Klimaschutz wird in allen Bereichen ein immer dringlicheres Thema, da kann auch die Freizeitschifffahrt nicht einfach wegschauen. Beflügelt von der Innovationswelle, die auf andere, deutlich kritischere Sektoren wie den See- und Lufttransport und das Automobilwesen überschwappt, setzen einige Visionäre in der Freizeitschifffahrt auf Wasserstoff. Die Technologie steckt zwar noch in den Kinderschuhen, ist aber äußerst vielversprechend.
Text: François Tregouet
Gut möglich, dass das erste wasserstoffbetriebene Boot aus der Schweiz kommt. Das in Genf ansässige Start-up-Unternehmen The Jet ZeroEmission von Alain Thébault gab im Februar bekannt, dass es in Dubai eine Vereinbarung über die Produktion und den Vertrieb einer Foilerjacht unterzeichnet hat. Die ersten Passagiere könnten bereits im November 2023 mit 40 Knoten übers Wasser fliegen. Zu schön, um wahr zu sein? Nicht unbedingt, denn viele Ingenieure befassen sich mit dem Thema. An der Monaco Energy Boat Challenge im vergangenen Juli stellten acht Teilnehmer wasserstoffbetriebene Projekte vor. Wasserstoff ist eine vielversprechende Lösung, um die CO2-Emissionen bis 2050 auf netto null zu senken, allerdings nicht ganz problemlos. Besonders Schiffsbauer und -betreiber sehen sich vor große Herausforderungen gestellt. Aufgrund seiner sehr geringen Dichte muss Wasserstoff nämlich entweder unter sehr hohem Druck (zwischen 200 und 700 bar) oder bei sehr niedrigen Temperaturen (–253°C) gelagert werden. Da Schiffe von Wasser umgeben sind, ist genügend „grüner Treibstoff“ vorhanden, um mit Elektrolyse Wasserstoff zu erzeugen. Dabei wird das Wasser mithilfe von Strom aus erneuerbaren Quellen wie Sonnen-, Wind- oder Wasserenergie in Sauerstoff (O2) und Wasserstoff (H2) zerlegt.
Diese Lösung verwendet auch der vollständig energieautarke Katamaran Energy Observer. Victorien Erussard, der Vorreiter unter den Pionieren, kaufte den 30,5 Meter langen, 1983 für Mike Birch gebauten Racer 2012 und rüstete ihn zu einem Elektroboot um. Unter neuer Flagge hat das Schiff bereits mehr als 30.000 Seemeilen zurückgelegt. An Bord versorgt eine Vielzahl von Energiequellen die Batterien und die beiden 45 kW Motoren mit Strom, darunter auch zwei 80-kVA-Wasserstoffzellen, die von Toyota für den Mirai entwickelt wurden. Jede ist derzeit noch doppelt so teuer wie ein Generator mit gleicher Leistung, garantiert dafür aber 80.000 Stunden Betrieb ohne Wartung und ohne Treibstoffkosten. Energy Observer produziert durch Entsalzung, Reinigung und Elektrolyse von Meereswasser seinen eigenen Wasserstoff, den es anschließend in acht 65-Kilo-Tanks speichert. Wenn die zur Gewinnung, Raffinierung und durch den Transport bis zur Tankstelle benötigte Energie berücksichtigt wird, ist die Batterie 2,5-mal effizienter als Diesel.
America’s Cup Chase Boat
Genau diese Art von Batterie hat Energy Observer Developments (EODev) entwickelt, vom Bureau Veritas genehmigen lassen und in der bisher ausgereiftesten Wasserstoff-Jacht, der Hynova 42 der charmanten Chloé Zaied, verbaut. Der 40-Fuß-Prototyp kam so gut an, dass schon bald mit der Serienproduktion begonnen wird. Nach Angaben des Herstellers soll die Jacht mit ihren Tanks für insgesamt 22,5 Kilo Wasserstoff und ihren beiden 150-kW-Motoren Spitzen von 22 Knoten erreichen. Allerdings bringt sie es bei diesem Tempo lediglich auf eine Reichweite von 14 Seemeilen. Bei 8 Knoten hingegen reicht der Tank für 44 Seemeilen. Zudem können zwei Batterien die Fahrt um rund 15 weitere Seemeilen verlängern. Wie viel das künftige Einrumpfboot auf die Waage bringt, wird nicht verraten. Deutlich offensiver kommuniziert Emirates Team New Zealand. Sein Foilerkatamaran wiegt bei einer Länge von 10 Metern und einer Breite von 4,50 Metern gerade einmal 4800 Kilo. Damit er mit den anderen foilenden Geschossen im America’s Cups mithalten kann, erreicht er Spitzenwerte: 50 Knoten Topspeed und 35 Knoten Reisegeschwindigkeit bei einer Reichweite von 110 Seemeilen. Das reicht locker für einen Regattatag mit sechs Passagieren. Der Wasserstoff wird bei 350 bar in vier Tanks à 8 Kilo gespeichert. Toyota, ein langjähriger Sponsor des neuseeländischen Teams, hat zwei 80-kW-Wasserstoffzellen der neuesten Generation zur Verfügung gestellt. Bei Reisetempo erzeugen sie den Großteil der Energie, bei starker Beschleunigung oder Geschwindigkeiten von 50 Knoten und entsprechend höherem Bedarf werden sie von zwei Batterien mit je 42 kWh unterstützt.
Wo bleiben die Tankstellen?
Momentan gibt es aber ein großes Problem: Wasserstoff-Tankstellen sind Mangelware. Das Institut IESE versucht dem Problem mit einer autonomen, mit Sonnen- und Windkraft betriebenen Anlage beizukommen. Deren elektrolytische Produktion wird bei 200 bar in 76-Liter-Flaschen gespeichert. Der Hydroxy 3000, auch bekannt als „ZEN“ (für Zero Emission Navigation), hat die Anlage als erstes Boot getestet. Es ist mit zwei Elektromotoren ausgestattet, die von einer Brennstoffzelle gespeist werden. Der 1500 Kilo leichte Katamaran kann sieben Personen bei etwa 6 Knoten befördern. Wenn er mit 4 Knoten unterwegs ist, beträgt seine Betriebsdauer rund 12 Stunden, mit einem Batteriepark und 5 Quadratmetern Sonnenkollektoren lässt sich diese noch verlängern. Am anderen Ende des Leistungsspektrums verspricht die schlanke, 112 Meter lange Aqua von Sinot Design unglaubliche 3750 Seemeilen bei einem Marschtempo von 12 Knoten. So viel wir wissen, handelt es sich um die derzeit einzige Jacht, die mit flüssigem Wasserstoff angetrieben wird.
Wasserstoff und Strom scheinen die perfekte Paarung für eine wirklich umweltschonende Schifffahrt zu sein. Sie sind geräuschlos, vibrationsfrei und stoßen kein CO2 aus. Doch wie ausgereift ist die Technologie? Kann sie in absehbarer Zeit und langfristig eingesetzt werden? Viele Hindernisse für einen breiten, nachhaltigen Einsatz gibt es eigentlich – abgesehen von den hohen Kosten? Da die Energiedichte von Wasserstoff jedoch hoch genug ist und die Produktion vollkommen CO2-neutral erfolgen kann, werden die logistischen Probleme in zwanzig Jahren wohl überwunden sein. Klimaschutz geht vor, und eine große Reichweite ist auch noch garantiert.
