Maritime Elektrifizierung für die E-volution zu See
Elektronik und Mechanik – diese Verbindung hat es ZF FutureStarter Alexander Thum schon in jungen Jahren angetan. Kein Wunder, dass diese Themen den gelernten Mechatroniker und Maschinenbau-Ingenieur auch in seinem beruflichen Umfeld begleiten. Allerdings nicht im Automotive Bereich, wie man es bei ZF vermutet hätte, sondern in der Schifffahrt.
In der Division Industrietechnik bündelt ZF seine Aktivitäten für Anwendungen „abseits der Straße“ und bedient Marktsegmente wie etwa Windkraft, Schifffahrt und Bahntechnik. Dabei kümmert sich Alexander vorwiegend um die Elektrifizierung von Antrieben für Schiffe, um sowohl Emissionen als auch Lärm zu reduzieren. Mit der Erweiterung des Produktportfolios um elektrifizierte Antriebe geht die maritime Sparte von ZF neue Wege.
Der Marine-Bereich, so sieht es FutureStarter Alexander Thum, ist eher konservativ. Der Grund liegt auf der Hand: Die Laufzeiten von Schiffsaggregaten sind im Vergleich zu PKW-Antrieben deutlich länger. Diese Anforderung wird in der Konstruktionsphase berücksichtigt und spiegelt sich in der hohen Qualität der ZF-Produkte wider. Vom Bewährten wird daher wenig abgewichen und neue Technologien haben es schwer, sich durchzusetzen. Dabei besteht auch hier Handlungsbedarf: „Der Schiffsverkehr trägt mit rund 2,5 Prozent erheblich zu den weltweiten CO2-Emissionen bei“, gibt der 33-Jährige zu bedenken.
„Der Dachverband der Internationalen Seeschifffahrt, die IMO (Internationale Maritime Organisation), hat sich das ambitionierte Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 klimaneutral zu sein. Schon heute gibt es beispielsweise in Norwegen Häfen, in die Kapitäne nur mit elektrischen Antrieben einfahren dürfen. Für die Zukunft besteht aber in der Branche noch ein erheblicher Nachholbedarf“.
Neue Technologien und Innovationen zu erforschen, ist für FutureStarter Alexander Thum eine Quelle der Inspiration und Motivation.
Die Transformation vom mechanischen Antriebsspezialisten zum Systemanbieter für elektrifizierte Antriebe
Genau daran arbeitet der Bereich Marine von ZF. „Als ich 2016 hier anfing, war die Zielsetzung, sich von einem weltweit führenden Anbieter für Antriebstechnik für Schiffe zum Systemanbieter für elektrifizierte Antriebe zu entwickeln“, beschreibt Alexander die damalige Situation. „Meine Aufgabe war es, passende E-Maschinen und Leistungselektroniken zu finden, mit denen wir ein Spektrum zwischen 120 und 750 kW Dauerleistung abdecken konnten“. Für den jungen Ingenieur eine spannende Herausforderung, denn Entwicklungen gestalteten sich fast ausschließlich solitär und Synergien zu anderen Bereichen waren kaum vorhanden. „Mit unseren hohen Systemleistungen haben wir ein echtes Alleinstellungsmerkmal im Konzern“, erläutert er. „Allenfalls aus dem Nutzfahrzeug Bereich lassen sich Produkte adaptieren. So finden sich in Schiffen statt kompakter Steuergeräte eher ganze Schaltschränke als Elektronik-Zentrale“.
In seinen acht Jahren im Marine-Bereich bei ZF hat sich Alexanders Tätigkeitsfeld deutlich erweitert. „Ich kümmere mich auch um die Peripherie der Antriebe, sogenannter Human Maschine Interfaces (HMI) wie Fahrhebel und Displays, sowie die dazugehörige Ansteuerung für Getriebe, E-Motor und Dieselmotor“, beschreibt er den Arbeitsumfang in seiner Abteilung. „Die Chance an der maritimen Senkung von CO2-Emissionen aktiv mitzuwirken und nachhaltige Produkte zu entwickeln, erfüllt mich mit Stolz. Dabei erfüllen die elektrifizierten Antriebe von ZF sowohl die menschlichen Bedürfnisse nach Mobilität als auch die Anforderungen die Treibhausgas-Emissionen massiv zu senken“, ergänzt Alexander.
Dann wiederum gibt es noch andere, etwas weniger ernste Use Cases. Einen besonderen, tatsächlich angefragten Fall, beschreibt Alexander mit einem Augenzwinkern: „Dabei ging es um eine Yacht mit einem Tennisplatz an Board, wo die Vibrationen und Geräusche des laufenden Dieselmotors die Konzentration auf das Spiel offenbar zu stark störten“. Ob mit laufendem Elektroantrieb bessere Aufschläge oder Returns geschlagen werden konnten, ist Alexander allerdings nicht bekannt.
Die Fortsetzung der elektrifizierten Fahrt wird durch die neueste Ergänzung im Portfolio deutlich: das neue Hybridmodul. Die Antriebsgesamtlösung besteht aus einem Hybridgetriebe, einem E-Motor, einer elastischen Kupplung und einem Tragrahmen. „Die hohe Integration des E-Motors am Getriebe mittels Tragrahmen verschafft massive Package-Vorteile und ermöglicht eine unkomplizierte Elektrifizierung von neuen und bestehenden Schiff-Designs“, betont Alexander. Im Jahr 2023 wurde das erste Hybridmodul von ZF an eine exklusive Werft in Ligurien ausgeliefert. Der breiten Öffentlichkeit wird die Gesamtlösung erstmals vom 3. bis zum 6. September 2024 auf der SMM in Hamburg, dem weltweit führenden Messe- und Konferenzevent der maritimen Wirtschaft, als Exponat präsentiert.
Alexander ist stolz, an der maritimen Senkung von CO2-Emissionen aktiv mitzuwirken.
Schon früh ausgeprägt: Begeisterung für Verknüpfung von Elektronik und Mechanik
Neue Technologien und Innovationen zu erforschen, ist für Alexander eine ständige Quelle der Inspiration und Motivation. Es ist quasi die Energie, die sein Entwicklerherz antreibt. „Besonders Zusammenspiel von Elektronik und Mechanik hat mich schon als Jugendlicher interessiert“, erinnert er sich. „Ich habe mit Begeisterung an ferngesteuerten Modellautos gearbeitet und sehr viel mit Elektromotoren, deren Steuerung und den Antrieben herumexperimentiert“. Fast folgerichtig also, dass er nach seinem Schulabschluss im Jahr 2007 bei ZF eine Ausbildung als Mechatroniker anfing, von der er heute noch schwärmt: „Wir waren erst der zweite Jahrgang, der diese Ausbildung machen durfte. Wir haben viele Abteilungen kennengelernt und einen tiefen Einblick in den Konzern bekommen“.
Nach der Ausbildung holte Alexander sofort seine Fachhochschulreife nach, um 2012 mit Unterstützung eines ZF-Stipendiums sein Maschinenbau-Studium mit Vertiefungsrichtung Kraftfahrzeugtechnik zu beginnen. Besonderes Highlight dabei war das Auslandssemester in Hongkong. „Interessanterweise hat mich die Nähe zum Wasser stets begleitet - von Konstanz, nach Hongkong bis hin nach Friedrichshafen. Und das Ziel CO2 zu reduzieren, ist mir auch im Privatleben sehr wichtig. Deshalb fahre auf dem Weg zur Arbeit ein Elektromotorrad, dass mit Solarstrom geladen wird“ fügt FutureStarter Alexander abschließend zu.
