Ein neues Forschungskonsortium arbeitet an einer emissionsfreien Energieversorgung für große Passagierschiffe im Hafen. Im Projekt H2MASS entwickeln das Helmholtz-Zentrum Hereon, die Meyer Werft und die Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr Hamburg (HSU) ein integriertes Wasserstoffenergiesystem.
Als assoziierter Partner ist die Carnival Maritime GmbH beteiligt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) fördert das Vorhaben, der Projektträger Jülich (PtJ) koordiniert die Förderung. Die Projektlaufzeit beträgt 48 Monate.
Metallhydride als Speichermedium
Kern des Vorhabens ist ein Wasserstoffspeicher auf Basis von Metallhydriden. Dabei handelt es sich um pulverförmige Metalle, die Wasserstoffatome chemisch in ihrer Gitterstruktur einlagern. Nach Angaben des Konsortiums ist die Speicherdichte damit deutlich höher als bei herkömmlichen Hochdrucktanks. Zudem benötigten Metallhydride einen geringeren Druck beim Beladen und moderate Temperaturen bei der Abgabe des Wasserstoffs. Das soll den Betrieb sicher und energieeffizient machen.
Das geplante System soll eine Zielleistung von 4 MW erreichen und damit die sogenannte Hotellast im Hafenbetrieb abdecken – also die Energieversorgung für Beleuchtung, Klimatisierung, Küchen und weitere Bordfunktionen während der Liegezeit. Bislang ist Landstrom für große Passagierschiffe nicht flächendeckend verfügbar. Der Anschluss ist zudem mit hohen Kosten und erheblichem Infrastrukturaufwand verbunden.
Aufgabenverteilung im Konsortium
Die Meyer Werft koordiniert das Projekt und entwickelt ein Schiffskonzept, das die Integration des Speichersystems unter technischen, sicherheitstechnischen und regulatorischen Aspekten ermöglicht. Ziel ist ein vollständiges Systemdesign inklusive belastbarer technischer Auslegung und einer Bewertung der Einsatzgrenzen.
Das Hereon-Institut für Wasserstofftechnologie entwickelt ein skalierbares Metallhydrid-basiertes Speichermodul und baut einen Demonstrator, der unter realitätsnahen Bedingungen getestet werden soll. Die HSU steuert einen digitalen Zwilling des Speichersystems bei. Dieses virtuelle Abbild soll eine simulationsgestützte Optimierung sowie eine digitale Hochskalierung für den Einsatz auf realen Schiffen ermöglichen.
Grundlage für weitere Skalierung
Nach Angaben der Beteiligten ist H2MASS ein erster Entwicklungsschritt, der die Grundlage für eine spätere Skalierung des Systems schaffen soll. „Wir entwickeln ein voll integrierbares Speichersystem, das an verschiedene Schiffstypen und -größen angepasst werden kann“, sagt Maximilian Passing, H2MASS-Projektleiter und Wissenschaftler am Hereon-Institut für Wasserstofftechnologie. „Damit bringen wir die Technologie der Metallhydrid-basierten Wasserstoffspeicherung einen weiteren Schritt in Richtung Anwendung.“ Perspektivisch könnte das System laut Passing nicht nur die Hotellast, sondern auch weitere Energiebedarfe an Bord abdecken, etwa für den Antrieb oder hybride Betriebsmodi.
Hintergrund: Druck auf die Schifffahrt wächst
Der Seeverkehr verursacht nach Angaben des Konsortiums rund drei Prozent der globalen CO₂-Emissionen. Gleichzeitig steigen die regulatorischen Anforderungen an die Branche, unter anderem durch die Einbeziehung in den EU-Emissionshandel und die FuelEU-Maritime-Verordnung zur schrittweisen Dekarbonisierung des Seeverkehrs. Insbesondere die Reduktion der Emissionen im Hafen gilt als Herausforderung. Bordeigene Wasserstoffsysteme könnten hier eine Alternative zum Landstromanschluss darstellen.
