Anwendung von Superkondensatoren auf Fähren (ASAP)

Die Zielstellung des Fördervorhabens ASAP ist es die vorhandenen Potentiale zur Reduktion der Umweltbelastungen beim Betrieb von Fähren und Arbeitsschiffen durch den Einsatz von Superkondensatoren als Energiespeicher zu heben. Superkondensatoren haben im Vergleich zu Batterien eine vielfach größere Anzahl an möglichen Ladezyklen, können Energie aufgrund ihrer höheren Leistungsdichte sehr viel schneller aufnehmen und abgeben und eignen sich so besonders für starke Lastspitzen, die z.B. beim Beschleunigen des Schiffes benötigt werden. Um mit Batterien ähnliche Leistungsabgaben zu realisieren, müssen diese relativ groß bemessen werden und durch die Belastung altert die Batterie schneller. Im Fährbetrieb werden keine großen Reichweiten benötigt, sondern hauptsächlich kurzzeitige hohe Leistungen für das Beschleunigen und Abbremsen der Fähre.

Durch den Einsatz von SuperCaps werden somit weniger umweltschädliche und seltene Materialien sowie Energie bei der Herstellung benötigt. Darüber hinaus soll durch die Entwicklung und Erprobung einer intelligenten Netzintegration der Ladeinfrastruktur ein Beitrag zur Stabilisierung des Stromnetzes für die Energiewende geleistet werden. Stromangebot aus fluktuierenden Erneuerbaren Energien und Strombedarf als Antriebsenergie sollen dabei über intelligente Algorithmen und Ladeinfrastruktur optimal angepasst werden. Durch die intelligente Ladeinfrastruktur kann zudem dem Problem der großen Stromflüsse beim Laden der Kondensatoren begegnet werden.

Im Rahmen des Fördervorhabens ASAP wird ein Gesamtkonzept bestehend aus der Bordintegration der Superkondensatoren mit der entsprechenden Steuertechnik, eine Ladeinfrastruktur sowie der Anbindung an die Stromnetze entwickelt.

Projektziele:

• Durch den Einsatz von Kondensatoren statt Batterien als Energiespeicher soll die Ladezeit an der Anlegestelle von ca. 15 min auf wenige Minuten reduziert werden. Dadurch wird der Einsatz von Kondensatoren im Kurzstreckenverkehr möglich.
• Für planbare Kurzstreckenverkehre wie Fährverbindungen über Binnengewässer sollen die Emissionen aus dem regulären Schiffsbetrieb damit auf Null gesenkt werden.
• Für Kurzstreckenverkehre von Arbeitsschiffen sollen die Gesamtimmissionen im Betrieb um mindestens 20% reduziert werden.
• Für den zukünftigen emissionsarmen Schiffsverkehr sollen die entwickelten Konzepte einen netzverträglichen/netzdienlichen Ladebetrieb mit maximaler erneuerbarer Energie (EE) liefern. Perspektivisch sollen für solche Fähren und Schiffe 100% EE bis 2035 eingesetzt werden.

Forschungsfragen:

• Welche Anforderungen müssen die technische Bordinfrastruktur und die Betriebssteuerung erfüllen, um einen erfolgreichen Einsatz von Superkondensatoren als Hauptenergiespeicher auf Fähren zu ermöglichen?
• Wie kann die notwendige Infrastruktur für den Ladung von Superkondensatoren netzdienlich eingesetzt werden?

Kontakt Konsortium:

Dr.-Ing. Hendrik Vorhölter
Mareval AG