Entwurf und Realisierung des hybrid elektrischen Schubbootes ELEKTRA

ELEKTRA Entwurf und Realisierung des hybrid elektrischen Schubbootes ELEKTRA Prof. Dr.-Ing. Gerd Holbach SMM - Symposium Zero Emission Shipping Hamburg, den 04. September 2018 12.09.2017

Übersicht 1. Aufgaben und Anforderungen 2. Die Elektra und ihr elektrisches Energiekonzept 3. Route und Infrastruktur 4. Ausblick Gerd Holbach 04.09.2018 2

1. Aufgaben und Anforderungen lokal emissionsfrei global emissionsfrei Regionaler Betrieb Min. Reichweite von 65 km pro Tag Betriebsdauer von 8 h pro Tag Dienstgeschw. 8 km/h, max. 10 km/h max 1.400 t Schublast Antrieb: vorrangig Akku-elektrisch Gerd Holbach 04.09.2018 3

1. Aufgaben und Anforderungen - lokal emissionsfrei global emissionsfrei Überregionaler Betrieb Berlin <-> Hamburg, Berlin <-> Stettin min. Reichweite von ca. 130 km pro Tag 4-6 Betriebstage je einfache Stecke Betriebsdauer von 16 h pro Tag Dienstgeschw. 8,5 km/h, max. 10 km/h Antrieb: hybrid-elektrisch Gerd Holbach 04.09.2018 4

3. Die ELEKTRA und ihr elektrisches Energiekonzept Hauptabmessungen Länge 20,00 m Breite 8,20 m Tiefgang 1,25 m Verdrängung ca. 160 t Antriebsstrang Leistung 2 x 200 kw Gerd Holbach 04.09.2018 6

3. Die ELEKTRA und ihr elektr. Energiekonzept 400 V DC 400 V DC Gerd Holbach 04.09.2018 7

3. Die ELEKTRA und ihr elektr. Energiekonzept - Energiequellen Zellchemie: NMC (Nickel Mangan Kobald) Gesamtnennakkukapazität: ca. 2,5 MWh, staplerfähig Gerd Holbach 04.09.2018 8

3. Die ELEKTRA und ihr elektr. Energiekonzept - Energiemanagement Die zusätzliche Flexibilität mit den Betriebszuständen des hybriden Antriebs auf Preis und Verfügbarkeit der Ressourcen (Strom und Wasserstoff) variabel eingehen zu können, ist ein besonderes Merkmal. Fahrassistent Energiemanagement Gerd Holbach Verbrauchermanagement Erzeugermanagement 04.09.2018 9

4. Route und Infrastruktur Lösungsansätze Landstationen Hamburg Energiebedarf Rundreise Bedarf Antriebsenergie ~ 21.200 kwh (Rundreise) Berlin Gerd Holbach 04.09.2018 12

4. Route und Infrastruktur Bunkerszenario - Energiemix Szenario Jahr 2020 ~ 10 % H 2 ~ 90 % 0 kwh 750 kgw zusätzlich möglich, aber nicht zwingend 5 Hamburg H 2 4 H 2 0 kwh 125 kgw zusätzlich möglich, aber nicht zwingend Szenario Jahr 2030 ~ 40 % H 2 ~ 60 % 3 2 1 Berlin 0 Flexibilität auf Preis und Verfügbarkeit der Ressourcen (Strom und Wasserstoff) variabel eingehen zu können steigt mit den Ausbaustufen. Gerd Holbach 04.09.2018 12 H 2 1.950 kwh 750 kgw

4. Route und Infrastruktur Wasserstoffversorgung Wechseltanks H2-Lieferung in transportablen Wechseltanks auf LKW-Trailern Elektrotechnik der Schiffbautechnischen Gesellschaft (STG) Westhafen Berlin 04.09.2018 13

4. Route und Infrastruktur Lösungsansätze Landstationen Modulare, versetzbare Ladestation (auf der Strecke) Gerd Holbach 04.09.2018 9

Übersicht 1. Aufgaben und Anforderungen 2. Die Elektra und ihr elektrisches Energiekonzept 3. Route und Infrastruktur 4. Energiequellen 5. Ausblick Gerd Holbach 04.09.2018 15

6. Ausblick Wasserstoff: Verfügbarkeit und Kosten Strompreisentwicklung für Landstrom und Wasserstoff Ausbau Infrastruktur Landstromversorgung / Standardisierung > 250 A (EN 16840) Vorschriftenentwicklung (CESNI / ZKR / ZSUK / Klassifikationsgesellschaften) Regelungen zu Emissionsgrenzwerten (CO 2 / NO X / Partikel / ) Übertragbarkeit auf andere Schiffstypen der Binnen- und Küstenschifffahrt Gerd Holbach 04.09.2018 16 15.11.201 6

Berliner Hafen- und Lagerhausgesellschaft mbh Dipl.-Ing. Klaus-G. Lichtfuß Leiter Logistik Westhafenstraße 1 13353 Berlin Tel: +49 30 39095 230 Mobil: +49 163 575 66 14 E-Mail: k.lichtfuss@behala.de www.behala.de Technische Universität Berlin Prof. Dr.-Ing. Gerd Holbach Fachgebiet Entwurf und Betrieb Maritimer Systeme Sekr. SG 6 Salzufer 17-19 ELEKTRA bei der Einfahrt in den Berliner Westhafen Baubeginn: Ende 2019 Fertigstellung: Ende 2020 Erprobung: ab Anfang 2021 Gerd Holbach 10587 Berlin Tel.: +49 30 314 214 17 E-Mail: gerd.holbach@tu-berlin.de http://www.marsys.tu-berlin.de 04.09.2018 17 TU Berlin -EBMS