EMDEN - In der Schifffahrt kann eine Menge Treibstoff eingespart werden – das zeigt eine Studie des Instituts für Angewandte Wirtschaftsforschung und Regionalanalyse (ANWI) in Emden, des Instituts für Seefahrt in Leer (ISL) sowie der EUTEC (Emder Umwelttechnik). Mitarbeiter dieser Einrichtungen haben Schiffsteuerungsaspekte, die Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit eines Kite-Antriebs für Schiffe erforscht. Ein Kite ist ein großer Lenkdrachen, der die Schiffe – ähnlich wie ein Segel – zieht.
Vorteil gegenüber herkömmlichen Segeln ist, dass diese Technik das Schiff kaum krängt, das heißt auf die Seite zieht. „Das ist vor allem für die Ladung ein großer Vorteil, da diese nicht zusätzlich gesichert werden muss“, sagt Professor Dr. Reinhard Elsner, Direktor des ANWI-Instituts der Fachhochschule.
Wie funktioniert das Kite-System? Am Bug des Schiffes wird eine Setz- und Bergevorrichtung angebracht. Der Drachen ist über ein Zugseil mit dieser verbunden – gelenkt wird der Kite von einem intelligenten Steuerungsmodul. Besonders starke Zugkräfte treten auf, wenn der Kite senkrecht zur Windrichtung gefahren wird. Das geschieht aus praktischen Gründen in Form einer Acht.
Durch den Vortrieb des Drachens kann der Motor gedrosselt werden – das spart Kraftstoff und reduziert gleichzeitig den Ausstoß gefährlicher Treibhausgase. „In unseren Testreihen wurden bei optimalen Bedingungen bis zu 64 Liter Treibstoff pro Stunde gespart“, sagt Professor Dr. Michael Schlaak, wissenschaftlicher Leiter des Projekts. „Das entsprach in etwa zwanzig Prozent der normalen Treibstoffmenge.“
Für die eineinhalbjährige Testphase charterte das ANWI den ehemaligen Tonnenleger MS Beaufort. Die Rahmendaten: 1969 erbaut, 54 Meter Länge, neun Meter Breite, eine Verdrängung von circa 700 Tonnen bei 2,64 Metern Tiefgang. Das Schiff wurde mit dem Zugdrachensystem sowie vielen Geräten zur Aufzeichnung von Daten ausgerüstet. Elsner sagt: „Das Gute an dem System ist, dass es ohne Probleme nachrüstbar ist.“ Der bei den Tests zumeist eingesetzte Kite besaß eine Fläche von 80 Quadratmetern, es wurden aber auch größere Drachen eingesetzt. Die Testfahrten wurden in der Ost- und Nordsee durchgeführt, „um verschiedene Umwelt- und Wettereinflüsse berücksichtigen zu können“, so Professor Dr. Michael Schlaak von EUTEC, der für die Kite-Antriebe ein Berechnungsmodell auf Basis der Erprobungsergebnisse entwickelt hat. „Die Ersparnis steigt mit der Fläche des Kites. Dies haben die Modellrechnungen auf Basis der Erprobungsergebnisse gezeigt“, so Elsner.
Die während der Testfahrten auf der MS Beaufort aufgezeichneten Daten etwa des Kites, der Motor- und Schraubenleistung oder der Ruderstellung wurden im Anschluss ausgewertet und hieraus ein Performancemodell entwickelt, mit dem es möglich ist, die optimale Steuerweise des Kites zu berechnen. „Die Fahrtrichtung, die Windrichtung und -stärke sowie der Winkel des Kites fließen in das Berechnungsmodell ein“, erklärt Elsner.
Dabei stellten die Forscher Einschränkungen bei der Verwendung des Antriebs fest. Für Frachtschiffe, die mit mindestens 20 Knoten unterwegs sind, lohnt sich das System nicht, denn: „Diese sind schneller als der Wind“, so Elsner. „Das Kite-System ist geeignet für Schiffe, die mit bis zu 15 Knoten fahren und Güter geladen haben, die relativ lange unterwegs sein dürfen.“
In diesem Zusammenhang erarbeitet das Institut im niedersächsischen Hochschulverbund mit Unterstützung einer Reederei aus Leer ein kombiniertes Fracht- und Routenplanungssystem, das den gesamten Vorlauf an Land, auf der Straße und Schiene sowie die Seefahrt so optimiert, dass insgesamt möglichst viel Wind „geerntet“ werden kann. „Damit das Antriebssystem optimal genutzt werden kann, müssen die Waren, Routen und Schiffe im Vorfeld koordiniert werden“, sagt Reinhard Elsner.
