Die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung (HTWG) in Konstanz hat in Sachen umweltfreundlicher Schiffsantriebe Pionierarbeit geleistet. Bereits in der zweiten Hälfte der 1980er-Jahre brachten Elektroingenieure und Studierende der HTWG das Solarboot Korona an den Start. Damals steckte die Solarzellenforschung noch in ihren Anfängen. Die Korona mit ihrem von Sonnenenergie gespeisten Elektroantrieb galt als ingenieurtechnische Meisterleistung, die viel Beachtung fand. Das Solarboot ist auch 2018 noch im Einsatz und wird von Forschung und Lehre als schwimmendes Labor genutzt. Seit bald elf Jahren liegt die Korona allerdings nicht mehr allein am Anlagesteg vor der Hochschule am Seerhein. 2007 ist das Forschungsschiff Solgenia hinzugekommen. Dabei handelt es sich um ein Hybridboot. Die Kraft der Sonne spielt für den Antrieb immer noch eine wichtige Rolle. Aber neben der Fotovoltaikanlage fungiert als zweiter Energieproduzent eine Brennstoffzelle, die Wasserstoff in Strom umwandelt.

Überprüfung der Sicherheit kostet viel Geld

Bereit für den Antrieb: Hier macht sich auf dem Schiff der Energieträger auf den Weg zur Brennstoffzelle: Methanolkanister mit der nachgeschalteten Filteranlage.
Bereit für den Antrieb: Hier macht sich auf dem Schiff der Energieträger auf den Weg zur Brennstoffzelle: Methanolkanister mit der nachgeschalteten Filteranlage. | Bild: Domgörgen, Franz

Derzeit herrscht bei dem mit der Materie beschäftigten HTWG-Ingenieuren und Studierenden erneut eine gespannte Erwartungshaltung. Denn die Brennstoffzelle der Solgenia wird künftig nicht mehr mit Wasserstoff gefüttert, sondern mit Methanol. Auf einer mehrtägigen Fahrt auf allen Teilen des Bodensees testet ein HTWG-Team in dieser Woche den Umstieg auf das neue Brennstoffzellenfutter. Vor dem Start machte Richard Leiner, Hochschullehrer an der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik, klar, das sich mit der Verwendung des E-Diesels Methanol die Kosten für den Betrieb des Forschungsschiffs erheblich senken lassen. Allein die Sicherheitsüberprüfungen der Anlagen und der Technik für die Wasserstoffbetankung an Land bezifferte Leiner auf 10 000 Euro pro Jahr. Über eine Leitung wurde das Gas mit einem Druck von mehr als 300 Bar in einen 70 Liter fassenden Tank auf dem Schiff gepumpt. Dagegen lässt sich das Methanol einfach in einem Kanister aufs Boot tragen. Hinzu kommt, dass die Flüssigkeit auch in Sachen Energiedichte bessere Werte aufweist als das Gas aus dem Wasserstofftank.

Zeigen, was technisch möglich ist

Alexander Kirjuchin am Technik-Stand der Solgenia. Daten über das Verhalten der Solarzellen, die Brennstoffzelle oder den Methanolbedarf können direkt ans Labor der HTWG übermittelt werden.
Alexander Kirjuchin am Technik-Stand der Solgenia. Daten über das Verhalten der Solarzellen, die Brennstoffzelle oder den Methanolbedarf können direkt ans Labor der HTWG übermittelt werden. | Bild: Domgörgen, Franz

Alexander Kirjuchin schätzt, dass die Sogenia mit 20 Liter des Energieträgers eine 100 Kilometer lange Strecke auf dem Bodensee zurücklegen kann. "Wir wollen zeigen, was technisch möglich ist", sagt der leitende Labor-Ingenieur. Das gilt sowohl für die aktuellen Testfahrten als auch für den Einsatz der Brennstoffzelle auf dem Hybridboot. Die Brennstoffzelle wandelt chemische in elektrische Energie um. Auch die Verwendung von Methanol garantiert nach Angaben von Leiner eine klimaneutrale Bilanz, in der keine Kohlendioxid-Emissionen anfallen. Als Abfallprodukt der Energieerzeugung bleibt allein Wasser. Und das verdampft aufgrund der hohen Temperaturen im Betriebsprozess. Für Leiner ist die Zielrichtung der Tests mit dem Hybridboot klar: Kann die HTWG ein Beispiel zeigen, wie sich der Verbrennungsmotor ersetzen lässt? Die Chancen stehen gut.

Ein Wasserbus mit Elektroantrieb?

Ein Wasserfahrzeug, das geräuschlos und schadstofffrei auf dem Bodensee unterwegs ist: Das müsste auch das Interesse der Politik beflügeln können, glaubt der HTWG-Professor. Als mögliches Vorzeigeprojekt käme laut Leiner ein Hybridboot auf der Linie des Wasserbusses zwischen Bodenseeforum am Seerhein und dem Konstanzer Hafen in Betracht. Wenn Besucher sehen, dass Anstrengungen für eine schadstofffreie Motorschifffahrt Früchte tragen, kann dies das Image der größten Stadt am Bodensee fördern und damit vielleicht auch finanzielle Anstrengungen rechtfertigen.

Daten werden direkt ins Labor übermittelt

Wie verhalten sich die Solarzellen? Wie arbeitet die Brennstoffzelle? Wie steht's um den Methanolverbrauch? 94 Variablen werden auf der Testfahrt gemessen. Die Daten können per Mobilfunk direkt ans Labor der Fakultät Elektro- und Informationstechnik übertragen werden.