Ein neues Forschungsprojekt, das unter dem Namen H2MASS bekannt ist, hat das Ziel, die Passagierschifffahrt durch die Entwicklung eines neuartigen Wasserstoffspeichers nachhaltig zu transformieren. In Zusammenarbeit zwischen dem Helmholtz-Zentrum Hereon, der Meyer Werft und der Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr Hamburg (HSU) wird an einem innovativen System gearbeitet, das eine emissionsfreie Energieversorgung für Passagierschiffe im Hafenbetrieb ermöglicht.
Die maritime Industrie steht vor einer bedeutenden Herausforderung, da der Seeverkehr für etwa 3 % der globalen CO₂-Emissionen verantwortlich ist. Angesichts der wachsenden globalen Handelsströme könnte dieser Anteil weiter ansteigen. Gleichzeitig sind die Anforderungen an die Reduktion von Emissionen in der Schifffahrt gestiegen, insbesondere durch europäische Regulierungen wie den EU-Emissionshandel und die FuelEU Maritime-Verordnung, die eine schrittweise Dekarbonisierung des Schiffsverkehrs anstreben. Das Problem ist besonders im Hafenbereich spürbar, wo der Zugang zu Landstrom oft begrenzt und die damit verbundenen Kosten und der Infrastrukturaufwand für große Passagierschiffe erheblich sind. In diesem Kontext könnte ein bordeigenes Wasserstoffsystem eine praktikable Lösung darstellen.
Das H2MASS-Projekt fokussiert sich auf die Entwicklung eines integrierten Wasserstoffenergiesystems, das speziell für große Passagierschiffe konzipiert ist. Zentraler Bestandteil des Projekts ist ein neuartiger Wasserstoffspeicher, der auf Metallhydriden basiert. Diese Metallhydrate sind in der Lage, Wasserstoffatome in ihrer Kristallstruktur zu speichern, was zu einer deutlich höheren Speicherdichte im Vergleich zu konventionellen Hochdrucktanks führt. Zudem erfordert die Speicherung in Metallhydriden einen geringeren Druck und moderate Temperaturen für die Freigabe des Wasserstoffs, was den Betrieb sicherer und energieeffizienter macht.
Die Partnerschaft zwischen den beteiligten Institutionen erstreckt sich über einen Zeitraum von 48 Monaten, in dem ein schiffbaulich integrierbares Energiesystem mit einer Zielleistung von 4 MW entwickelt werden soll, um die Hotellast während des Hafenbetriebs abzudecken. Die Meyer Werft spielt eine zentrale Rolle als Koordinator des Projekts und erarbeitet ein detailliertes Konzept zur Integration des Wasserstoffspeichers, das technische, sicherheitstechnische und regulatorische Anforderungen berücksichtigt. Ein wichtiges Ziel ist die Entwicklung eines vollständigen Systemdesigns, das die technische Auslegung sowie die Einsatzgrenzen des Speichersystems bewertet.
Zusätzlich arbeiten die Wissenschaftler am Hereon-Institut für Wasserstofftechnologie an einem skalierbaren Wasserstoffspeichermodul auf Basis von Metallhydriden und werden einen Demonstrator erstellen, der unter realistischen Bedingungen getestet wird. Ein weiterer innovativer Aspekt des Projekts ist die Entwicklung eines digitalen Zwillings des Speichersystems in Zusammenarbeit mit der HSU. Digitale Zwillinge sind virtuelle Modelle, die kontinuierlich mit realen Daten abgeglichen werden, um eine simulationsgestützte Optimierung und Hochskalierung des Systems für den praktischen Einsatz auf Schiffen zu ermöglichen.
Dr. Maximilian Passing, Projektleiter von H2MASS und Wissenschaftler am Hereon-Institut für Wasserstofftechnologie, betont die Flexibilität des Speichersystems: „Wir entwickeln ein voll integrierbares Speichersystem, das an verschiedene Schiffstypen und -größen angepasst werden kann.“ Dies könnte langfristig nicht nur die Energieversorgung für die Hotellast, sondern auch andere Energiebedarfe an Bord, wie den Antrieb oder hybride Betriebsmodi, abdecken.
Das H2MASS-Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) sowie dem Projektträger Jülich (PtJ) gefördert und koordiniert. Es stellt einen bedeutenden Schritt in Richtung einer nachhaltigeren Schifffahrt dar. Mit rund 1.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern engagiert sich das Helmholtz-Zentrum Hereon für den Erhalt einer lebenswerten Umwelt. Durch die Erforschung neuer Technologien und die Förderung von Resilienz und Nachhaltigkeit trägt die Institution aktiv zur Lösung globaler Herausforderungen bei.
In diesem Sinne ist H2MASS nicht nur ein technisches Projekt, sondern auch ein Beitrag zu einem umfassenderen Ziel: der Schaffung einer nachhaltigeren und emissionsärmeren Zukunft für die maritime Branche.
