Er wirkt 21- bis 84-mal stärker als Kohlendioxyd. Nicht nur die Anwendung ist ein Problem, sondern vor allem der Transport und die Förderung von Erdgas als Basisprodukt von LNG. Für die Großschifffahrt ist LNG aktuell wohl die einzige Alternative zu Schweröl.

Die Roald Amundsen fährt ab diesem Frühjahr hybrid © Hurtigruten

Die Elektra läuft mit einem Hybrid-System. Was verstehen wir eigentlich genau darunter?

Energetische Hybrid-Systeme bestehen immer aus mehreren Energiequellen, die man zusammenschaltet, um damit etwas zu bewegen oder einen Vortrieb zu erzeugen. Der Elektromotor spielt dabei inzwischen eine zentrale Rolle und ist auch für die Zukunft gesetzt.

Die Energiequellen für den Elektromotor sind also vielfältig?

Man kann ein Akku-System mit Photovoltaik unterstützt arbeiten lassen. Ebenso kann man ein Akku-System verwenden, das man für größere Kapazitäten mit einer Brennstoffzelle kombiniert. Geht es am Tag 20 Mal über den Teich, reicht vielleicht ein Akku-System, das nachts mit – hoffentlich grünem – Strom aus der Steckdose geladen wird.

Elektra ist ein Hybridsystem aus Akkus und einer Brennstoffzelle © Technische Universität Berlin

Ein Schubschiff wie die Elektra braucht für eine Fahrt nach Hamburg größere Energiemengen an Bord. Sie benötigt also ein Hybrid-System aus Akkumulatoren mit einer Brennstoffzelle. Und nicht ein hybrides System aus Akku und Solartechnik, denn das stellt nicht genug Energie für den benötigten Schub bereit.

Es gibt nicht die eine Lösung für alle. Abhängig vom Anwendungszweck und den Fahrprofilen müssen wir die entsprechende Lösung ableiten. Immer unter der Vorgabe: Lokal emissionsfrei, global emissionsarm und perspektivisch auch emissionsfrei. Umsetzen müssen wir die neuen Technologien schrittweise, und dafür brauchen wir Beispiele.

Wir verheben uns, wenn wir alle Probleme auf einmal lösen wollen, auch wenn die Zeit drängt. Die Zeit, die wir leider seit Jahrzehnten bewusst oder unbewusst verschlafen haben, können wir nicht so einfach aufholen, so wünschenswert es auch wäre.

Lässt sich das Energiesystem der Elektra auch auf andere Anwendungsbereiche übertragen? Wie sieht es mit der Fahrgastschifffahrt aus?

Elektra ist de facto ein Energiesystem für vielfältige Anwendungen. Wir sind gerade dabei, das Konzept etwas variiert auf ein mehr als 100 Jahre altes Passagierschiff zu übertragen. Wir können daran aufzeigen, dass man alte, erhaltenswerte Tonnage umrüsten kann. Auch hier wird das System aus Akku und Brennstoffzelle bestehen. Aber die Spezifikation ist eine andere: Das Schiff wird nur im regionalen Betrieb eingesetzt und kehrt abends zurück in den Hafen, wo es Energie aufnehmen kann.

Wo liegen bisher die Herausforderungen bei der Umsetzung?

Wir müssen die Speicherung von Wasserstoff verbessern. Bisher haben wir noch eine sehr geringe Energiedichte im Vergleich zu anderen Energieträgern – wie Diesel zum Beispiel. Wir müssen also daran arbeiten, dass wir den Wasserstoff besser speichern können. Die Lösung können höhere Drücke sein, aber auch Flüssigwasserstoff, der andere Herausforderungen mit sich bringt. Höherer Druck bedeutet auch immer mehr Sicherheitstechnik.

Verflüssigung von Gas ist verfahrenstechnisch eine Kombination aus Druck und Kälte. Verflüssigter Wasserstoff wird über die Kälteabgabe an die Umwelt nach einer gewissen Zeit wieder gasförmig. Es entsteht das sogenannte Boil-Off-Gas. Das muss entweder energetisch sehr aufwendig rückverflüssigt werden oder ist an die Umwelt abzugeben. Diesen „Boil Off“ gilt es, durch verbesserte und neuartige Tanksysteme zeitlich zu verzögern – wie durch besser isolierte Tanks – und zu minimieren.

Eine andere Speicherart, die vielversprechend klingt, ist die LOHC-Technologie, also Liquid Organic Hydrogen Carrier. Hierbei wird Wasserstoff in eine Flüssigkeit eingelagert. Von einer Praxisanwendung für die Kleinschifffahrt sind wir hier noch weit entfernt, auch wenn das Thema immer konkreter wird.

Woran das System im Endeffekt scheitern könnte, ist die Verfügbarkeit von Wasserstoff zu vernünftigen Preisen. Ich spreche nicht von Wasserstoff aus der Chemiefabrik, sondern von Wasserstoff, der über Elektrolyse mit Strom aus Windkraft oder Sonnenenergie hergestellt wird. Bei uns natürlich Windkraft, was ja in der Region Berlin-Brandenburg nahe liegt.

Wie steht es mit der Wirtschaftlichkeit?

Der nächste Punkt ist der Preis. Damit der realistisch ist, muss die überschüssige Windenergie, die nicht ins Netz eingespeist wird, zu angemessenen Preisen zur Verfügung gestellt werden. Dafür wäre notwendig, dass die Politik den überschüssigen Strom, aus dem wir Wasserstoff erzeugen, nicht unnötig mit Abgaben belegt. Denn dann wird der Wasserstoff aus Windenergie so teuer, dass er gegenüber chemischem Wasserstoff oder Diesel nicht mehr wettbewerbsfähig ist. Windstrom ist aber der sauberste Strom und damit auch der sauberste Wasserstoff.

Ist die Verwendbarkeit von Wasserstoff nur eine Frage des Preises oder auch eine Frage der Verfügbarkeit?

Sicher ist es auch eine Frage der Quantität. Die Elektrolyseure, die den Strom in Wasserstoff umwandeln, laufen ja gerade erst an. Im Moment ist die Nachfrage noch höher als das Angebot.

Brauchen wir mehr Subventionen?

Nein! Wir müssen nur die zusätzlichen und unnötigen Abgaben und Umlagen für diesen Anwendungszweck beseitigen. Durch die aktuellen Fördermodelle muss der Strom aus Windenergie erst ins Netz eingespeist werden, weil die Verträge dies so vorgeben. Das heißt: Potentielle Wasserstoff-Elektrolyseure wie beispielsweise Windparkbetreiber müssen ihren selbst erzeugten, überschüssigen Strom zu Marktpreisen zurückkaufen. Und dann erst können sie Wasserstoff daraus machen.