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Freitag, 22. Februar 2019

Technik

Saubere Sache auf dem See

Von Wolfgang Heumer | 17. Mai 2018 | Ausgabe 20

Das erste LNG-getriebene Binnenfahrgastschiff Europas soll ab 2020 auf dem Bodensee zwischen Konstanz und Meersburg pendeln.

BU LNG-Fähre
Foto: Stadtwerke Konstanz

Innere Werte: Die nächste neue Fähre auf der Bodenseestrecke Konstanz-Meersburg wird aussehen wie die 2010 in Dienst gestellte „Lodi“. In ihr wird aber kein Dieselantrieb stecken, sondern zwei Motoren mit Flüssigerdgasantrieb.

Die Luft über einer der am meist befahrenen Fährschifflinien in Deutschland soll sauberer werden. Ab 2020 wollen die Stadtwerke Konstanz auf der Strecke Konstanz–Meersburg ein neues Fährschiff einsetzen, das ausschließlich mit flüssigem Erdgas (LNG) angetrieben wird.

Den Neubau hat das kommunale Versorgungsunternehmen bei der Werft Pella-Sietas in Hamburg bestellt. Die beiden jeweils 746 kW starken Gasmotoren kommen von Rolls Royce Power Systems in Friedrichshafen. „Wir setzen damit unser seit 90 Jahren verfolgtes Prinzip fort, das technisch Machbare bis an die Grenze des finanziell Sinnvollen zu realisieren“, sagt der Leiter des Geschäftsbereiches Fährbetrieb der Stadtwerke Konstanz, Stefan Ballier.

Foto: Stadtwerke Konstanz

Die beiden Gasmotoren von Rolls Royce Power Systems übertragen ihre Kraft von jeweils 746 kW direkt auf die Propellerwelle.

Die 17,7 Mio. € teure Fähre ist nach Angaben der Stadtwerke das erste rein mit LNG betriebene Fahrgastschiff auf einem europäischen Binnengewässer. Das Projekt wird mit einer Sondergenehmigung des Schifffahrtsamtes Konstanz realisiert – denn im Gegensatz zur Seeschifffahrt gibt es für Binnenschiffe für LNG-Antriebe noch keine Klassifikationsregeln.

„Wir tragen mit dieser Investition bewusst dem Umweltschutz in der Bodenseeregion Rechnung“, sagt Ballier. Im ostfriesischen Wattenmeer und zwischen Helgoland und Cuxhaven sind seit zwei Jahren bereits zwei Nordseepassagierschiffe mit Gasantrieb im Einsatz. Während die beiden Schiffe im Norden aus Sicherheitsgründen im Dual-Fuel-Betrieb auch mit Diesel betrieben werden können, wird die neue Bodenseefähre mit reinen Gasmotoren ausgestattet.

Die beiden Achtzylinder vom Typ MTU 4000 basieren auf dem MTU-Dieselaggregat 16V 4000 M63 (16 Zylinder), das in Assistenzschleppern und anderen Arbeitsschiffen verwendet wird. Beide Prototypen haben im Testlauf bereits mehr als 3000 Betriebsstunden absolviert. Weil die Stärke von reinen Gasmotoren üblicherweise im gleichmäßigen Betrieb liegt, wird ihre Kraft beim Einsatz in Schiffen zunächst in elektrische Energie gewandelt und dann über Elektromotoren wieder in Kraft. Auf der neuen Fähre erprobt Rolls Royce dagegen die direkte Kraftübertragung auf die Propellerwelle.

Die Kenndaten der schnelllaufenden Gasmotoren mit 600 min-1 bis 1600 min-1 ähneln denen eines Dieselmotors; das Lastprofil passt laut Ballier perfekt zu den schnellen Wechseln zwischen Hafenmanövern und Streckenfahrt, die den Fährverkehr auf der 4,8 km langen „Sprintstrecke“ kennzeichnen. „Das Lastprofil eröffnet neue vielseitige Anwendungsmöglichkeiten für solche Motoren beispielsweise in großen Baggern und anderen Arbeitsmaschinen“, verdeutlicht Ballier das Interesse der Motorenentwickler an dem Projekt.

Mit dem Neubau setzen die Stadtwerke Konstanz auf ihr Erneuerungsprogramm auf der Fährstrecke Konstanz–Meersburg. Die LNG-Fähre soll die vor 49 Jahren in Dienst gestellte „Fontainebleau“ als älteste der insgesamt sechs Fähren ersetzen. Äußerlich gleicht das neue Schiff der 2010 in Dienst gestellten Fähre „Lodi“. „Der äußerliche Unterschied besteht lediglich in einem acht Meter hohen Ventilationsmast in der Schiffsmitte, über den das Schiffsinnere belüftet und ausströmendes Gas im Fall einer Leckage abgeleitet werden kann“, so Ballier. Erdgas ist leichter als Luft und nur in einem bestimmten Mischungsverhältnis zündfähig; entsprechend sind die Belüftungsanlagen für die Maschinenanlage und den Tankbereich ausgelegt.

Das auf -162 °C heruntergekühlte und dadurch verflüssigte Gas wird in zwei doppelwandigen Drucktanks mit je 22 m3 Volumen an Bord mitgeführt. Das Thermoskannenprinzip der Doppelhülle isoliert so gut, dass das Flüssiggas dort bis zu zehn Tage gelagert werden kann. Mit dem sogenannten Boil-off (Wärmezuführung) wird das Flüssiggas für den Betrieb wieder in den Gaszustand gebracht.

Die Stadtwerke hatten nach eigenen Angaben schon bei den ersten Planungen für die neue Fähre einen umweltschonenden Antrieb vorgesehen. Statt des zunächst überlegten elektrischen Antriebes entschied sich der Fährbetrieb für den Gasantrieb. Die Mehrkosten von rund 6 Mio. € gegenüber einem herkömmlichen Dieselantrieb sowie die höheren Kosten für den komplexeren Betrieb „nehmen wir bewusst in Kauf, um unseren eigenen Ansprüchen an Technik und Umweltschutz gerecht zu werden“, betont Ballier.

Flüssiggas verursacht in einigen Bereichen weniger Emissionen als Diesel. So entstehen keine Rußpartikel und Schwefeldioxide; der Stickoxidausstoß ist laut Rolls Royce um 90 % niedriger als bei der Verbrennung von Diesel. Die Treibhausgasemissionen sind den Angaben zufolge 10 % geringer. Die Fähre wird künftig einmal pro Woche per Lkw aus Rotterdam oder Antwerpen mit Gas versorgt, einen eigenen LNG-Terminal gibt es derzeit weder am Bodensee noch sonst in Süddeutschland.

Nach einer europaweiten Ausschreibung ging der Auftrag für die neue Fähre an die Werft Pella-Sietas in Hamburg. Das 1635 gegründete Unternehmen konzentriert sich auf den Spezialschiffbau und gehört nach seiner Insolvenz zu der russischen „Open JSC Pella Gruppe“ aus St. Petersburg. Der Neubau ist erst das zweite Fährschiff für den Bodensee, das nicht an Deutschlands größtem Binnensee gefertigt wurde. Das Schiff soll in Hamburg sektionsweise vorgefertigt und mit Binnenschiffen und auf den letzten Kilometern ab Basel per Schwerlasttransport zum Bodensee gebracht werden. Die Endmontage erfolgt dann auf einer Werft in Fußach am österreichischen Ufer des Bodensees.

Die Stadtwerke Konstanz betreiben direkt oder über Tochterunternehmen den größten Teil der deutschen Flotte auf dem Bodensee. Die neue Fähre hat Platz für 60 Fahrzeuge und bis zu 700 Passagiere. Auf der Strecke Konstanz – Meersburg werden jährlich bei 61 000 Fährfahrten rund 4,3 Mio. Passagiere und 1,3 Mio. Pkw befördert. Die Fährlinie kommt den Betreibern zufolge ohne öffentliche Zuschüsse aus und ersetzt jährlich rund 80 Mio. Autokilometer über Land.