An der Küste: Die „Shore Power“ -Lösungen von Wabtec bringen Schwung in die globale Schifffahrtsbranche
Mit ShoreConnect und FerryCharger erfüllt Wabtec die Hafenanforderungen für eine sichere, saubere, zuverlässige und effiziente Stromübertragung von Land zu Schiff
Einführung
Häfen sind vor allem als Ein- und Ausschiffungspunkte bekannt — im wahrsten Sinne des Wortes die Start- oder Endpunkte einer Seereise. Dies gilt sowohl für die milliardenschwere Kreuzfahrtindustrie als auch für die globale Schifffahrt (Volumenmäßig werden 80% des Welthandels per Schiff abgewickelt). Doch Häfen sind auch dabei, etwas anderes zu werden: Ladestationen — Erweiterungen des Stromnetzes.
Teilweise angetrieben durch den globalen Elektrifizierungstrend, internationale und regionale Emissionsvorschriften 1 und lokale Verpflichtungen zu einem nachhaltigeren Betrieb, befinden sich Häfen im Epizentrum eines tiefgreifenden Wandels in der maritimen Industrie, der Häfen dabei hilft, ihr Potenzial als sichere, produktive und effiziente Handelszentren auszuschöpfen und sich gleichzeitig zu einem großartigen Nachbarn ihrer lokalen Gemeinschaften zu entwickeln.
Im Mittelpunkt dieses Wandels steht Wabtec, ein Unternehmen, das seit über einem Jahrhundert mit den wichtigsten Häfen und Hafenbetreibern der Welt verbunden ist. Diese Beziehung basiert auf der erfolgreichen Bereitstellung innovativer und effizienter Stromübertragungslösungen.
„Ja, in der Schifffahrtsbranche gibt es eine ‚grüne Welle', aber Hafenbetreiber setzen nicht nur aus regulatorischen Gründen auf nachhaltige Energielösungen: Sie erkennen, dass sauberere Häfen wirtschaftlich sinnvoll sind“, erklärt Olivier Kompaore, Vice President of Charging and Power Transfer bei Wabtec. „Hafenbetreiber können sich nicht den Luxus leisten, Innovationen um der Innovation willen anzustreben. Sie müssen praktisch sein und suchen nach Lösungen, die umweltfreundlich sind und für Effizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit sorgen.
„Und sie wollen, dass diese Lösungen von Unternehmen bereitgestellt werden, die wissen, wie man an der Küste erfolgreich ist, Partnern, denen sie vertrauen können.“
Wabtec unterstützt derzeit die Anforderungen an die Energieübertragung für eine Vielzahl von Schiffen. Für Kreuzfahrtschiffe, Containerschiffe, Feeder- und Massengutfrachter sowie eine Vielzahl von Serviceschiffen sind die Onshore-Stromversorgungsprodukte (OPS) des Unternehmens auf Flexibilität und Betriebssicherheit ausgelegt und sorgen dafür, dass der Kai (die Hafeninfrastruktur) frei von Kränen und Zugangstoren ist. In dieser Welt kommt es nicht auf die Geschwindigkeit der Stromversorgung an, sondern auf die allgemeine Sicherheit und Effizienz.
Aber für Schiffe, die kurze Stopps einlegen — zum Beispiel Elektrofähren — ist Zeit von entscheidender Bedeutung. Das Ziel dabei ist es, den Ladevorgang innerhalb eines möglichst kurzen Zeitfensters, in der Regel 15 Minuten oder weniger, sicher abzuschließen, während Fahrzeuge und Passagiere aussteigen und andere an Bord kommen. Auch hier haben sich die Stromübertragungslösungen von Wabtec zum Standard entwickelt.
Schauen wir uns diese beiden unterschiedlichen Varianten von Land-zu-Ship-Lösungen genauer an.
Nassau, wir haben ein Problem
Denk an das Kreuzfahrtschiff. Diese riesigen Schiffe haben in den letzten Jahrzehnten dramatisch an Größe zugenommen. Die größten unter ihnen, die Schiffe der Oasis-Klasse von Royal Caribbean, sind über 1.000 Fuß lang — vergleichbar mit einem auf die Seite gedrehten Wolkenkratzer — wiegen über 200.000 Bruttotonnen und bieten Platz für über 7.000 Passagiere auf 20 Decks!
Aber es gibt ein Problem. Kreuzfahrtschiffe werden von riesigen Dieselmotoren angetrieben. In der Vergangenheit mussten diese Schiffe, wenn sie anlegten und den Passagieren das Aussteigen ermöglichten, ihre Motoren laufen lassen.
Warum?
Weil diese Schiffe ähnlich wie große Hotels funktionieren: Während sie im Hafen sind ihre Beleuchtungs-, HLK- und Kühlsysteme auf Hilfsmotoren als Stromgeneratoren angewiesen. Anders ausgedrückt: Kreuzfahrtschiffe haben ihre Motoren laufen lassen, um die Lichter an zu halten.
Doch jede Stunde, die ein großes Kreuzfahrtschiff mit leerlaufendem Motor am Liegeplatz verbringt, setzt schädliche Schadstoffe in die Atmosphäre frei. Ein einzelnes Schiff kann während eines 8-10-stündigen Aufenthalts 30.000 Liter (~8.000 Gallonen) Dieselkraftstoff verbrennen und dabei CO2, NOx, SOx und Partikel ausstoßen, die einer Kleinstadt entsprechen.
Und denken Sie daran, dass beliebte Häfen nicht nur ein einziges Schiff gleichzeitig beherbergen. Der Nassau Cruise Port auf den Bahamas hat beispielsweise sechs Liegeplätze und bietet Platz für 7 Kreuzfahrtschiffe gleichzeitig.
Einfach ausgedrückt, das ist eine Menge Umweltverschmutzung.
In enger Zusammenarbeit mit Hafenbetreibern, was das Unternehmen seit Anfang des 20. Jahrhunderts durch die Zusammenarbeit mit Stemmann-Technik tut (Wabtec erwarb das Unternehmen 2014 im Rahmen des Kaufs der Fandstan Electric Group Ltd im Jahr 2014), hat Wabtec die Führung im Bereich OPS-Lösungen übernommen. Diese Technologie ermöglicht es Schiffen, sich am Liegeplatz an das Stromnetz anzuschließen und ihre Dieselmotoren abzuschalten. Das hat zur Folge, dass Emissionen vollständig vermieden werden, während Geräusche und Vibrationen drastisch reduziert werden.
ShoreConnect, das führende Produkt von Wabtec in dieser Kategorie, fungiert als Schnittstelle zwischen der Stromversorgung des Hafens und dem Schiff.
„Die Idee an sich ist einfach: Wie kann man die Stromquelle eines Hafens am besten am Liegeplatz an die elektrische ‚Steckdose' des Schiffes anschließen, aber die optimale Ausführung dieses Kunststücks basiert auf jahrzehntelanger Erfahrung in der Stromübertragung, von der Entwicklung von Anschlusskästen an der Backbordseite bis hin zur Konstruktion und Handhabung der schweren Kabel, die für die Verbindung benötigt werden“, sagt Kompaore.
Kunden, darunter der Hafen von Nassau, nutzen diese Lösung nicht nur, weil sie funktioniert, sondern auch, weil sie so funktioniert.
„ShoreConnect steckt voller Innovationen, die dem übergeordneten Anspruch der Hafenbetreiber nach Flexibilität, Sicherheit, Effizienz und Zuverlässigkeit gerecht werden“, erklärt Jan Frieling, technischer Leiter von ShoreConnect. „Die Landstromlösungen von Wabtec sind mit einem fortschrittlichen mechanischen Arm ausgestattet, der die schweren Kabel mit großer Fingerfertigkeit handhabt, sodass ein Hafenbesatzungsmitglied die Verbindung herstellen kann, während früher vier erforderlich waren.
„Darüber hinaus ist das Produkt in verschiedenen Konfigurationen erhältlich: eine stationär für einen festen Andockvorgang, die andere mobil, sodass das Kabelmanagementsystem (CMS) problemlos über das Dock bewegt werden kann, um den Schiffen zu begegnen, egal, wo sie anlegen. ShoreConnect gleicht auch die Tidenfluktuation aus — das ist der Ozean, von dem wir sprechen, ein sich bewegendes Ziel! — und ist so konzipiert, dass es vor Überschwemmungen schützt.“
Also ja, obwohl es sich im Grunde genommen um ein Plug-and-Socket-Problem im Großen und Ganzen handelt, ist es auch eine Herausforderung in Bezug auf Ergonomie, Energieumwandlung, Sicherheit, Personal und Nachhaltigkeit, alles in einem zusammengefasst und vor dem Hintergrund einer unbeständigen und unberechenbaren Meeresumwelt.
„Und Hafenbetreiber und Kommunalverwaltungen wissen nicht, dass es für Häfen kontraproduktiv ist, die Umwelt zu verschmutzen, die Kreuzfahrtpassagiere in erster Linie angezogen hat“, bemerkt Kompaore.
Im Hafen von Kiel hat ShoreConnect die jährlichen CO2-Emissionen um 12.000 Tonnen reduziert. Dies ist einer der Gründe, warum die Lösung in den bekanntesten Häfen Europas und der Welt, darunter Barcelona, Bremerhaven, Neapel, Nassau und Venedig, immer beliebter wird. Und heute ist die Lösung von Wabtec in Rostock, Deutschland, die größte Landstromanlage in ganz Europa, die in der Lage ist, zwei Kreuzfahrtschiffe gleichzeitig mit bis zu 20 MVA zu versorgen.
Schnellladen für Fähren
Das Aufladen einer Elektrofähre stellt eine andere Herausforderung dar. Die wachsende Flotte von RoPax/RoRo-Elektroschiffen (roll on, roll off) benötigt schnell Elektronen! Das liegt daran, dass sie, wie die Passagiere und Fahrzeuge, die sie warten, ständig unterwegs sind. Eine Gruppe von Passagieren steigt aus, eine andere kommt schnell an Bord. Als Nächstes!
Dieser Energieaustausch ist zwangsläufig ein Boxenstopp, eine schnelle Wende.
„Da diese Lösung vom Schnellladen abhängt, ist sie hochautomatisiert und sehr futuristisch“, betont Julian Elskamp, technischer Leiter von FerryCharger. „Wenn sich die Fähre dem Terminal nähert, empfängt der Fährlader ein Wi-Fi-Signal, das ihn einsatzbereit macht. Dann, wenn die Fähre anlegt, erkennt unser System automatisch die Steckdose, stellt eine Verbindung zu ihr her und beginnt mit dem Laden — alles innerhalb von 10 Sekunden oder weniger. Wenn der Ladevorgang abgeschlossen ist, löst sich das System automatisch und die Fähre kann losfahren.“
Die Fähigkeit des Systems, eine große Menge an Energie schnell und zuverlässig vollautomatisch zu übertragen, macht es zu einem festen Bestandteil der Fährterminals auf der ganzen Welt. FerryCharger ist ein Hit auf den Casco Bay Lines in Portland, Maine, und wurde kürzlich von Washington State Ferries — dem größten Fährsystem der USA — ausgewählt, automatische Ladesysteme für seine neuen Hybrid-Elektrofähren bereitzustellen.
All dies ist eine alte Nachricht für Häfen in anderen Teilen der Welt, einschließlich der Häfen in der nordischen Region und Kanada, die FerryCharger nutzen, um die Elektrifizierung von Fähren und die Umstellung auf umweltfreundlichen Verkehr zu unterstützen und so die Emissionen um bis zu 75% zu senken.
Klar, wir segeln weiter
Wabtec ist in der Hafenumgebung zu Hause und ist bei seinen Kunden in allen Ladeformfaktoren und Anwendungsfällen erfolgreich.
„Keine zwei Häfen sind gleich“, schließt Kompaore. „Hier hilft uns unsere lange Geschichte als vertrauenswürdiger Lösungsanbieter. Wir können auf eine umfangreiche Erfolgsbilanz in Bezug auf Innovation und Vielseitigkeit bei der Kraftübertragung zurückblicken, die in diesem Bereich ihresgleichen sucht. Was auch immer die Herausforderung sein mag, unsere Hafenkunden wissen, dass wir sie auf dieser Reise begleiten und dass eine sichere Überfahrt noch vor uns liegt.“
1 Die Internationale Meeresorganisation (IMO) strebt bis 2025 Netto-Null-Emissionen an, bis 2030 sollen sie um 20-30% reduziert werden. „EU Fit for 55“ schreibt vor, dass bis 2030 alle Container- und Passagierschiffe über 5.000 BRZ an die Landstromversorgung angeschlossen werden müssen, wenn sie sich länger als zwei Stunden in großen EU-Häfen aufhalten.