28. Mai 2021
Forschung für die Dekarbonisierung der Schifffahrt

DLR er­öff­net In­sti­tut für Ma­ri­ti­me Ener­gie­sys­te­me in Geest­hacht

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Digitaler Zwilling
Di­gi­ta­ler Zwil­ling
Bild 1/7, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Digitaler Zwilling

Ein vir­tu­el­les Schiff ver­voll­stän­digt die For­schung. Mit dem „di­gi­ta­len Zwil­ling“ sind Tests auch in Grenz­be­rei­chen mög­lich.
Virtuelle Eröffnung
Vir­tu­el­le Er­öff­nung
Bild 2/7, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Virtuelle Eröffnung

„Vol­le Kraft vor­aus“: Mit ei­nem sym­bo­li­schen Ma­schi­nen­te­le­gra­phen ha­ben Nor­bert Brack­mann (Ko­or­di­na­tor der Bun­des­re­gie­rung für die ma­ri­ti­me Wirt­schaft), Prof. Dr. An­ke Kays­ser-Py­zal­la (Vor­sit­zen­de des Vor­stands des DLR), Dr. Oli­ver Grund­ei (Staats­se­kre­tär für Wis­sen­schaft und Kul­tur im Mi­nis­te­ri­um für Bil­dung, Wis­sen­schaft und Kul­tur des Lan­des Schles­wig-Hol­stein, oben, v.l.), Dr. Thi­lo Rohlfs (Staats­se­kre­tär im Mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft, Ver­kehr, Ar­beit, Tech­no­lo­gie und Tou­ris­mus des Lan­des Schles­wig-Hol­stein), Dr. Alex­an­der Dyck (komm. Lei­ter des DLR-In­sti­tuts für Ma­ri­ti­me Ener­gie­sys­te­me), Prof. Dr. Kars­ten Lem­mer (DLR-Vor­stands­mit­glied In­no­va­ti­on, Trans­fer und wis­sen­schaft­li­che In­fra­struk­tu­ren) und Thors­ten Her­dan (Lei­ter der Ab­tei­lung II Ener­gie­po­li­tik, Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft und Ener­gie, un­ten, v.l.) das DLR-In­sti­tut für Ma­ri­ti­me Ener­gie­sys­te­me am Stand­ort Geest­hacht er­öff­net.
Hafenszene
Ha­fen­sze­ne
Bild 3/7, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Hafenszene

In Zu­kunft ein Ha­fen oh­ne Schad­stoff-Emis­sio­nen: Das In­sti­tut für Ma­ri­ti­me Ener­gie­sys­te­me be­trach­tet un­ter an­de­rem die Ver­sor­gung von Schif­fen und de­ren An­trieb auf Ba­sis von Was­ser­stoff.
Energiesysteme Schiff
Ener­gie­sys­te­me für die Schiff­fahrt er­for­schen und er­pro­ben
Bild 4/7, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Energiesysteme für die Schifffahrt erforschen und erproben

Die Ener­gie­sys­te­me auf Schif­fen ver­sor­gen die ver­schie­de­nen Be­rei­che und An­wen­dun­gen an Bord. Die zu ent­wi­ckeln­den Sys­te­me auf Ba­sis neu­er Kon­ver­ter und er­neu­er­ba­rer Spei­cher­me­di­en wer­den die Struk­tur und den Platz­be­darf in Schif­fen deut­lich ver­än­dern. Da­bei wer­den al­le Ar­ten von Schif­fen vom Tan­ker, über Frach­ter, bis zum Kreuz­fahrt­schiff adres­siert.
Dr. Alexander Dyck, kommissarischer Leiter des Instituts
Dr. Alex­an­der Dyck, kom­missa­ri­scher Lei­ter des In­sti­tuts
Bild 5/7, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Dr. Alexander Dyck, kommissarischer Leiter des Instituts

Dr. Alex­an­der Dyck, kom­missa­ri­scher Lei­ter des DLR-In­sti­tuts für Ma­ri­ti­me Ener­gie­sys­te­me, mit ei­nem Schiffs­mo­dell, das die Ener­gie­strö­me an Bord ver­deut­licht.
Standort in Geesthacht
Stand­ort in Geest­hacht
Bild 6/7, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Standort in Geesthacht

Das DRL-In­sti­tut für Ma­ri­ti­me Ener­gie­sys­te­me hat sei­nen Stand­ort im In­no­va­ti­ons- und Tech­no­lo­gie­zen­trum (GITZ) auf dem Ge­län­de des Helm­holtz-Zen­trum Her­e­on.
Versuchshalle in Geesthacht
Ver­suchs­hal­le in Geest­hacht
Bild 7/7, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Versuchshalle in Geesthacht

Am In­sti­tuts­stand­ort in Geest­hacht wird ei­ne Hal­le für Ver­su­che mit con­tai­ner­ba­sier­ten Ener­gie­sys­te­men ein­ge­rich­tet.
  • Schiffe sollen in Zukunft keine Emissionen mehr ausstoßen.
  • Schwimmender Demonstrator geplant, um alternative Antriebe und Komponenten zu testen.
  • „Digitaler Zwilling“ ergänzt die Versuche in Grenzbereichen.
  • Schwerpunkte: Energie, Verkehr, Digitalisierung

Schiffe transportieren mehr als 80 Prozent des Frachtaufkommens. Die meisten Schiffe fahren mit Schweröl als Treibstoff. Sie erzeugen dabei knapp drei Prozent des weltweiten CO2-Ausstoßes. Dazu kommen Kreuzfahrtschiffe, die ebenfalls zu den klimaschädlichen CO2-Emissionen beitragen. Das soll sich ändern: Das neue Institut für Maritime Energiesysteme im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt Technologien für eine Dekarbonisierung der Schifffahrt – für alle Schiffstypen. Das Institut in Geesthacht (Schleswig-Holstein) wurde am 28. Mai 2021 mit einer virtuellen Veranstaltung eröffnet.

„In unserem neuen Institut in Geesthacht werden die Weichen gestellt für den Seeverkehr der Zukunft. Dieser soll möglichst wenig Emissionen verursachen und über einen geschlossenen Stoffkreislauf verfügen“, erläutert Prof. Anke Kaysser-Pyzalla, die Vorstandsvorsitzende des DLR, „Dabei wird das gesamte System der Infrastruktur betrachtet, vom Hafen bis hin zur Energieerzeugung auf dem Schiff. So wird das Institut neben der Nutzung alternativer Treibstoffe unter anderem die Versorgung und den Antrieb mit Wasserstoff untersuchen.“

Dr. Alex­an­der Dyck, Kom­missa­ri­scher In­sti­tuts­lei­ter
Das DLR-In­sti­tut für Ma­ri­ti­me Ener­gie­sys­te­me er­forscht und ent­wi­ckelt in­no­va­ti­ve Lö­sun­gen für die De­kar­bo­ni­sie­rung und Emis­si­ons­re­duk­ti­on der Schiff­fahrt.

Das DLR erweitert mit dem neuen Institut seine Forschung zur Schifffahrt. In Geesthacht werden Ozeanriesen, Kreuzfahrtschiffe, kleinere Binnenschiffe oder Yachten gleichermaßen und ganzheitlich betrachtet. Die Arbeit liefert Impulse für Werften, Schiffsausrüster, Reeder oder Hafenbetreiber zu einer umweltfreundlicheren Schifffahrt.

In einer Videobotschaft sagte Ministerpräsident Daniel Günther: „Frachtverkehr auf See, Kreuzfahrten und Fährverkehre nehmen zu. Immer mehr geht es darum, wie erneuerbare Energien sinnvoll und effizient auf den Schiffen eingesetzt werden und Emissionen in Richtung Null gesenkt werden können. Sie werden in Geesthacht Antworten auf einige der drängendsten Fragen unserer Wirtschaft und Umwelt entwickeln. Deshalb fördert die Landesregierung den Aufbau des Instituts mit 15 Millionen Euro und übernimmt einen Teil der jährlichen Finanzierung. Wir freuen uns auf Ihre Arbeit und heißen Sie in Schleswig-Holstein herzlich willkommen.“

Langfristig 250 Mitarbeitende in vier Abteilungen

Das DLR-Institut hat seinen Standort im Innovations- und Technologiezentrum (GITZ) auf dem Gelände des Helmholtz-Zentrums Hereon. Aktuell 13 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bauen die Infrastruktur des Instituts auf. In einer Halle werden Versuchsumgebungen für containerbasierte Energiesysteme eingerichtet. Langfristig soll das Institut 250 Mitarbeitende in den vier Abteilungen Energiekonverter und -Systeme, Energie-Infrastrukturen, Virtuelles Schiff und System-Demonstration beschäftigen.

Thor­ben Schwedt, wis­sen­schaft­li­cher Mit­ar­bei­ter
Das Schiffs­mo­dell zeigt die Ener­gie­strö­me an Bord ei­nes Schif­fes. Thor­ben Schwedt er­klärt die Bau­tei­le, die Ge­gen­stand der For­schung im In­sti­tut für Ma­ri­ti­me Ener­gie­sys­te­me sind.

„In der Schifffahrt wollen wir bereits deutlich vor 2050 emissionsfrei werden. Ziel der Bundesregierung ist dabei, dass das erste emissionsfreie Kreuzfahrtschiff „Made in Germany“ als Leuchtturm schon 2030 Wirklichkeit wird. Wenn uns das mit innovativen Lösungen und Technologien gelingt, haben wir den Grundstein für die Emissionsfreiheit der gesamten Flotte unabhängig vom Schiffstyp gelegt. Auf dem Weg dahin gilt es aber zunächst Schweröl als Energieträger zu ersetzen, um die damit verbundenen Emissionen zu vermeiden. Hierfür brauchen wir auch Lösungen für die Nachrüstung von Schiffen, die bereits im Einsatz sind. Bei alledem wird das neue DLR-Institut für Maritime Energiesysteme einen wichtigen, anwendungsorientierten Beitrag zur Umsetzung der ambitionierten Klimaziele der Bundesregierung im Verkehrsbereich leisten“, sagt Norbert Brackmann, Koordinator der Bundesregierung für die maritime Wirtschaft.

Das Institut für Maritime Energiesysteme plant, ein Motorschiff bauen zu lassen, auf dem verschiedene alternative Antriebe erprobt werden. Der schwimmende Demonstrator soll die Entwicklung von Systemen und Komponenten für die Binnen- und Seeschifffahrt so weit voranbringen, dass diese in naher Zukunft weltweit eingesetzt werden können. Ein „digitaler Zwilling“ wird als virtuelles Schiff die Forschung vervollständigen. In der Simulation können Versuche sicher und effizient durchgeführt werden. So können zum Beispiel die Nutzungsbedingungen bei extremem Klima vorhergesagt werden. Der „digitale Zwilling“ erlaubt Tests in Grenzbereichen und vermindert die Zahl der notwendigen realen Versuche. Außerdem wird die Skalierung der Systeme auf große Containerschiffe ebenso wie auf kleinere Binnenschiffe oder andere Schiffstypen möglich.

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