Kupplungssystem für Methanol-Hybrid-Antrieb

Erstes Elektro-Ausflugsschiff in Deutschland mit Methanol-Hybrid-Antrieb und Kupplungssystem von REICH.

Seit dem 25. August 2017 begeistert Deutschlands erstes elektrisch betriebene Ausflugsschiff Linien- und Chartergäste auf dem Essener Baldeneysee. Seine Geräuscharmut und Umweltfreundlichkeit verdankt das Schiff der Kombination aus Methanoltank, Brennstoffzelle und Elektromotor. Für den Antrieb lieferte das Bochumer Unternehmen REICH die passende Kupplungslösung. Sie vereint die Klauenkupplung MULTI MONT SELLA und die Flanschkupplung ARCUSAFLEX® mit zwei Elektromagnet-Kupplungen.

Die Aufgabe der Ingenieure bestand darin, ein schaltbares Antriebssystem zu entwickeln, das automatisiert die Varianten reiner Elektroantrieb, reiner Dieselantrieb oder kombinierter Diesel-Elektroantrieb zulässt. Die Einheit aus elastischer und hochelastischer Kupplung mit den Elektromagnet-Schaltkupplungen dämpft dabei die auftretenden Schwingungen der Motoren und Antriebskomponenten.

Das kompakt ausgelegte Kupplungssystem wurde in eine möglichst kurzbauende Gehäuseglocke integriert und als Bestandteil des Methanol-Hybrid-Antriebs in ein bestehendes Fahrgastschiff eingebaut. Der Umbau erfolgte im Rahmen von „Grüne Hauptstadt Europas – Essen 2017“. Hier zeigen verschiedene Beispiele in der Stadt Essen, wie die Klimawende hin zu umweltschonenden Energieträgern aussehen kann – auf dem Land wie auf dem Wasser.

Klimafreundliche Technologie

Vor allem die Schifffahrt ist noch stark geprägt von den Abgasen und dem Lärm herkömmlicher Dieselmotoren. Die Zukunft liegt jedoch in sauberen Treibstoffen. Der Neuzugang auf dem Baldeneysee ist das erste Schiff in Deutschland, dessen Elektromotor von einer umweltfreundlichen Methanol-Brennstoffzelle angetrieben wird.

Die für den Betrieb erforderliche Energie ist durchweg aus regenerativen Quellen gewonnen. Den Energieträger Ethanol erzeugt ein Laufwasserkraftwerk direkt an der Staumauer des Baldeneysees. Ein Container filtert Kohlendioxid aus der Umgebungsluft für die elektro-biokatalytische Methanol-Produktion. Hierbei werden Enzyme mittels Wasserkraftstrom dazu angeregt, Wasser und Kohlendioxid in Methanol umzuwandeln.

Die dadurch täglich gewonnene Menge Methanol reicht jedoch nicht aus. Deshalb wird zusätzliches und ebenfalls umweltfreundlich hergestelltes Methanol aus Island dazugekauft. Aus 330 Litern Methanol, die Energie für 16 Stunden liefern, wird dann in der 35-Kilowatt-Brennstoffzelle des Schiffs Strom für das Bordnetz und den batteriebetriebenen Elektromotor erzeugt.

Die zwei Batterien à 50 Kilowattstunden halten insgesamt vier Stunden. Danach müssen sie von der Brennstoffzelle – oder per Ladekabel an Land – wieder aufgeladen werden. Im Notfall wird ein zusätzlicher Dieselmotor eingesetzt.

Und so funktioniert der Methanol-Hybrid-Antrieb:

1. Das Wasserkraftwerk am Baldeneysee filtert Kohlendioxid aus der Luft.
2. Mittels Strom und Wasser wird es zum Bioalkohol Methanol umgewandelt. Dieser lässt sich wie Benzin lagern, transportieren und tanken.
3. An Bord des Schiffes nutzt die Brennstoffzelle das Methanol zur Stromerzeugung und zur Speisung des batteriebetriebenen Elektromotors.
4. Während der Fahrt stößt der Schiffsmotor gerade einmal so viel Kohlendioxid aus, wie ursprünglich zur Herstellung des Methanols aus der Umgebungsluft gefiltert wurde.
5. Im Notfall lässt sich der Dieselmotor über das intelligent gestaltete Kupplungssystem hinzuschalten, um sowohl die Batterie über den Generator zu laden als auch alternativ
   die Schiffsschraube direkt anzutreiben.

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Bildquelle:

REICH, Photo „RK_Ausflugsschiff_Baldeneysee_Schiff_©_Peter_Prengel_Stadt_Essen.jpg“: Peter Prengel, City of Essen