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ReVolt: autonom und elektrisch – Die Revolution für das short sea shipping?~5 Minuten Lesezeit

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Die Küstenschifffahrt spielt in Europa eine große Rolle im Güterverkehr und soll in Zukunft noch weiter an Bedeutung gewinnen. Jedoch sind die Margen aufgrund der hohen Energie- sowie Betriebskosten und anfallenden Steuern relativ gering. Die Klassifikationsgesellschaft DNV GL 1 arbeitet an der der und hat für die der “ entwickelt – ein Schiff, das ökologischer, intelligenter und sicherer als konventionell angetriebene und betriebene Schiffe sein soll.

Für „ReVolt“ setzt DNV GL auf Technik, welche derzeit in einem frühen Entwicklungsstadium ist, jedoch die Zukunft maßgeblich prägen soll. Das Schiff wird rein elektrisch angetrieben und bezieht seine Energie aus einem Akku mit 3000 kWh Kapazität. Im Vergleich zu einem Schiffsdiesel kann der Elektromotor 60 Prozent der Energie in Vortrieb umsetzen. Bei einem konventionellen Dieselmotor wird in der Schifffahrt ein Wirkungsgrad von gerade einmal 15 Prozent erreicht. Zudem besteht der aus weniger wartungsintensiven Teilen – wie etwa rotierende Komponenten – und weist somit geringere Wartungskosten auf.

Der Antrieb besteht aus zwei Propellergondeln mit je einer Schiffsschraube (drei Meter Durchmesser). Hinzu kommt eine einziehbare . Der Rumpf besteht aus Stahl, da eine Leichtbauvariante aufgrund der geringeren Wasserverdrängung kleinere Schiffspropeller erforderlich gemacht hätte und somit die Gesamteffizienz des Schiffes gesunken wäre.

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Speziell konstruierter senkrechter Bug des ReVolt – Grafik: DNV GL

Der Schiffsentwurf ist für eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 6 Knoten ausgelegt. Aufgrund der geringen Geschwindigkeit konnte das Schiff mit einem geraden, senkrechten Bug konstruiert werden und hat im Vergleich mit anderen Schiffen, die normalerweise mit einer Geschwindigkeit von 8,7 Knoten unterwegs sind, über das gesamte Profil einen geringeren Wasserwiderstand. Zudem muss das Schiff aufgrund seines Designs keine Ballasttanks vorhalten.

Der durchschnittliche Schiffswiderstand 2 bei normalem Wellengang und Wind beträgt 120 Kilowatt. Bei ruhiger See reduziert sich der Widerstand auf 50 Kilowatt.

Indem die Umschlagszeit in den Häfen vom Schiffsdesign auf etwa vier Stunden Liegezeit reduziert werden kann, ist der gesamte Zeitbedarf auch mit einer geringen Fahrgeschwindigkeit im Vergleich zu heute konventionell eingesetzten Schiffen wettbewerbsfähig. Für einen funktionierenden Schiffsbetrieb müssen die angefahrenen Häfen jedoch mit entsprechenden Ladestationen ausgestattet werden.

Revolt elektroschiff

Größenvergleich des ReVolt zu einem komventionellen Schiff – Grafik: DNV GL

Das Schiff „ReVolt“ ist eindeutig für den küstennahen Betrieb konzipiert. Der Akku speichert Energie für eine von 100 Seemeilen, das sind umgerechnet 185 Kilometer. Mit einer Breite von 14,5 Metern und einer Länge von 60 Metern kann das Schiff maximal 100 Standardcontainer tragen und ist somit vergleichsweise klein. Das Konzept ist dennoch wirtschaftlich tragfähig.

Das Schiff entspricht mit seinen Eigenschaften hinsichtlich Reichweite und Tragfähigkeit den Eigenschaften der Schiffe, welche im Jahr 2012 in der Norwegian Economic Zone (NEZ) als Vorbild für das ReVolt analysiert wurden.

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3D-Modell eines beladenen ReVolt-Schiffs – Grafik: DNV GL

Durch die autonome Steuerung entfallen die Personalkosten und somit ein wesentlicher Faktor der Preisbildung im maritimen Transportwesen. Durch den Wegfall der Kommandobrücke steht darüber hinaus mehr Ladefläche zur Verfügung. Die autonome Steuerung eines Schiffes ist dabei keinesfalls trivial. Bei Seegang führt ein Schiff drei gradlinige und drei Rotationsbewegungen aus: Bewegung entlang der Längsachse (Wogen), Bewegung entlang der Querachse (Schwoien), Bewegung entlang der Hochachse (Tauchen), Bewegung um die Längsachse (Rollen), Bewegung um die Querachse (Stampfen) und Bewegung um die Hochachse (Gieren). Die Steuerung eines autonom fahrenden Schiffes muss daher in der Lage sein, Manöver und Entscheidungen vor dem Hintergrund dieser Eventualitäten zu treffen. Entscheidungen, welche an Land richtig wären, können auf See vollkommen falsch sein! Hinzu kommen Schwierigkeiten und Herausforderungen beim An- und Ablegen in Hafenbecken. Mir persönlich stellt sich zudem die Frage, wie das Schiff Kollisionen mit kleinen Schiffen, welche nicht mit einem AIS-Transponder ausgestattet sind oder nur geringe Reflektionsflächen für das Radar bieten, vermeiden soll. Zwar ist das Schiff mit ECDIS, GPS, Radar, Lidar und Kameras ausgestattet (siehe: Fahrzeugumfeldsensorik: LiDAR, Radar, Infrarot, Ultraschall und Video im Vergleich – Funktionsweise, Vor- und Nachteile, Sensordatenfusion. Die Ergebnisse aus dem Pkw-Bereich gelten bei der Umfeldsensorik ebenso für den ), jedoch müssen diese auch bei Nebel und schlechten Wetterverhältnissen zuverlässig und korrekt funktionieren. Eine große Herausforderung.

Diese und andere Fragen müssen noch geklärt werden, bevor „ReVolt“ produktiv eingesetzt werden kann. Derzeit befindet sich das Konzeptschiff in der Testphase und wird als drei Meter langer Prototyp in einem Fjord bei Oslo getestet. Das Modellschiff ist jedoch noch nicht komplett autonom unterwegs.

Mittelfristig soll „ReVolt“ im eingesetzt werden. Eine schlagende Eigenschaft besitzt das Schiff im Vergleich mit heute eingesetzten Schiffen: Während einer rund 30-jährigen Lebensdauer soll ein ReVolt-Schiff durch seine geringen Personal- und Betriebskosten im Vergleich zu einem dieselbetriebenen Schiff bis zu 34 Millionen US-Dollar an Kosten einsparen. Und das trotz relativ hohen Batteriepreisen von 1.000 US-Dollar / kWh und einem zweimaligen Austausch des Batteriepacks über die Lebensdauer des Schiffs.

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Lebenszykluskosten des ReVolt im Vergleich zu einem Schiff mit konventionellem – Grafik: DNV GL

  1. Klassifikationsgesellschaften erstellen technische Richtlinien zum Entwurf und zur Konstruktion von Schiffen und geben diese als Bauvorschriften heraus, DNV GL ist aus der Fusion der Det Norske Veritas (DNV) mit der Germanischer Lloyd (GL) entstanden.
  2. Der Schiffswiderstand gibt die Kraft an, die man aufwenden muss, um ein Schiff bei ruhiger See mit konstanter Geschwindigkeit zu ziehen.

Verfasst von

Martin Randelhoff

Herausgeber Zukunft Mobilität. Studium der Raumplanung an der TU Dortmund, Studium der Verkehrswirtschaft an der TU Dresden. Ist interessiert an innovativen Konzepten zum Lösen der Herausforderungen von morgen insbesondere in den Bereichen urbane Mobilität, Verkehr im ländlichen Raum, Wirkung autonomer Fahrzeugsysteme und nachhaltige Verkehrskonzepte.

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Gert B. Büttgenbach
Gast
Derartige Konzepte für Roboterschiffe tauchen in jedem Jahrzehnt wieder neu auf, um dann still in der Schublade zu verschwinden. Der Grund für das Scheitern des im Prinzip richtigen Ansatzes liegt im Konservatismus, der der Seefahrt wie kaum einem anderen Verkehrsträger innewohnt. Die Widerstände sind groß und selten technischer Natur: 1. Die internationale Seestraßenordnung müsste für den Einsatz dieser Schiffe geändert werden. Diese gelingt nur durch einen einstimmigen Beschluss der International Maritime Organization (IMO), die von den Flaggenstaaten dominiert wird. Die Staaten mit den größten Flotten sind von den Schiffsbetreibern abhängig, deren Flaggengebühren einen nicht unerheblichen Teil des BSP dieser meist kleinen Staaten ausmacht. Die Schiffsbetreiber wiederum haben kein Interesse an Innovationen, wie dem ReVolt-Schiff, da sie zum Bau zusätzliches Kapital benötigen. In Zeiten in denen zu viele, in den Boom-Jahren bis 2008 aufgelegte Schiffe auf den Markt drücken und die Frachtraten im Keller sind, die Schiffe also niedrige bis null Rendite erwirtschaften, ist dieses Kapital sehr schwer zu beschaffen. Das Eigenkapital auch noch so fortschrittlicher Reeder reicht dazu nicht aus, wie das Beispiel der Beluga Reederei aus Bremen belegt. 2. Das SOLAS (Safety Of Life At Sea) Regelwerk schreibt Sicherheitsmaßnahmen vor, die der Rettung von Menschenleben auf See dienen. Wie… Read more »
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