Demoprojekte Pa-X-ell und RiverCell. NIP-Vollversammlung Berlin Ragnar Christenson MEYER WERFT GmbH & Co. KG
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1 Demoprojekte Pa-X-ell und RiverCell NIP-Vollversammlung Berlin Ragnar Christenson MEYER WERFT GmbH & Co. KG
2 e4ships Einführung
3 e4ships Film Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 3
4 Pa-X-ell Ergebnisse und Ausblick
5 Ziele in Pa-X-ell Reduktion der Emissionen und Steigerung der Effizienz von Schiffen. Entwurf eines DEZENTRALEN und MODULAREN elektrischen und thermischen Energiesystems für Passagierschiffe Modulares Design Dezentralisierte Anordnung Redundante Energieerzeugung = skalierbare Leistung nach Bedarf = weniger Transportverluste, geringere Energieströme = hohe Ausfallsicherheit ( Safe Return to Port ) Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 5
6 Partner in Pa-X-ell Flensburger Schiffbau Gesellschaft (FSG) Friedrich Lürssen Werft (FLW) Det Norske Veritas - Germanischer Lloyd (DNV GL) Serenergy Deutsche Luft und Raumfahrt (DLR) MEYER WERFT GmbH & Co. KG Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 6
7 Bisherige Ergebnisse - Demonstrator 1 Elektrische Gesamtleistung: 30kW (1.Gen) Treibstoff: Methanol-Wasser-Gemisch Platz für bis zu 16 BZ Module Seit Sommer 2014 Testbetrieb mit diversen Modulvarianten Absorptionskälteanlage: Leistungsaufnahme: 20kW thermisch (Abwärme von Brennstoffzellen) Kälteleistung: 17kW Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 8
8 Bisherige Ergebnisse - Demonstrator 2 Installation an Bord der Fähre MS Mariella 90 kw Brennstoffzellen Demonstrator Container Methanol Versorgungs-, Tank- und Bunker- System. Elektrische und thermische Einspeisung in das Schiffsnetzwerk Erster Prototyp im Feldtest für das Kernstück des dezentralen Energienetzwerkes Betriebsdatenerfassung zur Auswertung und Optimierung des Gesamtenergiesystems Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 9
9 Herausforderungen Genehmigungsprozess Brennstoffzellenmodule: Erkenntnisse zu Hard- und Software der BZ führten mittlerweile zur deutlich verbesserten 3. Generation. Brennstoffzellenrack: Fehlen von regulatorischen Rahmenbedingungen für Design und Schiffsintegration. Re-Design aufgrund BZ-Modulevolution und Erkenntnissen zu Funktion und Betrieb an Bord. Gesamtanlage: Abstimmung und Feinjustierungen für optimales Zusammenspiel der Anlageteile Modularisierung des Gesamtsystems für eine skalierbare Integration ins Schiff. Fazit: Wir sind auf dem richtigen Weg, umfangreiche Entwicklungsschritte sind aber noch erforderlich bis hin zu einer Marktreife Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 10
10 Ausblick Pa-X-ell 2 Weiterentwicklung und Optimierung der Systeme Senkung von Material und Herstellungskosten Leistungssteigerung (bis zu 20 kw pro Modul) Laufzeitsteigerung (über h) NG-Reformer Modularisierung der Peripherie für die Schiffsintegration Langzeitbetrieb bestehender Demonstratoren Entwicklung, Planung und Bau neuer Demonstratoren Mega-Yacht (Test am Pier und an Bord) Kreuzfahrtschiff: Versorgung einer Feuerzone Weitere Intensive Mitwirkung bei der Vorschriftenentwicklung Brennstoffzellen Dezentrales Energiesystem (Methanol im Rahmen des Projektes MethaShip) Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 11
11 RiverCell 1 Ergebnisse und Ausblick
12 Partner in RiverCell 1 Flensburger Schiffbau Gesellschaft Det Norske Veritas - Germanischer Lloyd Serenergy Fischer ecosolutions GmbH Viking Technical GmbH MEYER WERFT GmbH & Co. KG NEPTUNG WERFT GmbH & Co. KG HySolutions GmbH HADAG TU Berlin BEHALA Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 13
13 Ziele von RiverCell 1 Entwurf eines hybriden Energie & Antriebssystems für ein Flusskreuzfahrtschiff und Schubschiffs Steigerung der Effizienz Senkung der Emissionen von Binnenschiffen Leiser Betrieb des Schiffes am Liegeplatz mit Brennstoffzellen und Batterien Leistungssteigerung und Anpassung der BZ Systeme für Binnenschiffe Klärung der Bedingungen für den Einsatz von alternativen Kraftstoffen Übertragung auf andere Schiffstypen Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 14
14 Technischer Entwicklungsprozess - Hybride Energieerzeugung Dezentrale Energieerzeugung Flexible Anordnung Energie Raum Module: Brennstoffzellen Batterien Wärmenutzung Hohe Versorgungssicherheit (Redundanz) Geringe Emissionen und Lärm Neue Brennstoff und Hilfssysteme Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 15
15 Bisherige Ergebnisse Energie systeme Umfangreiche Messdatenerfassung Detaillierte Betriebsprofilanalysen Hybridkonfigurationen für beide Schiffe Hybridkomponenten Definiert Elektrisches und thermisches Systemkonzept entwickelt Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 16
16 Bisherige Ergebnisse Alternative Brennstoffe Unterbringung von kryogenen Brennstoffen (Gasen) nur eingeschränkt praktikabel. Isolierte Drucktanks Volumenmehrbedarf 3x (LNG) 10x (Wasserstoff!) Verlust an Nutzraum Kritisches Mehrgewicht (Tiefgang) Beschränkte Haltezeit Alkohole (Methanol) vielversprechende Option Flüssig, kann in Schiffs-Strukturtanks gelagert werden Deutlich weniger Nutzraumverlust und Gewicht Einfacher in der Handhabung (nicht kryogen) Auch in Verbrennungsmotoren einsetzbar Kann regenerativ effizient hergestellt werden -> Eine effiziente Möglichkeit H2 für Brennstoffzellen in flüssiger Form zu lagern Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 17
17 Herausforderungen Platz- und Gewichts-Probleme mit Gastanks (LNG, H2) auf volumenkritischen Schiffen Leistungsdichte und Leistungsgewicht der Brennstoffzellen und Batterie Gesamtsysteme und der Peripherie müssen weiter verbessert werden. Bunkern von Methanol (als Brennstoff) noch unbekannt. Fehlende Vorschriften für neue elektrische Hybrid-Architekturen Fehlende Vorschriften für Methanol und andere regenerative Brennstoffe Lange Genehmigungsprozesse und befristete Sondergenehmigungen für Versuchsinstallationen Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 18
18 Ausblick und Verwertung RiverCell2: Detail-Entwicklung und Tests an einer landbasierten Versuchsinstallation bis Ende 2019 Ziel: Genehmigungsfähigkeit (Sondergenehmigung) Mitte 2019 Bau Versuchsschiff (Neubau) ab 2020 Tests und Langzeit-Erprobung im Schiffsbetrieb bis 2022 Teilprojekt ELEKTRA (Schubschiff) wird in einem eigenständigen Demo Projekt fortgeführt. Bau des Demonstrator Schiffs ist vorgesehen Mitwirkung bei der Vorschriftenentwicklung Ende Sondergenehmigung (2025)-> neue Vorschriften? Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 19
19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ragnar Christenson Projektleiter R&D Meyer Werft GmbH & Co. KG Industriebgiet Süd Papenburg Tel ragnar.christenson@meyerwerft.de Ragnar Christenson - Meyer Werft GmbH & Co. KG 20
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