Maritime Anwendungen Projekt H2MASS bringt Wasserstoff auf Passagierschiffe

Im Rahmen des Projekts H2MASS arbeitet das Helmholtz-Zentrum Hereon zusammen mit der Meyer Werft, der Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr Hamburg und Carnival Maritime an einem Wasserstoffspeicher für den Hafenbetrieb eines Passagierschiffes. Das bordeigene System soll eine emissionsfreie Energieversorgung ermöglichen und somit zur Dekarbonisierung der Schifffahrt beitragen.

Die maritime Branche steht ebenso wie die Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie vor einem tiefgreifenden Wandel. Der Seeverkehr verursacht etwa 3 Prozent der globalen CO₂-Emissionen – ein Anteil, der durch den wachsenden Welthandel weiter steigen könnte. Gleichzeitig steigen die regulatorischen Anforderungen, etwa durch EU-Emissionshandel und die Umsetzung der FuelEU Maritime-Verordnung zur schrittweisen Dekarbonisierung des Seeverkehrs. Die Reduktion maritimer Emissionen stellt besonders im Hafen eine große Herausforderung dar. Landstrom ist derzeit nicht flächendeckend verfügbar und ist mit hohen Kosten und erheblichem Infrastrukturaufwand für große Passagierschiffe verbunden. Eine Alternative dazu könnte ein bordeigenes Wasserstoffsystem zur emissionsfreien Energieversorgung sein.

Entwicklung eines integrierten Wasserstoffenergiesystems für große Passagierschiffe

Ziel des Projekts H2MASS ist die Entwicklung eines integrierten Wasserstoffenergiesystems für große Passagierschiffe. Im Mittelpunkt steht dabei ein Wasserstoffspeicher auf Basis von Metallhydriden. Metallhydride sind pulverförmige Metalle, die Wasserstoffatome chemisch in ihrer Gitterstruktur einlagern. Die Speicherdichte ist dadurch deutlich höher als bei herkömmlichen Hochdrucktanks. Außerdem benötigen Metallhydride einen geringeren Druck, um den Wasserstoff einzulagern und moderate Temperaturen, um ihn wieder abzugeben. Das macht ihren Betrieb sicher und energieeffizient.

Über eine Projektlaufzeit von 48 Monaten entwickeln die Partner ein schiffbaulich integrierbares Energiesystem mit einer Zielleistung von 4 MW zur Abdeckung der Hotellast im Hafenbetrieb. Dabei fungiert die Meyer Werft als Projektkoordinator und entwickelt ein detailliertes Schiffskonzept, das die Integration des Speichersystems unter Berücksichtigung technischer, sicherheitstechnischer und regulatorischer Anforderungen ermöglicht. Ziel ist ein vollständiges Systemdesign, eine belastbare technische Auslegung sowie die Bewertung der Einsatzgrenzen des Speichersystems.

Digitaler Zwilling für das Speichersystem

Das Hereon-Institut für Wasserstofftechnologie entwickelt ein skalierbares Metallhydrid-basierendes Wasserstoffspeichermodul und setzt einen Demonstrator um, der unter realitätsnahen Bedingungen getestet wird. Zusammen mit der Helmut-Schmidt-Universität wird das Projekt durch die Entwicklung eines digitalen Zwillings des Speichersystems ergänzt, um eine simulationsgestützte Optimierung und eine digitale Hochskalierung für den Einsatz auf realen Schiffen zu ermöglichen.

Skalierbarkeit im Fokus

H2MASS ist ein erster Entwicklungsschritt, der die Grundlage für eine spätere Skalierung des Systems für verschiedene Schiffstypen und -größen schafft. Langfristig könnte das System nicht nur die Hotellast, sondern auch weitere Energiebedarfe an Bord abdecken, etwa für den Antrieb oder hybride Betriebsmodi. (se)

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