Mit Wellengang und Wasserstoff

ttz Bremerhaven möchte einen Seegangssimulator bauen und betreiben.

In der maritimen Wirtschaft stehen speziell die Schiffs-Antriebe auf dem Prüfstand und möglichst emissionsarme Maschinen sind das Ziel. Wasserstoff als Energiequelle ist dabei ganz vorn, aber wie zuverlässig ist das hochentzündliche Gas auf hoher See in Verbindung mit technischen Komponenten? Mit dem Seegangsimulator baut das Bremerhavener Technologie Transferzentrum (ttz) einen einzigartigen Prüfstand, der die neue Schiffstechnik bereits vor dem Einsatz testet.

„Unser Ziel ist es, beim Testen die Fehler in den Testobjekten zu finden“, benennt Gerhard Schories, Institutsleiter am ttz, ganz klar den Sinn des Seegangssimulators. „Was an Land ohne Bewegung einwandfrei funktioniert, kann auf dem Meer bei Wellengang plötzlich ganz anders reagieren.“ Im Fall von Schiffsmaschinen, die mit Wasserstoff betrieben werden, könnte das problematisch werden. Der Seegangssimulator soll mögliche Schwachstellen bei der Entwicklung und Erprobung von Prototypen bereits aufdecken, bevor sie in die Serienproduktion gehen.

Tatsächlich gibt es solche Versuche auch jetzt schon – aber real an Bord von Schiffen, wo die Testanlagen kostenaufwändig montiert werden müssen. Dann geht es raus auf See und die Versuche starten. “Dabei gibt es zwei Probleme“, erklärt Gerhard Schories. „Erstens gibt es nicht immer schlechtes Wetter und zweitens sind die Bedingungen auf See für konkrete Ergebnisse niemals 1:1 wiederholbar. Bei unserem Simulator ist das der Fall. Wir bestimmen, wie schlecht das Wetter ist und wie hoch der Seegang und das exakt immer gleich.“

Dafür wird der Versuchsstand mit sechs Hydraulikzylindern ausgestattet, die unter einer Plattform montiert sind. Oben drauf steht ein 40-Fuß-Container, in dem sich das Testobjekt befindet. Der Seegang und die entsprechende Schiffsreaktion werden durch die unterschiedlichen Bewegungen der Hydraulikzylinder simuliert. „Dadurch sind wir in der Lage, die insgesamt sechs möglichen Bewegungsrichtungen eines Schiffes bei Seegang darzustellen“, sagt Gerhard Schories.

Aufgebaut wird der Seegangssimulator in einer gut zehn Meter hohen Halle, die dafür auf dem Gelände des ehemaligen Flugplatzes Luneort gebaut wird. „Das Ganze muss natürlich Explosionsschutz haben, da es ja durchaus Wasserstoff-Leckagen geben kann, die wir während der Tests entdecken“, so Schories. Doch dabei geht es längst nicht nur um Seegang. Die Wissenschaftler am ttz haben mit dem Simulator noch viel weiter gedacht.

„Wir werden für die Tests auch einen klimatisierbaren Container bereitstellen. Darin können wir dann die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit regulieren und so zum Beispiel tropisches Klima oder auch nordisches Klima simulieren oder auch Wüstenklima.“ Je nachdem, was von Kundenseite für Anforderungen gestellt werden, können diese Belastungswünsche dann erfüllt werden.

„Im Wesentlichen werden wir hier Antriebskomponenten für Seeschiffe entwickeln und erproben, die mit Wasserstoff laufen oder mit Wasserstoff-Derivaten wie Ammoniak oder Methanol. Dabei geht es zum Beispiel auch um die Kühlanlagen, die flüssigen Wasserstoff dann auf 253 Grad Minus runterkühlen müssen – und das zuverlässig auch bei hohem Wellengang“, erzählt Gerhard Schories. „Es ist auch denkbar, dass wir zukünftig Elektromotoren auf Schiffen haben, die über Wasserstoff- oder Methanolbrennstoffzellen mit Strom versorgt werden.“ Die Brennstoffzelle zusammen mit dem Wasserstoff-Versorgungstank seien dann beispielsweise Komponenten, die im Seegangssimulator gestestet würden.

Bis zum Jahresende soll vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr der Zuwendungsbescheid für die Finanzierung vorliegen. Insgesamt kostet der Seegangssimulator mit der gesamten Infrastruktur rund zwölf Millionen Euro. Schon am 1. Januar 2025 soll die Bauplanung für die Anlage starten und am 1. Januar 2030 möchte Gerhard Schories den ersten Nutzer im Seegangssimulator begrüßen. Damit hat Bremerhaven dann einen weiteren wichtigen Baustein in der Zukunft der Energieversorgung durch Wasserstoff. Gerd Schories: „Mir ist nicht bekannt, dass es irgendwo auf der Welt etwas Vergleichbares gibt. Der Seegangssimulator ist in dieser Form einzigartig.“