Schiffsantrieb Weltgrößte Hybrid-Fähre fährt mit Antriebstechnik von Siemens

Auf der sogenannten „Vogelfluglinie“ zwischen dem deutschen Puttgarden und dem dänischen Rødby fährt Scandlines mit diesel-elektrischer Antriebstechnik von Siemens. Mit dem Hybridsystem können CO₂-Emissionen um 15 % reduziert werden. Und Scandlines steckt sich noch höhere Ziele. Die Green-Agenda der deutsch-dänischen Reederei lautet: From Hybrid to Zero Emission.

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Mit mehr als 90.000 Abfahrten verteilt auf 12 Fähren transportierte Scandlines 2014 insgesamt 14,8 Mio. Passagiere, 3,2 Mio. PKW, 900.000 Frachteinheiten sowie 60.000 Busse auf den Routen Puttgarden-Rødby, Rostock-Gedser und Helsingør-Helsingborg.

Die Partnerschaft zwischen Siemens und Scandlines begann Ende der 1990er Jahre. Siemens übernahm die Lieferung, Installation und Inbetriebnahme der kompletten Antriebs und Automatisierungstechnik von zwei Scandlines-Fährschiffen. Seitdem entwickelt und optimiert Siemens gemeinsam mit der deutsch-dänischen Reederei die Systeme kontinuierlich weiter. Aus einer ersten gemeinschaftlichen Idee zum Thema Hybridantriebssystem entstand im Jahr 2011 die Umsetzung der jetzigen Hybrid-Fähren mit Energy-Speicher-System (ESS).

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Optimale Effizienz der Dieselgeneratoren ausnutzen

Der diesel-elektrische Antrieb jeder Fähre setzt sich aus vier dieselbetriebenen Generatorsätzen mit jeweils 3,5 MW sowie vier Elektromotoren mit je 3 MWh Wellenleistung zusammen. Die Generatorleistung des Fährschiffs „Schleswig-Holstein“ wird durch das von Siemens nachgerüstete Batteriesystem mit 2,7 MWh ergänzt.

Die Dieselgeneratoren fahren konstant im optimalen Lastbereich bei einem Lastfaktor von 85 % bis 90 %. Bewegt sich die Fähre im niedrigeren Lastbereich, beispielsweise im Hafen, wird überschüssige Energie in einem Batteriesystem gespeichert. Neben dem Batteriesystem besteht der Hybridantrieb aus Lade- und Entladetechnik sowie der notwendigen Steuerungselektronik von Siemens. Das Energie-Speicher-System (ESS) dient als Puffer für die nicht benötigte elektrische Leistung der Generatorsätze. Die gespeicherte Energie ist bei höherem Energiebedarf entweder für das Bordnetz oder für die Elektromotoren nutzbar. Das ESS ist Teil des Blue-Drive-Plus-C-Antriebssystems von Siemens.

Treibstoffbedarf reduzieren und CO₂-Verbrauch senken

Im Falle eines Blackouts, das heißt, wenn die für die Stromerzeugung nötigen Dieselaggregate ausfallen, steht trotzdem Energie durch das Batteriesystem zur Verfügung. Bei durchgeführten Tests auf den Scandlines-Fähren wurde nicht einmal die Beleuchtung auf dem Schiff unterbrochen. Zum Vergleich: In einem konventionellen System muss im Falle eines Blackouts ein Notdiesel hochgefahren werden, der erst nach zehn bis 30 Sekunden Energie zur Verfügung stellen kann.

Durch die umweltfreundliche hybride Antriebstechnik spart die Reederei nicht nur einen bisher benötigten Generatorsatz ein, sondern reduziert auch den Treibstoffbedarf jeder Fähre um 15 % bis 20 %. Außerdem sinkt der CO₂-Verbrauch um bis zu 15 %, was etwa 15.000 t CO₂ jährlich für alle vier Fähren entspricht, die auf der Route Puttgarden-Rødby im Einsatz sind.

Vision: von Hybrid- zu Null-Emission-Fähre

Derzeit arbeiten Siemens und Scandlines mit Hochdruck am Fertigbau der beiden neuen Fähren „Berlin“ und „Copenhagen“, die auf der Linie Rostock-Gedser zum Einsatz kommen sollen. Auch diese Fähren werden mit der hybriden Antriebstechnik ausgestattet.

Die vier Schiffe der Linie Puttgarden-Rødby sollen ab dem Jahr 2018 komplett elektrisch betrieben werden. Doch dabei gibt es noch einige Hürden zu überwinden. Für das Vorhaben werden an beiden Häfen Ladestationen benötigt, die die Batterien zwischen den Überfahrten mit Strom versorgen. Voraussetzung dafür ist die Bereitstellung der elektrischen Infrastruktur. Auch die Übertragung der elektrischen Energie stellt eine technische Herausforderung dar, denn für den Ladevorgang zwischen den Überfahrten bleibt nur ein knappes Zeitfenster von 15 Minuten. Als technisches Vorbild dient das norwegische Fährschiff „Ampere“. Die weltweit erste voll-elektrische Auto-/Passagierfähre wurde ebenfalls mit Antriebstechnik von Siemens ausgestattet. Mit dem System lassen sich bis zu 60 % Treibstoffkosten einsparen.

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