Als der Franzose Étienne Lenoir im Jahre 1865 einen Gasmotor in einem Kahn verbaute, damit versuchsweise die Seine entlangschipperte und so das erste Motorboot der Welt erfand, konnte er noch nicht ahnen, wie seine Konstruktion die Schifffahrt revolutionieren würde. 2017, so schätzte die Konferenz der Vereinten Nationen für Handel und Entwicklung, verkehrten auf den Gewässern der Erde rund 1,9 Millionen Schiffe, die Flüssigkraftstoff verbrennen. Und diese Zahl umfasst nur kommerziell betriebene Flotten. Alleine in den USA sind knapp 12 Millionen Boote für den Freizeitgebrauch registriert.
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Technologie
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Flagge hissen für Nachhaltigkeit
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Sie schonen Gewässer, senken Kosten und sind dabei leistungsstärker als konventionelle Marinemotoren: Für viele Schiffstypen ist der Hybrid die beste Wahl beim Antrieb. ZF liefert die passenden Getriebe.
Klar ist: In Zeiten der Globalisierung wird vor allem der Seehandel weiter zunehmen, der Tourismus wächst ebenfalls. Gut für den Markt, weniger so für die Gewässer, denn die meisten Schiffe fahren je nach Einsatzgebiet entweder mit schwefelhaltigem Schweröl oder feinstaubproduzierendem Diesel. Außerdem erzeugen diese Aggregate trotz Schallisolierung Lärm. Dieser stört Hafenbewohner, mehr noch aber Wasserlebewesen.
Ab 2020 gelten strengere Umweltvorschriften auf den Weltmeeren, ab 2026 lässt Norwegen sogar nur noch solche Schiffe in seinen Fjorden zu, die überhaupt keine Emissionen produzieren. Deshalb müssen viele Flottenbetreiber und Hersteller ihre Antriebskonfigurationen neu denken. Dabei ist ZF ein idealer Partner, denn der Konzern kann Marinegetriebe liefern, die sich mit einer elektrischen Maschine für komplett abgasfreien Vortrieb koppeln lassen.
Eine solche Hybridbauweise bietet Vorteile für viele unterschiedliche Schiffstypen, unter anderem:
- Motoryachten
- Fähren
- Forschungsboote
- Hafenschlepper
Elektrischer Fjordtrieb: Mit gleich zwei ZF-Hybridgetrieben durchkreuzt die norwegische Fähre „Vision of the Fjords“ lokal emissionsfrei das Küstengewässer des Nærøyfjord.
Dazu erweitert ZF seine konventionellen Marinegetriebe um einen weiteren Power-Take-In (PTI). Über diesen Zusatzantrieb kann ein E-Motor lokal emissionsfrei Kraft auf die Propellerwelle übertragen. Das spart Kraftstoff, senkt den Verschleiß des Hauptmotors und entlastet die Umwelt. Aber der Hybrid ermöglicht auf hoher See noch mehr Funktionen. Welche das sind?
Motoryachten: „Volle Kraft voraus“ bis „einfach treiben lassen“
Die Freude am Beschleunigen lockt nicht nur auf Straßen und Rennstrecken. Drückt der Kapitän den Hebel nach vorne, können auch motorisierte Yachten ordentlich Fahrt aufnehmen. Ein Hybridgetriebe sorgt hier für mehr Dynamik, wenn die elektrische Maschine als „Boost“ hinzugeschaltet wird. Einmal am Ziel angekommen, heißt es: Anker werfen und entspannen. Das ist normalerweise mit einem gewissen Geräusch- und Abgaspegel verbunden: Wer an Bord nicht auf den Komfort von Kühlschrank, Licht oder anderer elektrischer Geräte verzichten will, braucht Strom. Dieser – die sogenannte „Hotel Load“ – wird bei konventionellen Booten nur dann erzeugt, wenn gleichzeitig der Motor läuft. Anders mit einem Hybridantrieb: Hier kann die E-Maschine während der normalen Fahrt mit Dieselantrieb generatorisch genutzt werden und den erzeugten Strom in Batterien speichern. Beim Anlegen in der Bucht oder beim Treiben lassen wird dann erstmal nur diese Energie verbraucht – leise und komfortabel für mehr Idylle.
Fähren und Forschungsboote: Vollelektrisch und leise auf See
Brummen, röhren, gurgeln: Will ein Schiff mit Dieselmotor anlegen, dröhnt der Maschinenraum mit 80-120 Dezibel den Pier zu. Zum Vergleich: Eine handelsübliche Kettensäge produziert 110 Dezibel, ein Rockkonzert ebenso. Das stört Menschen, die in Uferstädten leben. Deswegen – und aufgrund der Schadstoffbelastung – verwehren manche Häfen Schiffen die Einfahrt, die keinen emissionsfreien Fahrmodus beherrschen.
Aber nicht nur der Mensch leidet unter dem Schiffsdiesel. Die Aggregate erzeugen bei der Fahrt niederfrequente Vibrationen, die unter der Wasseroberfläche kilometerweit ausstrahlen können. Fische und Meeressäuger, die auf Echolotung angewiesen sind – um Partner, Beute oder Feinde aufzuspüren – können dadurch nachhaltig und negativ beeinflusst werden. Im schlimmsten Fall fliehen ganze Schwärme aus ihrem natürlichen Habitat.
Eine Zwickmühle besonders für Forschungsboote und Fähren. Erstere wollen möglichst gute Erkenntnisse gewinnen, aber gleichzeitig weder natürliche Ressourcen noch Meeresbewohner belasten. Letztere hingegen bewegen sich entweder auf besonders pittoresken oder schnellen Routen, die den Lebensraum von Tier und Mensch streifen oder durchkreuzen. Alles Szenarien, in denen Abgase und Lärm eher abträglich sind. Alles Szenarien, in denen der elektrische Modus des Hybrid seine Vorteile ausspielen kann.
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kommerziell betriebene Schiffe
waren laut UN im Jahr 2017 auf den Weltmeeren unterwegs.
Hafenschlepper und Küstenwacht: Umweltschonender Stand-by durch Elektromotor
Es ist verständlich, wenn Häfen unnötige Schadstoffbelastungen vermeiden wollen. Allerdings gibt es Schiffstypen, die aufgrund ihrer Aufgabe ständig bereitstehen müssen. Hafenschlepper und Küstenwachtboote beispielsweise verbringen viel Zeit mit dem Motor im Leerlauf. Das belastet den Antriebsstrang unnötig. Ein Hybrid kann diese Funktion kraftstoffsparend und motorschonend übernehmen. Ein weiterer Bonus: Müssen die Boote zum Einsatz, entfaltet sich die Leistung der E-Maschine aus dem Stand-by viel dynamischer als bei einem Diesel.
in Kürze: Auch im Hafen und auf hoher See ist der Bedarf nach sauberen Antriebslösungen gestiegen. Mit seinen hybridfähigen Getrieben kann ZF bereits jetzt die richtige Antwort auf die Anforderungen von morgen geben.