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Der Verbrauch erneuerbarer Energiequellen steht im Vordergrund des nachhaltigen Yachtsports, da er eine praktikable Lösung zur Reduzierung des gesamten CO2-Fußabdrucks bietet. In jüngster Zeit sind Wasserstoff-Yachten als sauberes, grünes und effizientes Medium für seefahrende Abenteuer aufgetaucht.

Hier ist alles, was man über Wasserstoff-Yachten wissen muss:

Die Pioniere des Wasserstoffs

Um dieselbe Zeit im 18. Jahrhundert identifizierten der britische Wissenschaftler Henry Cavendish und der französische Chemiker Antoine Lavoisier das einzigartige Element Wasserstoff. Ein paar Schritte weiter entdeckte 1839 der walisische Wissenschaftler Sir William Grove die erste Brennstoffzelle, die Wasserstoff und Sauerstoff kombinieren konnte, um Strom zu erzeugen, wobei Wasser das einzige Nebenprodukt war – dies wurde als Groves Gasbatterie bekannt.

Seit den 1950er Jahren wird Wasserstoff auch von der National Aeronautics and Space Administration (NASA) für die Weltraumforschung genutzt. Die Fähigkeit von Wasserstoff, Brennstoffzellen zu betreiben, ohne Luftschadstoffe zu erzeugen (die Smog verursachen), war über die Jahre hinweg der Hauptantrieb für das Interesse an Wasserstoff als Kraftstoffalternative.

Mit dem Start der weltweit ersten Wasserstoff-Yacht im Jahr 2018 zeigten nachhaltige Yachting-Enthusiasten großes Interesse an diesem Konzept. Dies lag hauptsächlich an den erheblichen Vorteilen von Wasserstoff-Yachten gegenüber traditionellen Yachten, wie kosteneffizienteren Betrieb und größerer Umweltfreundlichkeit. In der Praxis erwies sich eine Brennstoffzelle als zwei- bis dreimal effizienter im Vergleich zu einem benzinbetriebenen Verbrennungsmotor.

Die Vorteile von Wasserstoff

Sourcing clean energy onboard Sunreef Yachts.

1. Wirtschaftlich rentabel

Einer der offensichtlichsten Vorteile der Entscheidung für eine Wasserstoff-Yacht ist, dass Wasserstoffkraftstoff weitaus günstiger ist als Benzin oder Diesel, da Wasserstoff das häufigste Element der Welt ist. Es wird prognostiziert, dass dies auch in Zukunft so bleiben wird, da die Produktion mit technologischen Fortschritten zunimmt.

Es ist auch bemerkenswert, dass eine Wasserstoff-Yacht erschwinglicher ist als eine herkömmliche Yacht, was sie ideal für umweltbewusste Segler macht, die lange Reisen genießen möchten, ohne die Bank zu sprengen.

2. Umweltfreundlich

Wasserstoff-Yachtsegler sind auch von Umweltsteuern und damit verbundenen Gebühren befreit, da Wasserstoff-Brennstoffzellen wenig bis gar keine Treibhausgase ausstoßen und nur begrenzt Benzin verbrauchen.

Ein weiterer Vorteil von Wasserstoff-Yachten ist ihre geringere Lautstärke, was zu einem friedlichen Cruisen führt, ohne die Tierwelt zu stören; dies ist hauptsächlich auf die geringere Anzahl beweglicher Teile zurückzuführen. Darüber hinaus bieten Wasserstoff-Yachten größeren Komfort, da sie länger betrieben werden können, ohne dass ein Stopp zum Auftanken oder Aufladen erforderlich ist.

3. Kompatibilität mit fortschrittlicher Energieerzeugung

Entgegen der Annahme beeinträchtigen Wasserstoff-Yachten weder Geschwindigkeit noch Effizienz. Ein weiterer entscheidender Vorteil der Nutzung von Wasserstoff ist, dass er perfekt mit allen anderen erneuerbaren Energiequellen wie Windkraft oder Solarenergie harmoniert. Darüber hinaus kann Wasserstoff aus Wasser unter Verwendung erneuerbarer Energiequellen produziert werden, wenn die Produktion hoch ist, und kann auch gespeichert werden, um Elektrizität zu erzeugen, wenn die Nachfrage hoch ist und die Ressourcen begrenzt sind.

Aber wie funktionieren Brennstoffzellen?

Wasserstoff-Yachten werden von elektrochemischen Zellen, auch Brennstoffzellen genannt, angetrieben, die die im Brennstoff gespeicherte chemische Energie nutzen, um Elektrizität zu erzeugen. Im Falle von Wasserstoff erfolgt die Umwandlung durch die Kombination von Wasserstoff- und Sauerstoffatomen, was Elektrizität, Wasser und Wärme erzeugt.

Die Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC) gilt als besonders geeignet für den Antrieb von Wasserstoff-Yachten, da sie leicht ist und wenig Wartung erfordert. Im Betrieb funktionieren Brennstoffzellen ähnlich wie Batterien, mit dem Unterschied, dass sie Energie erzeugen, anstatt sie zu speichern. Ein typischer Brennstoffzellenstapel kann kontinuierlich Strom liefern, solange der Brennstoff zugeführt wird.

Ein weiteres wichtiges Element einer Wasserstoff-Yacht ist ein Elektrolyseur, der Kernenergie oder erneuerbare Elektrizität nutzt, um Wasserstoff und Wasser zu spalten. Der Elektrolyseur kann von einem Dieselgenerator oder Solarmodulen betrieben werden, sodass er auch dann in Betrieb bleibt, wenn die Yacht nicht genutzt wird.

Die bevorzugte Vorgehensweise

Jede Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden (der positiven Kathode und der negativen Anode), die um einen Elektrolyten herum angeordnet sind. Sauerstoff wird der Kathode zugeführt, während Wasserstoff zur Anode geleitet wird. Ein Katalysator an der Anode spaltet die Wasserstoffmoleküle in Protonen und Elektronen, wodurch jede einen anderen Weg zur Kathode nehmen kann.

Diagramm, das den Wasserstoff-Brennstoffzellenprozess von Sunreef Yachts zeigt, mit Beschriftungen für Wasserstoff-Eingang, Sauerstoff-Eingang, Wasser-Ausgang und Energie-Ausgang.

Zunächst wandern die Elektronen durch den äußeren Stromkreis und erzeugen dabei einen Elektrizitätsfluss. Die Protonen hingegen gelangen über den Elektrolyten zur Kathode, wo sie sich mit Sauerstoff und Elektronen wiedervereinigen, um Wasser und Wärme zu erzeugen.

Wichtige Überlegungen zur Installation

Wasserstoff-Brennstoffzellen haben ein enormes Potenzial, Energie effizient zu speichern und später zur Stromerzeugung zu nutzen. Es ist jedoch entscheidend, dass alle Komponenten an Bord korrekt installiert werden.

  • Erstens muss der Brennstoffzellenstapel richtig dimensioniert sein, um sicherzustellen, dass er die Wasserstoffyacht mit Strom versorgen kann. Außerdem muss er ordnungsgemäß abgedichtet und isoliert werden, um eine Überhitzung des Stapels zu verhindern.
  • Zweitens muss der Elektrolyseur unter ähnlichen Umweltbedingungen mit ausreichend Wasserstoff und Sauerstoff versorgt werden.
  • Schließlich muss die Wasserstoffyacht über ein ausreichendes Belüftungs- und Abgassystem verfügen, da Wasserstoff hochentzündlich ist; daher muss das System ordnungsgemäß gekühlt und die Abgase sicher abgeführt werden.

Die Brennstoffzellen, Elektrolyseure sowie die Belüftungs- und Abgassysteme müssen in einwandfreiem Zustand gehalten werden. Andernfalls kann dies zu einer verminderten Leistung, erhöhten Emissionen und Sicherheitsrisiken führen. Regelmäßige Inspektionen und Wartungen können dazu beitragen, dass alle Elemente der Wasserstoffyacht mit maximaler Effizienz arbeiten, nachhaltig bleiben und die Betriebskosten langfristig senken.

Kombination von Wasserstoff und Yachten

Wasserstoff-Brennstoffzellen sind saubere Energiequellen mit einem relativ hohen Leistungs-Gewichts-Verhältnis, was sie ideal für den Einsatz in Yachten macht, bei denen das Gewicht ein kritischer Faktor ist.

Die vermehrte Nutzung von Wasserstoff und wasserstoffbasierten Brennstoffen kann bis Mitte des 21. Jahrhunderts fast 60 Gigatonnen CO2-Emissionen verhindern und somit direkt zur Bewältigung kritischer Klimaherausforderungen beitragen. Darüber hinaus arbeiten Brennstoffzellen im Vergleich zu Verbrennungsmotoren mit 60 Prozent höherer Effizienz, wodurch die chemische Energie des Brennstoffs direkt in elektrische Energie umgewandelt wird.

Wasserstoff-Yachten von Sunreef Yachts Eco

Die erste ihrer Art, die Sunreef 80 Eco Wasserstoff-Yacht, befindet sich derzeit im Gdansk-Werft in Entwicklung. Wasserstoff wird als Brennstoff in Kohlenstofftanks in gasförmigem Zustand an Bord der Luxusyacht gespeichert.

Alles in allem wird die Wasserstoff-Yacht mit einer hochmodernen Brennstoffzelle mit einer Leistung von 75 kW, einem Hydrogenerationssystem, einem maßgeschneiderten Batteriespeicher von 440 kWh, einem hausintern entwickelten Solarsystem mit 32 kWp und zwei 120-kW-Elektromotoren ausgestattet sein. Der von der Wasserstoff-Brennstoffzelle erzeugte Strom wird verwendet, um die Elektromotoren an Bord anzutreiben, um minimale Umweltauswirkungen und maximale Energieeffizienz zu gewährleisten.

Häufig gestellte Fragen

• Welche Yachten werden mit Wasserstoff betrieben?

Als Antwort auf den wachsenden Fokus auf nachhaltiges Yachting entwickelt Sunreef Yachts Eco derzeit seinen ersten wasserstoffbetriebenen Segelkatamaran in Gdansk, Polen – dieser wird Sunreef 80 Eco Hydrogen genannt.

• Wie viel kostet die wasserstoffbetriebene Yacht?

Die Sunreef 80 Eco Hydrogen kostet ungefähr sechs Kohlenstofftanks, die 55 Kilogramm komprimierten Wasserstoff enthalten (was sich auf 350 bar summiert), um die Motoren der Yacht sowie die Geräte an Bord zu betreiben. Die Wasserstoffversion des meistverkauften Segelkatamarans wird in Harmonie mit Hydrogeneration, Elektromotoren, Lithiumbatterien und Solarenergie arbeiten.

• Wie groß ist die Reichweite eines Wasserstoffbootes?

Unter günstigen Bedingungen ist ein Brennstoffzellensystem gut ausgestattet, um der Wasserstoffyacht mit dem an Bord gespeicherten Wasserstoff eine Reichweite von etwa 500 Meilen zu bieten, zusätzlich zur zusätzlichen Stromversorgung durch die Solarpaneele für das Batteriesystem.

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Sunreef Venture S.A.

Sunreef Yachts Shipyard

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80-718 Gdańsk, Poland

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