Brennstoffzellentechnologie treibt saubere Wasserstofffähre in Kalifornien an

Accelera™ von Cummins revolutioniert die Schifffahrtsindustrie, indem es nachhaltige, emissionsfreie Technologie in den Vordergrund stellt. Seine innovativen Wasserstoffbrennstoffzellen werden Nordamerikas erste kommerzielle Passagierfähre mit Wasserstoffbrennstoffzellen antreiben und stellen damit einen wichtigen Meilenstein bei der Dekarbonisierung des Seeverkehrs dar.

Die Sea Change, eine bahnbrechende 2024 Meter lange Fähre für 21 Passagiere, die im Juli 75 in Kalifornien, USA, in See stechen soll, wurde von All American Marine gebaut. Diese emissionsfreie Fähre, angetrieben von Wasserstoff-Brennstoffzellen, wird unter der Eigentümerschaft von SWITCH Maritime in der San Francisco Bay Area operieren.

Antrieb und Leistung

Die Sea Change verfügt über einen Brennstoffzellenantrieb, der von Golden Gate Zero Emission Marine entwickelt wurde und von 360 kW Accelera-Brennstoffzellentechnologie angetrieben wird. Damit kann die Fähre Geschwindigkeiten von bis zu 22 Knoten erreichen, was 25 Meilen pro Stunde entspricht. Wasserstoff, der in Tanks an Bord gespeichert ist, in Elektrizität umgewandelt, die die Elektromotoren mit Strom versorgen und die Fähre vorwärtstreiben. Der Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb bietet betriebliche Flexibilität wie Dieselmotoren, jedoch ohne Emissionen und mit reduziertem Wartungsaufwand. Das System umfasst eine 100-kWh-Lithium-Ionen-Batterie und zwei 300-kW-Elektroantriebssysteme, sodass die Fähre zwei volle Tage lang fahren kann, bevor sie aufgetankt werden muss.

Nachweis der kommerziellen Rentabilität von Brennstoffzellen

Die Sea Change ist mehr als nur eine Fähre; sie ist ein Proof-Concept für die kommerzielle Machbarkeit von emissionsfreien Wasserstoff-Brennstoffzellen-Schiffstechnologien. Das Betanken des Schiffes erfolgt unkompliziert mit komprimiertem Wasserstoff, der von Tanklastwagen zum Hafen geliefert wird, sodass keine neue Tankinfrastruktur erforderlich ist.

Die Wasserstofferzeugung außerhalb des Standorts spielt in diesem Prozess eine entscheidende Rolle. Dabei wird Wasserstoff in zentralen Anlagen produziert und dann zum Hafen transportiert. Diese Methode nutzt vorhandene industrielle Wasserstoffproduktionskapazitäten und -verteilungsnetze und ist daher kurzfristig eine praktischere und kostengünstigere Lösung. Sie vermeidet die erheblichen finanziellen und logistischen Herausforderungen, die mit dem Bau neuer Wasserstoffproduktionsanlagen vor Ort und spezieller Tankstellen verbunden sind. Durch die Nutzung vorhandener industrieller Wasserstofferzeugung können Häfen und Schifffahrtsbetreiber schnell saubere Energietechnologien einführen, ohne die Verzögerung und die Kosten für die Entwicklung umfangreicher neuer Infrastrukturen.

Warum Wasserstoff-Brennstoffzellen

Wasserstoffbrennstoffzellen bieten zahlreiche Vorteile für Seeschiffe: Sie sind emissionsfrei, geräuschlos, skalierbar und flexibel. Bei Sea Change befinden sich die Brennstoffzellen in einem Raum im hinteren Teil der Hauptkabine, während sich die Wasserstoffspeichertanks auf dem Oberdeck befinden.

Die modulare Brennstoffzellentechnologie von Accelera ist sowohl in hohen als auch in flachen Konfigurationen für eine einfache Konfiguration und Anpassung an zahlreiche Anwendungen und Layouts konzipiert. Die modulare Architektur ermöglicht das Stapeln oder horizontale Verbinden von Einheiten, was eine höhere Leistung, Integrationsflexibilität und Leistungsdichte ermöglicht.

Durch die Einführung eines Plattformentwicklungsansatzes hat Accelera iterative Technologieverbesserungen in ähnlichen Bereichen ermöglicht und so die Kundenintegrationskosten zwischen Produktgenerationen reduziert. Dieser zweckgebundene Ansatz nutzt dieselbe Kerntechnologie in verschiedenen Märkten und Anwendungen, fördert geeignete Technologieverbesserungen, steuert Investitionen und identifiziert bedeutende Möglichkeiten beim Aufbau Skaleneffekte - wo Kunden von geringeren Gesamtinvestitionen, verbesserter Effizienz, verkürzten Vorlaufzeiten und robusterer Brennstoffzellentechnologie profitieren.

Expansion über Fähren hinaus

Über die Fähre selbst hinaus gibt es im gesamten Hafenökosystem verschiedene Anwendungen, die von der sauberen Energie profitieren könnten, die durch Brennstoffzellen erzeugt wird. Die Liste umfasst Terminaltraktoren und mit Brennstoffzellen betriebene Lastwagen der Klasse 8 für den Transport von Gütern von Schiffen zu Lagerhäusern, sogar containerisierte Wasserstoff-Brennstoffzellengeneratorsysteme für beide stationär und tragbare Port-Stromversorgung.

Accelera ist auch ein Pionier in der Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie an Land mit innovativen Projekten wie dem H2Rescue Rettungswagen und der erste Brennstoffzellen- Personenzug Personenzug in Nordamerika, der 2023 in Betrieb genommen wird. Diese bahnbrechenden Initiativen unterstreichen das Engagement von Accelera, saubere Energielösungen in mehreren Transportsektoren voranzutreiben und so eine nachhaltige Zukunft sowohl an Land als auch auf See voranzutreiben

Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur

Da die Nachfrage nach Wasserstoffbrennstoffzellen im Seeverkehr steigt, wird der Schifffahrtssektor zu einem großen Verbraucher von Wasserstoff und trägt dazu bei, die Kapazitäten bei der Wasserstoffproduktion und der Betankungsinfrastruktur in Häfen zu erhöhen. Elektrolyseursysteme und „Bunkerschiffe“ können mit Wasserstoffspeichertanks nachgerüstet werden, um Schiffe, die aufgetankt werden müssen, mit Kraftstoff zu versorgen.

Der Sea Change ist ein entscheidender Fortschritt in der Schiffstechnologie, der Hybrid- und Elektrolösungen einsetzt, um von Anfang an emissionsfrei zu sein. Da diese Fähre nur Wasser und Dampf ausstößt, ist sie die Zukunft des nachhaltigen Seetransports, und Accelera ist führend und beweist, dass die Dekarbonisierung der am härtesten arbeitenden Industrien der Welt nicht nur möglich, sondern bereits im Gange ist.