Sachsen wird 2024 die Strecke Leipzig Döbeln mit einem Batteriezug bedient. Eventuell sogar bis nach Dresden über Meißen. Teile der Strecke sind elektrifiziert, sodass super nachgeladen werden kann....

    Was wurde aus den H2-Zug Plänen in der Lausitz?

  3. 39.

    Jaja, da redet der "Fachmann" vom "Institut für Wasserstoffanwendungen".....

    Selten so viele Fachleute hier im RBB gesehen wie zu EE, Braunkohle, E-Auto-Akkus, Wasserverbrauch und Wasserstoff.

    Am besten immernoch die Behauptung eines Kommentartors zu PV. PV würde zur Erderwärmung beitragen, da zusätzliche Sonnenstrahlen eingefangen würden. Ich spiel hier meist nur noch Bullshit Bingo, dank Ihnen gewinn ich meist recht schnell....

  4. 38.

    @ Heidekind Den Elchtest gibt es seit 1970 in Schweden, genannt " Kindertest " .1997 fand der Test mit der A-Klasse statt. Damals wurde der Name "Elchtest " von der deutschen Presse erfunden. Die A-Klasse wurde daraufhin mit ESP ausgestattet, als 1. Nichtluxusfahrzeug. Schade, dass er eingestellt wurde.

  5. 37.

    Könnten Sie uns daran teilhaben lassen, welche TU Ihnen gehört?

    Ich hab ja ne Idee welches "Institut" das sein könnte.

    PS: Ich kenne genug "Wasserstoff/Brennstoffzellenforscher" die den Blödsinn in Cottbus und Dresden nicht mehr mitmachen wollten und sich vernünftige Jobs gesucht haben. Soll auch Kolbenverbrennungsmotoren Profs geben, die in Synfuels die Zukunft sehen ;)

  6. 36.

    Jetzt verstehe ich, warum kaum ein Hersteller Brennstoffzellen-PKW bauen will und sich praktisch alle auf BEV stürzen.

    Bei anderen Einsatzzwecken sieht es noch anders aus., doch fährt selbst der Zug öfters wieder mit Batterie.

  7. 35.

    Sie irren in vielerlei Hinsicht:

    1. Lesen sie sich die Diskussion zu dem Beitrag https://www.rbb24.de/wirtschaft/beitrag/2022/01/verkehr-berlin-brandenburg-auto-zulassungen-elektro-hybrid-benzin-diesel.html#top-of-comments tatsächlich durch und fabulieren sie nicht darüber. Hier wurde von kompetenten Fachleuten unsere Zukunft erläutert.

    2. "..oder eigenem Entsalzer zum Nachtanken der eigenen Solar-H2 Tankstelle." Was denn für eigene H2-Tankstellen? Davon war nie die Rede. Wir haben ein Tankstellennetz und auch Erfahrungen mit Gas als Treibstoff. Das H2 wird zentral erzeugt (wo wurde beschrieben) und dann über eine Rohrleitungssystem ins Landesinnere transportiert.

    3. "...wäre dies aber Verschwendung von Ingenieurskapazitäten,..." wissen sie eigentlich wie lächerlich diese Argumentation wirkt? Zum einen gibt es bereits ausgereifte Technologien (habe in meiner Fakultät selber daran mitgewirkt) und zum anderen ist der Einsatz von wissenschaftlichen Kapazitäten gerechtfertigt.

  8. 34.

    Das Interesse an kleinen H2 Lösungen für Mobilitätsanwendungen scheint aber auch in der Industrie überschaubar zu sein.
    Da dürfte auch eine Neuwahl des Bundestags kaum etwas ändern.
    Wahrscheinlich auch weil das ganze drumherum um H2 deutlich umständlicher ist als die rein elektrische Lösung.
    Eine H2 Tankstelle mit eigener Erzeugung baut kein Handwerker von nebenan mal ebenso auf.
    Ganz davon ab, dass man derzeit noch bei etwa 20 Fuss Container liegt.
    Eine Ladesäule mit der eigenen PV-Anlage kombinieren ist dagegen Kindergarten. Mehr Unabhängigkeit vom Energiemarkt geht dann kaum noch.
    Im Sommer ist das Fahren mit 100% eigenerzeugter billiger Energie technisch überhaupt kein Thema. Selbst mit Netzstrom fahre ich derzeit mit <7EUR/100km technischen Betriebskosten. Mit der an meiner bevorzugten Ladesäule noch nicht vorhandenen PV-Anlage dürfte ich die technischen Kosten auf unter 3EUR/100km drücken, egal was an der EEX oder in Russland oder Katar abgeht.

  9. 33.

    Das Konzept ist übrigens ursprünglich unter Merkel erarbeitet worden. Hoffen Sie, dass der Staat mit der richtigen Partei an der Macht die Firmen verstaatlicht, weil die nur noch Batterie-PKW bauen wollen oder dass er die Energiewende gleich ganz abbläst?

  10. 32.

    Das hat überhaupt nichts zu sagen. Es wäre nicht das erstemal, dass man in Berlin was vergißt. Außerdem ist das lediglich Ausdruck der grünen Doktrin, die spätenstens bei der nächsten Wahl beendet sein wird, falls die Koalition so lange hält.

  11. 31.

    Eine Technik gibt es in der Tat nicht für alle Anwendungsfälle. Dafür sind die Anforderungen zu vielfältig. Nur kristallisiert sich eben zunehmend heraus, wo welche Alternative die wirtschaftlichere ist. Beim Binnenschiff kann es die Brennstoffzelle sein, bei der BVG-Fähre ist es die Batterie und für Ozeandampfer sind es vielleicht E-Fuels.

    Bei PKW beherrscht die Batterie den Markt der alternativen Antrieb, Verbrenner (auch als Hybride) sind ein Auslaufmodell und FCELL wird auf absehbare Zeit keine nennenswert Rolle spielen, weil der Wirkungsgrad dafür zu schlecht ist, als da dafür H2 verschwendet werden kann.
    Bei LKW/Bus ist es komplizierter. Im Regionalverkehr steht der Batterie-LKW/Bus zunehmend zur Verfügung, im Fernverkehr hat H2 noch eine Chance.

    Und dann gibt es noch diverse Industrien, die auf H2 für de Dekarbonisierung angewiesen sind. Das wird gerne von einigen hier vergessen.

    HSB und andere Bahnen habe ich nicht auf dem Schirm gehabt.

  12. 30.

    Ich denke man kann das schon so bezeichnen. Bis auf die geringeren Geräusche würde ich persönlich emissionsfrei druchaus gelten lassen.
    Was kann der Schiffseigentümer dafür, dass der Ladestrom aus dem Netz oder die Erzeugung des H2 nicht 100% emmissionsfrei sind? Das ist doch das Problem der Energiewirtschaft und nicht seins.
    Wenn die Abdeckung der Schuten noch in PV ausgelegt wird, könnte man sicher bei der realen CO2 Bilanz noch etwas nachhelfen bzw. die unabhängige Reichweite noch erhöhen oder die Pufferbatterie kleiner machen.
    Langfristig dürfte der Trend eher zu autarken Schuten mit eigenem Antrieb gehen.
    Was ist aus der Teststrecke am Oder-Spree-Kanal für selbstlenkende Schiffe eigentlich geworden?

  13. 29.

    Auch in der damaligen Diskussion ist H2 nicht als bevorzugte Lösung für den Individualverkehr herausgekommen.
    Wenn irgendjemand irgendwann den Elektrolyseur im kellertauglichen Format auf den Markt bringt, wird es vielleicht etwas mit ein paar Kanistern destilliertem Wasser aus dem Baumarkt oder eigenem Entsalzer zum Nachtanken der eigenen Solar-H2 Tankstelle. Beim jetzigen Stand wäre dies aber Verschwendung von Ingenieurskapazitäten, da es marktreife Technologien für hinreichend sauberen Individualverkehr gibt. Anders sieht es eben bei den großen Verbrauchern aus. Schiff, Stahl, Chemie etc. da hat H2 die große Zukunft insbesondere wo Wärme und keine Bewegung gebraucht wird. Vielleicht fällt später als Nebenprodukt auch etwas im kleinen Leistungsbereich ab. Aber ob das jemals effizient wird? Verdopplung der Energie/Masse bei Batterien und der Drops Langstrecke im Winter ist gelutscht. Ich persönlich komme mit den 60-80kWh im Boden sehr gut klar. Viele andere sicher auch.

  14. 28.

    Die Bundesregierung hat allerdings auch erläutert, wo sie den Einsatz von H2 für sinnvoll hält:
    "Wasserstoff ist ein flexibel einsetzbarer und leicht transportierbarer Energieträger. Wenn er mit erneuerbaren Energien hergestellt wird, ist er zudem klimafreundlich. Sein Einsatz ermöglicht, Deutschlands Industrie sowie den Lkw-, Schiff- und Flugverkehr klimaschonend umzugestalten. " PKW werden nicht aufgeführt.
    https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/klimaschutz/wasserstoff-technologie-1732248

  15. 27.

    Vermutlich interpretieren Sie "Matthias" #16 falsch. Antriebsarten nach den Einsatzfall ist die richtige und schlaue Kernbotschaft. Und ein Hybrid ist auch ein "Mix"...

  16. 26.

    Wobei die dampfgezogenen Züge teilweise noch als Nahverkehrsmittel gelten.
    Zum Brocken oder zum Schloss Granitz fährt kein öffentlicher Bus. Wer es aus eigener Kraft nicht schafft, ist dann schon auf die Kohle angewiesen, zum entsprechenden Preis. Ich glaub auf Rügen gar nicht mal so teuer wie im Harz. Gilt dort auch als Regionalbahn. Mit 9EUR Ticket?
    Aber auch der vollbiologische Antrieb ist noch lange nicht tot. Gestern erst ein Pferdefuhrwerk in der Stadt überholt.
    Keine Sauftour sondern Lastverkehr. Der eine oder andere Kleinbauer wird bei den Energiepreisen sicher schon in die Scheune geguckt haben, ob da noch was geht.
    Wie Wossi auch anderweitig immer wieder betont, der Mix macht es. Es gibt nicht die eine Technologie, die alles für jede Anwendung am besten kann. H2 verbrennen ist aus meiner Sicht momentan nur begrenzt sinnvoll vermittelbar. Der Aufwand vor der Verbrennung ist enorm und der Wirkungsgrad jeglicher Verbrennungsmaschine sehr schlecht im Vergleich zum E-Motor.

  17. 25.

    Bei PKW sind allerdings die Tage für Verbrenner gezählt. Der nächste Porsche 718 Boxter/Cayman dürfte 2025 batterieelektrisch und der 911 als ikonisches Verbrennerfossil übrig bleiben. Und selbst Toyota hat die Zeichen der Zeit erkannt und deshalb eine BEV-Offensive beschlossen. Der Mix aus #18 stellt sich durch die Altfahrzeige ein, die leider noch lange Jahre die Luft verpesten und CO2 in die Luft blasen werden. Matthias vergleicht die Verbrenner dabei mit Dampfloks, die heute auch nur noch bei Museumsbahnen zu finden sind.

  18. 24.

    Willkommen im Klub der H2-Befürworter, dem neuerdings auch sehr viele grüne Politiker angehören.
    Es gibt auch bei denen viele, mit steigender Tendenz.
    Und wenn sie etwas außergewöhnliches und komplexes zum Thema lesen wollen, empfehle ich die Diskussion zu dem Beitrag
    https://www.rbb24.de/wirtschaft/beitrag/2022/01/verkehr-berlin-brandenburg-auto-zulassungen-elektro-hybrid-benzin-diesel.html#top-of-comments
    Hier wurde von kompetenten Fachleuten unsere Zukunft erläutert.

  19. 22.

    „200km/h-Blinker-Links-Fraktion“ - Wer will schon ständig in der Mittelspur fahren? Fast jeder erreicht doch diese Geschwindigkeit. Ist selbst der „Limitfraktion“ nicht klar. Aber es gibt noch einen anderen Aspekt: Wie lächerlich wirkt ein lauter Doppelauspuff beim Ampelstart, wenn jedes E-Kennzeichen von hinten zu lesen ist? Und nun kommt der Hybrid ins Spiel. Wie auch immer, der Mix der Antriebe ist schlau, so wie „Matthias“ unter 18# geschrieben hat.

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