Forschungsschiff für eine emissionsfreie maritime Zukunft
Um Emissionen in der Schifffahrt zu reduzieren, müssen neue Technologien entwickelt und erprobt werden. Numerische Modelle zeigen theoretische Betriebsabläufe, und Komponententests verifizieren die Performance einer Technologie unter Laborbedingungen. Ein Schiff ist jedoch ein komplexer Mikrokosmos, in dem viele Abläufe aufeinander abgestimmt ablaufen müssen und sich gegenseitig beeinflussen. Keine Komponente steht für sich allein, sondern interagiert in unterschiedlichsten Weisen mit dem Rest des Schiffes. Zudem bestimmen äußere Parameter wie salzige Seeluft, Bewegung durch Seegang und externe Lasten auf das Schiff die Arbeitsbedingungen für sein Energiesystem. Dadurch ist es von größter Bedeutung, neue Energiesystemkomponenten und weitere technische Lösungen zur Reduktion der Emissionen der globalen Schifffahrt im Realfeld, d.h. im Kontext eines realen Schiffes, zu untersuchen.
Das Institut für Maritime Energiesysteme hat aus diesem Grund zusammen mit dem Ingenieurbüro SDC Ship Design & Consult aus Hamburg ein Konzeptdesign für ein einzigartiges Forschungsschiff entwickelt, das höchste Modularität und Flexibilität bietet, um die technologischen Entwicklungen der nächsten Jahrzehnte im maritimen Sektor untersuchen und demonstrieren zu können. Als weltweit erstes Schiff soll das DLR-Forschungsschiff für maritime Energiesysteme nicht nur Testkomponenten in Laboren und Energiecontainern testen können, sondern wird über einen kompletten zweiten Maschinenraum verfügen, in dem unterschiedlichste Kraftstoffe verwendet werden können. Hier werden unterschiedlichste Energiequellen mitsamt ihren Abgasaufbereitungssystemen, möglicher Abwärmenutzung und weiteren Komponenten in das Bordnetz einspeisen und sogar die komplette Energieversorgung des Schiffes mit einer Propulsionsleistung von bis zu 2 MW übernehmen.
Doch damit nicht genug: Ein programmierbares Power Management System hilft, die Energieerzeugung mit höchster Effizienz zwischen den unterschiedlichen Systemen zu verteilen. Denn auch außerhalb der Container und des Testmaschinenraums wartet das Schiff mit zukunftsweisenden Technologien auf: Ein Dual-Fuel Methanolhauptmotor, ein reiner Methanolmotor als Hilfsdiesel, eine Brennstoffzelle mit Wasserstoffsystem sowie ein großzügig bemessenes Batteriepack ermöglichen vielfältige Operationsszenarien. Sie alle werden umfassend überwacht und ihre Betriebsdaten werden in einem zentralen, synchronisierten System gespeichert. Hier fließen Informationen aus allen Bereichen des Schiffsbetriebes zusammen: Wie kein zweites Schiff wird das DLR-Forschungsschiff mit Sensorik ausgestattet sein, welche sowohl Umweltbedingungen aufnehmen als auch den Zustand sämtlicher Elemente des Schiffsinneren überwacht. Ein digitaler Zwilling wird diese Daten verwalten, auswerten und für unterschiedlichste Prognosen nutzen. So schließt sich der Kreis zur Modellierung der Systeme und Komponenten und liefert eine einzigartige Validierungsplattform.