Weltweit erste Klappschute mit Erdgas- und Torque Antrieb

Hafengesellschaft bremenports lässt Bagger-Klappschute mit Erdgas-Antrieb bauen.
Die niederländische Werft DBI Borkum B.V. / SCHN B.V., in Foxhol, baut den ersten deutschen Binnenschiffsneubau, der mit Erdgas betrieben wird. Die Hybrid-Klappschute soll im Frühjahr 2016 fertiggestellt sein. Nach Aussagen bremenports liegt der Auftragswert für die Schute bei etwa 4,9 Mio EUR. Das Pilotprojekt der Bremer Hafengesellschaft wird von der Europäischen Kommission mit rund 1,65 Mio EUR unterstützt. Die Fördermittel stammen aus dem TEN-T-Programm der EU, Transeuropäische Netze – Verkehr, (TEN-V, engl.: TEN-T). Der Neubau ist Teil der „greenports“-Strategie, die bremenports vor einigen Jahren ins Leben gerufen hat. Ziel ist es dabei, den Einfluss der bremischen Häfen auf den Klimawandel zu begrenzen. Schon vor Jahren hatte die Bremer Landesregierung sich mit der Unterzeichnung der „World Ports Climate Declaration“ gemeinsam mit vielen anderen Häfen dazu verpflichtet, die Treibhausgasemissionen im maritimen Bereich zu verringern und damit einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.
Die Schute, die eine Länge von 70,50 m, eine Breite von 10,5 m und einen Tiefgang von 2,90 m, bei einer Laderaumkapazität von 840 m3, aufweisen wird, wurde in Abstimmung mit dem Auftraggeber von dem niederländischen Architekturbüro Ankerbeer, Kolham, entwickelt. Der Neubau soll im Zuständigkeitsbereich von bremenports eingesetzt werden.
Mit einer elektrischen Antriebsleistung von 572 kW bei 600/min soll die Klappschute eine Geschwindigkeit von neun Knoten erreichen. Der Bau des Spezialschiffes, welches den Namen GREENPORT 1 tragen wird, erfolgt nach Vorschriften und unter Aufsicht der SUK und nach der DNV GL Richtlinie für Binnenschiffe.

Der gaselektrische Torque Antrieb

Geringe Betriebskosten, präzises manövrieren und geräuscharmer Betrieb zahlen sich auf jedem Binnenschiff in mehrerer Hinsicht aus. Mit verbrauchsorientierter Energieerzeugung, sparsamen Abnehmern und dabei drehmomentstarken Fahrmotoren hat die Torque Marine IPS GmbH & CO. KG mit Sitz in Hamburg bereits in 2010 mit dem High Torque Power Drive (HTP)™ ein innovatives Antriebssystem für die Binnen-, Küsten- und Schleppschifffahrt entwickelt, das dem konventionellen Antrieb mit Verbrennungsmotor und Wendeuntersetzungsgetriebe deutlich überlegen ist. Kraftstoffverbrauchs- und Emissionsminderung im Bereich zwischen 20 und 25 Prozent (im Vergleich zu einem konventionellen Dieselantrieb) lassen sich mit dem Torque-System erreichen.
Das modulare Torque-Antriebssystem besteht aus, je nach Leistungsanforderung, mehreren geräuschgekapselten Diesel- oder Erdgasmotoren mit wassergekühlten permanent erregten Generatoren in Modulbauweise und wassergekühlten, redundanten Torque-Motoren, gewichts- und leistungsoptimierten Umrichtern, sowie einer Brückensteuerung. Ein kostenintensives Untersetzungsgetriebe, wie bei den bisherigen Diesel-Elektro-Antrieben üblich, entfällt. Man geht von dem Fahrmotor über ein Drucklager direkt auf den Propeller. Schiffsantriebsmotoren, deren Kräfte über ein Getriebe auf die Welle übertragen werden, gehören bei Torque Marine der Vergangenheit an.
Im Fall der Klappschute steht das maximale Drehmoment von 1.590 Nm pro Antrieb bereits ab der kleinsten vom Auftraggeber gewünschten Propellerdrehzahl von 40/min zur Verfügung.

Die Propulsionsanlage der Klappschute

Die Propulsionsanlage der Klappschute besteht aus zwei mit Erdgas betriebenen Aggregaten vom Typ SGI16M aus dem Hause Sandfirden, Den Oever. Die Verbrennungsmotoren dieser Gensets sind auf Basis von Scania DI16M-Motoren bei Sandfirden zu Gasmotoren umgerüstet worden. Ihre Antriebsleistung beträgt jeweils 300 KW bei 1.800/min.
Beide Motoren haben angeflanschte, wassergekühlte permanent erregte Generatoren mit einer Leistung von 300 KWe an jeweils zwei wassergekühlte, permanent erregte Torque-Motoren übertragen. Der Wirkungsgrad der HTP® Generatoren beträgt 97%, dieses ermöglicht eine Leistung von 285 KWe pro LNG Aggregat, die mit 100% ED zur Verfügung gestellt wird. Die Torque-Motoren übertragen ihre Antriebsleistung an die beiden Schottel-Ruderpropeller vom Typ SRP 200FP, die für eine maximale Aufnahmeleistung von 310 kW ausgelegt wurden. Die Energieerzeuger sind in zwei getrennten Maschinenräumen untergebracht. Im Bb-Maschinenraum befinden sich neben dem Gasantriebsmotor als Redundanz 10 Blöcke Lithium Ionen Phosphat (LiFePo4) Batterien mit einer Gesamtkapazität, bei 100 Prozent, von 102,4 kWh Nennleistung.
Im Stb-Maschinenraum befindet sich neben dem Gasmotor als Redundanz ein 150 KWe leistendes Dieselaggregat vom Typ Scania DI09 074M, um die Klappschute bei Bedarf (zum Beispiel Werftzeit) gasfrei fahren zu können. Die überschüssige Energie der Antriebsaggregate wird in den v.g. Batterien gespeichert und bei Bedarf an die Fahrmotoren abgegeben.
Die Energie – Erzeuger – Generatoren und der Energiespeicher werden über wassergekühlte HTP® Umrichter auf den 650 V DC Zwischenkreis geschaltet.
Die Steuerung und Überwachung des gesamten Systems findet über CAN Bus im redundanten HTP® DC Bus Control System statt. Ein Schottel-Pumpjet, Typ SPJ 57RD, ebenfalls aus dem elektrischen Bordsystem gespeist, unterstützt punktgenaues manövrieren. Die Schiffsführung ist mit diesem Antriebssystem in der Lage eine stufenlose Drehzahlverstellung zwischen 40 und 600/min zu realisieren. Das Kraftstofftanksystem besteht aus zwei 6 m3 fassende LNG-Typ C-Tanks, wobei jeweils ein Tank im Vorschiff auf beiden Seiten der Klappschute angeordnet wurde. Für das redundante Dieselaggregat ist ein 1.500 l fassender Dieseltank vorhanden. Nach Angaben des Auftraggebers bremenports, wird der Neubau den Klassestempel DNV-GL +100 A5 IN(1,2) Z Split hopper barge, DNV-GL +MC GF erhalten.