Bei Yanmar Group haben wir im Rahmen unseres Übergangs zu einer dekarbonisierten Gesellschaft Japans erstes Wasserstoff-Brennstoffzellensystem für den Einsatz in Schiffen erfolgreich entwickelt. Wir sprachen mit Herrn Hiraiwa, Mitarbeiter der Abteilung Systementwicklung für Großenergieprodukte der Yanmar Power Technology Co., Ltd., über den Mechanismus, die Herausforderungen im Entwicklungsprozess und die Zukunftsaussichten.

Profil

Takuya Hiraiwa

Yanmar Power Technology Co., Ltd.
Abteilung für Systemtechnik im Geschäftsbereich Großenergieprodukte über den Mechanismus

Schiffe umwelt- und menschenfreundlich machen mit Wasserstoff als Energie der nächsten Generation

Im Zuge der globalen Bemühungen zur Dekarbonisierung hat auch die Schifffahrtsbranche große Fortschritte erzielt. 2018 verabschiedete die Internationale Seeschifffahrts-Organisation (IMO) eine Strategie zur Reduzierung von Treibhausgasen mit dem Ziel, die Gesamtemissionen zu senken. Ein Bereich, der weltweit Aufmerksamkeit erregt hat, sind Wasserstoff-Brennstoffzellensysteme für Schiffe. Bei der Stromerzeugung emittieren diese Systeme lediglich Wasser und Wärme, ohne Treibhausgase wie Kohlendioxid oder Luftschadstoffe wie Stickoxide freizusetzen. In Japan gab es jedoch keine Präzedenzfälle für die praktische Anwendung von Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen auf Schiffen. Yanmar führte im Auftrag des Ministeriums für Land, Infrastruktur, Verkehr und Tourismus Demonstrationsversuche durch und beteiligte sich an geförderten Projekten des Umweltministeriums. Infolgedessen lieferte Yanmar 2023 erfolgreich Wasserstoff-Brennstoffzellensysteme für Passagierschiffe aus und setzte damit einen neuen Meilenstein in der japanischen Schifffahrtsgeschichte.
Die Vorteile von Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen für Schiffe reichen weit über den Umweltaspekt hinaus. „Der Verzicht auf Schweröl bedeutet, dass das System geruchlos ist, was ein erheblicher Vorteil für Schiffe darstellt“, erklärt Herr Hiraiwa. Auf Passagierschiffen wird der Geruch von Schweröl häufig als Ursache für Seekrankheit genannt. Durch die Verwendung von Wasserstoff als Brennstoff wird dieses Geruchsproblem gelöst. Da zudem kein Motor benötigt wird, werden Vibrationen und Geräusche deutlich reduziert, was den Komfort erhöht.

Kosten und Vorschriften sind die zwei größten Hindernisse für die praktische Umsetzung

Herr Hiraiwa erklärt, dass dieses Projekt keine leichte Aufgabe war. Die erste Hürde waren die Kosten. Um diese zu senken, entschied man sich, bereits in Automobilen eingesetzte Wasserstoff-Brennstoffzellen für den Einsatz in der Schifffahrt anzupassen. Im Gegensatz zu Automobilen ist die Einhaltung von Explosionsschutzstandards für maritime Anwendungen jedoch unerlässlich. Explosionsschutz erhöht naturgemäß die Kosten. Die Lösung für diese Herausforderung lag in Yanmar langjähriger Expertise. Dank seiner Erfahrung in der Gasmotorenentwicklung konnte Yanmar sein Know-how nutzen, um die Kosten zu senken und das System für den maritimen Einsatz zu kompakter zu gestalten. So konnte schließlich das Wasserstoff-Brennstoffzellensystem für Schiffe fertiggestellt werden.
Neben den technischen Herausforderungen stellte das Fehlen von Vorschriften für Wasserstoff-Brennstoffzellensysteme für die Schifffahrt in Japan ein weiteres erhebliches Hindernis dar. Daher war es notwendig, in Zusammenarbeit mit dem Ministerium für Land, Infrastruktur, Verkehr und Tourismus sowie ClassNK von Grund auf neue Regelungen zu erarbeiten. „Es wäre zwar einfacher gewesen, wenn bereits Vorschriften existiert hätten, aber da es sich um ein Pionierprojekt in Japan handelte, bewegten wir uns stets auf unbekanntem Terrain“, resümiert Herr Hiraiwa die Herausforderungen, die mit dieser Pionierleistung in Japan einhergingen.

Beschleunigung der Auslandsexpansion soll Yanmar in die nächste Phase führen

Yanmar Wasserstoff-Brennstoffzellensystem für Schiffe hat nicht nur in Japan, sondern auch in Ländern wie Norwegen, den Niederlanden und Großbritannien großes Interesse geweckt. In Europa und den USA gelten im Vergleich zu Japan fortschrittlichere Vorschriften zur Reduzierung von Stickoxid- und Treibhausgasemissionen. Da es weltweit nur wenige Motorenhersteller gibt, die Brennstoffzellensysteme anbieten, sind die Erwartungen an diese Initiative im Ausland hoch.
Yanmar hat traditionell Motoren als Antriebsquelle angeboten. Durch die Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen haben wir jedoch die Elektrifizierung von Antriebsquellen erreicht und können nun nicht nur einzelne Antriebsquellen, sondern auch komplette Antriebseinheiten anbieten. „Ich glaube, dieses Projekt hat uns dem Ziel, ein Systemintegrator für die Schifffahrt zu werden, der nicht nur Produkte verkauft, sondern auch auf die Bedürfnisse unserer Kunden zugeschnittene Systeme entwickelt und betreibt, einen großen Schritt näher gebracht“, sagt Herr Hiraiwa und betont, dass dieses Projekt einen bedeutenden Fortschritt für Yanmar darstellt.