Innogy - ein CO2 neutrales Schiff

Karl-Heinz Hochhaus

 

Darüber habe ich einen Beitrag am 12. Jun. 2018‎ in Wikipedia hochgeladen

 

 Abb. 1: Die Innogy ist das erste mit Methanol-Brennstoffzellen betriebene Ausflugsschiff in Deutschland und wird von der Weissen Flotte Baldeney-GmbH eingesetzt (Quelle Innogy)

 

 1. Einführung

Das Ausflugsschiff Innogy (Abb. 1) ist Teil des „Greenfuel“-Projekts der RWE-Tochter Innogy und zeigt die Möglichkeit, auch als E-Fuel bezeichnetes Methanol aus Ökostrom, Wasser und CO2 aus der Umgebungsluft im Verkehr einzusetzen. Die Innogy fährt auf dem Baldeneysee. Das kombinierte System der Innogy besteht aus einem Methanol-Reformer und den Brennstoffzellen. Es wurde im Rahmen des E-und-E-Programms Pa-X-ell entwickelt, um eine umweltfreundliche Stromerzeugung für das interne Bordnetz von Kreuzfahrtschiffen zu realisieren. Von dem Pa-X-ell-Projektleiter Meyer Werft wurde ein Methanol-Brennstoffzellensystem zu Versuchszwecken auf einem Kreuzfahrtschiff installiert.

Der Ankauf des ehemaligen Ausflugsschiffes und der Umbau kostete rund zwei Millionen Euro und wurde durch die Innogy SE und aus den Fördermitteln der ‚Grünen Hauptstadt Europas – Essen 2017‘ finanziert.

 

Abb. 2: Schiffsdaten (Quelle Wikipedia)

 

2. Schiffsbeschreibung

Die Innogy ist ein 29 Meter Ausflugsschiff für 180 Personen mit Heimathafen Essen. Es wurde im Auftrag der RWE-Tochter Innogy von der Lux-Werft aus dem Fahrgastschiff Inselstadt Ratzeburg, das bislang in Ratzeburg gefahren war, in ein innovatives Vorzeigeschiff umgebaut. Die Verbrennungsmotoren wurden entfernt und der elektrischen Propellermotor wird mit Strom aus  7 Brennstoffzellen versorgt. Die Brennstoffzellen vom Typ HT PEM (Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran) wurden mit Unterstützung der EU vom dänischen Brennstoffzellenhersteller Serenergy entwickelt und hergestellt.

 

Abb. 3: Blick in das Brennstoffzellen-Antriebssystem (Quelle Innogy)

 

3. Brennstoffzellensystem

Das Brennstoffzellensystem hat eine Nennleistung von 35 kW und besteht aus sieben 5-kW-Modulen,  die in einem Schaltschrank integriert sind (Abb. 3) . Das elektrische Gesamtsystem besteht aus dem Brennstoffzellensystem und einem Akkumulatorsatz mit einer Kapazität von rund 100 kWh. Die Nutzung von Abwärme aus der Brennstoffzelle dient zur Unterstützung des Methanol-Reformers. Der Tankinhalt des Schiffes für Methanol beträgt 330 Liter.

Das Methanol wird in einer Elektrolyseeinheit mit nachgeschalteter Synthese direkt am Baldeneysee im Wasserkraftwerk Baldeney am Stauwehr erzeugt. In einer zwei mal zwei Meter großen Anlage wird Kohlendioxid aus der Umgebungsluft gefiltert und mit Hilfe von Strom und Wasser zu Methanol umgesetzt.

Abb. 4: Brennstoffzellen-Demonstrationsanlage der Meyer Werft im Rahmen des F&E-Vorhabens Pa-X-Ell an Deck der Passagierfähre Mariella.  Es handelt sich um 6 Methanol HT-PEM-Brennstoffzellen von Serenergy mit einer elektrischen Gesamtleistung von 60 kW, die in das Schiffsnetz eingespeist wird (Quelle Meyer Werft)

 

 

5. Hintergrund

Das Besondere an diesem Schiff ist die Technik der Maschinenanlage, die statt Dieselöl mit CO2-neutralem Methanol arbeitet und mit Einsatz eines Brennstoffzellensystems den Strom für den Antrieb, die Hilfsanlagen und den Hotelbetrieb generiert.

 

Im Rahmen des Forschungsleuchtturms e4ships 2.0 wird in dem Modul Pa-X-ell 2 , aufbauend auf dem Projekt Pa-X-ell, eine neue Generation von Hochtemperatur (HT)-PEM Brennstoffzellen für den Einsatz auf Schiffen untersucht und entwickelt.

 

Dafür ist die Entwicklung einer neuen Brennstoffzellengeneration und ihrer Produktionsprozesse notwendig. Der praktische Testbetrieb in Versuchsanlagen auf Passagierschiffen unter realen Umgebungsbedingungen ist relevanter Bestandteil zur Entwicklung der neuen zukunftsfähigen Energiekonzepten (Abb. 4).

 

 

 

5.1 Serenergy

Die dänische Firma Serenergy A/S war in diesem Projekt maßgeblich an der Entwicklung der 5 kW Brennstoffzelle beteiligt, die auch bei der hier vorgestellten  Innogy eingesetzt wurde. Ihr Projektbudget betrug rund 5,6 Mio € mit einer Eigenbeteiligung von rund 3 Mio. €.

 

Serenergy entstand 2006 im Rahmen einer Ausgründung eines  Universitätsprojekts mit Hauptsitz in Aalborg, Dänemarkund wuchs schnell von zwei Personen auf mehr als 70 Mitarbeiter mit Büros in China und auf den Philippinen. Der Kundenstamm ist international. SerEnergy gehört zu den führenden Entwicklernund Anbietern von Methanol-basierten Brennstoffzellen.und verfügt über rund 10 Jahre Erfahrung mit modernster Brennstoffzellentechnologie. Etwa 1.000 aktive Einheiten sind weltweit im Einsatz. SerEnergy gehört zur Fischer Gruppe mit Standorten in 8 Ländern, 20 internationalen Tochtergesellschaften und rund 2800 Mitarbeitern.

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 4: Die Methanolgewinnung erfolgt neben dem Wassserkraftwerk (Quelle Innogy)

 

 

 

 

5.2 Methanolgewinnung aus grünem Strom

In einer Elektrolyseeinheit wird aus Strom Wasserstoff gewonnen und mit nachgeschalteter Synthese aus Wasser und Kohlendioxid (CO2) mit Einsatz von Enzymen entsteht Methanol In einer zwei mal zwei Meter großen Anlage wird Kohlendioxid aus der Umgebungsluft gefiltert. Die Anlage  steht direkt am Baldeneysee, der Strom wird im Wasserkraftwerk Baldeney am Stauwehr erzeugt.

 

Abb. 5: Mit CO2 aus der Luft erfolgt mit Hilfe von Enzymen die Umwandlung des Stroms in Methanol (Quelle Innogy)

 

Innogy stellt mit dem Projekt im Rahmen der „Grüne Hauptstadt Europas – Essen 2017“ erstmals die gesamte Wertschöpfungskette von der Produktion des klimaneutralen Treibstoffs mithilfe Erneuerbarer Energien bis zur Anwendung in einer Brennstoffzelle in einem Schiff dar.  Der Innogy-Vorstandsvorsitzende Peter Terium sagte:

 

Mit der MS innogy machen wir die Energiewende für die Menschen vor Ort erlebbar. Wir holen die Hightech-Forschung aus dem Labor und zeigen ganz praktisch, wie die saubere Energiezukunft ohne Öl aussehen kann: leise, saubere Antriebe, die das Klima schonen. Die neue MS innogy ist der Beweis, dass wir die richtige Strategie haben, um möglichst schnell eine Alternative zum Öl zu finden: indem wir mit erneuerbaren Energien grüne Treibstoffe wie Methanol produzieren und damit klimafreundlich Schiffe, Flugzeuge und Schwertransporte antreiben."

6. Literatur und Quellen

 

Hochhaus, Karl-Heinz: Zukunft mit CO2-neutralen Brennstoffen in der Fachzeitschrift Schiffsbetriebstechnik Flensburg 2019 Nr. 1 Seite 15-18

 

Wikipedia Innogy (Schiff) https://de.wikipedia.org/wiki/Innogy_(Schiff) hochgeladen am 12. Jun. 2018