Bei der Yanmar Group haben wir im Rahmen unseres Übergangs zu einer dekarbonisierten Gesellschaft erfolgreich Japans erstes Wasserstoff-Brennstoffzellensystem für den Einsatz in Schiffen entwickelt. Wir sprachen mit Herrn Hiraiwa, einem Mitglied der Abteilung Large Power Product Business System Engineering der Yanmar Power Technology Co., Ltd., über den Mechanismus, die Herausforderungen während des Entwicklungsprozesses und die Aussichten.

Profil

Takuya Hiraiwa

Yanmar Power Technology Co., Ltd.,
Large Power Product Business System Engineering Division über den Mechanismus

Schiffe umwelt- und menschenfreundlich machen mit Wasserstoff als Energie der nächsten Generation

Im Zuge der weltweiten Bemühungen zur Dekarbonisierung hat auch der maritime Sektor Fortschritte gemacht. Im Jahr 2018 verabschiedete die Internationale Seeschifffahrtsorganisation (IMO) eine Strategie zur Reduzierung der Treibhausgase, die auf eine Reduzierung der Gesamtemissionen abzielt. Ein Bereich, der weltweit Aufmerksamkeit erregt hat, sind Wasserstoff-Brennstoffzellensysteme für Schiffe. Bei der Stromerzeugung geben Wasserstoff-Brennstoffzellensysteme nur Wasser und Wärme ab, ohne Treibhausgase wie Kohlendioxid oder Luftschadstoffe wie Stickoxide freizusetzen. Es gab jedoch keine Präzedenzfälle für die praktische Umsetzung von Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen für Schiffe in Japan. Yanmar hat im Rahmen von Forschungsaufträgen des Ministeriums für Land, Infrastruktur, Verkehr und Tourismus Demonstrationstests durchgeführt und sich an subventionierten Projekten des Umweltministeriums beteiligt. Als Ergebnis lieferte Yanmar im Jahr 2023 erfolgreich Wasserstoff-Brennstoffzellensysteme für Passagierschiffe aus und markierte damit einen neuen Meilenstein in der japanischen Seefahrtsgeschichte.
Die Vorteile von Brennstoffzellensystemen für Schiffe mit Wasserstoff gehen über den Umweltaspekt hinaus. „Da kein Heizöl verwendet wird, ist das System geruchslos, was für Schiffe ein erheblicher Vorteil ist“, sagt Herr Hiraiwa. Bei Passagierschiffen wird der Geruch von Heizöl häufig als Ursache für Seekrankheit genannt. Durch die Verwendung von Wasserstoff als Brennstoff wird dieses Geruchsproblem gelöst. Da außerdem kein Motor erforderlich ist, werden Vibrationen und Lärm erheblich reduziert, was zu mehr Komfort führt.

Kosten und Vorschriften sind die zwei größten Hindernisse für die praktische Umsetzung

Herr Hiraiwa erklärt, dass dieses Projekt keine leichte Aufgabe war. Das erste Hindernis war der Kostenaspekt. Um die Kosten niedrig zu halten, beschlossen sie, Wasserstoff-Brennstoffzellen, die bereits in Autos verwendet werden, für den maritimen Einsatz zu modifizieren. Anders als bei Autos ist es jedoch für maritime Anwendungen entscheidend, Explosionsschutznormen einzuhalten, um Explosionen zu verhindern. Natürlich erhöht der Explosionsschutz die Kosten. Die Lösung für diese Herausforderung ergab sich aus Yanmars gesammeltem Fachwissen. Dank jahrelanger Erfahrung in der Entwicklung von Gasmotoren konnte Yanmar sein Fachwissen nutzen, um die Kosten zu senken und das System für den maritimen Einsatz zu verdichten, und so schließlich das Wasserstoff-Brennstoffzellensystem für Schiffe fertigstellen.
Neben den technischen Herausforderungen war ein weiteres großes Hindernis der Mangel an Vorschriften für Wasserstoff-Brennstoffzellensysteme für den maritimen Einsatz in Japan. Daher war es notwendig, in Zusammenarbeit mit dem Ministerium für Land, Infrastruktur, Verkehr und Tourismus und ClassNK bei der Gesetzgebung von vorne anzufangen. „Obwohl es einfacher gewesen wäre, wenn es bestehende Vorschriften gegeben hätte, an die man sich hätte halten können, bedeutete die Tatsache, dass dies eine Pionierleistung in Japan war, dass wir immer Neuland betraten“, blickt Herr Hiraiwa auf die Herausforderungen zurück, die es mit sich brachte, der Erste in Japan zu sein.

Beschleunigte Expansion ins Ausland soll Yanmar auf die nächste Stufe heben

Yanmars Wasserstoff-Brennstoffzellensystem für Schiffe hat nicht nur im Inland, sondern auch in Überseeländern wie Norwegen, den Niederlanden und Großbritannien großes Interesse geweckt. In Europa und den Vereinigten Staaten gelten im Vergleich zu Japan strengere Vorschriften zur Reduzierung der Stickoxid- und Treibhausgasemissionen. Es gibt weltweit nicht viele Fälle, in denen Motorenhersteller Brennstoffzellensysteme anbieten, daher sind die Erwartungen aus Übersee an diese Initiative groß.
Yanmar hat traditionell Motoren als Antriebsquellen bereitgestellt. Durch die Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen haben wir jedoch eine Elektrifizierung der Antriebsquellen erreicht und können nun nicht nur Antriebsquellen, sondern auch ganze Antriebseinheiten anbieten. „Ich glaube, dieses Projekt hat uns näher an die Rolle eines Marine-Systemintegrators gebracht, der nicht nur Produkte verkauft, sondern auch maßgeschneiderte Systeme entwickelt und verwaltet, die auf die Wünsche unserer Kunden zugeschnitten sind“, sagt Herr Hiraiwa und betont, dass dieses Projekt einen bedeutenden Schritt nach vorne für Yanmar darstellt.