Kreuzfahrt News - Schifffahrtsnachrichten

Der windunterstützte Antrieb ist in der Lage, die zur Erreichung der IMO-Ziele für 2030 erforderliche Verringerung der Kohlenstoffemissionen im Alleingang herbeizuführen, und ist bereits heute verfügbar.

Die aktualisierte IMO-Strategie für Treibhausgasemissionen (THG) für das Jahr 2023 legt ehrgeizige Ziele für den internationalen Schifffahrtssektor fest und weist darauf hin, dass technologische Innovationen und die weltweite Einführung alternativer Kraftstoffe und/oder Energiequellen für die internationale Schifffahrt für das Erreichen der Gesamtziele unerlässlich sind.

Die Strategie zielt darauf ab, die Treibhausgasemissionen bis 2050 auf Null zu reduzieren, wobei neue indikative Ziele festgelegt wurden, darunter eine Verringerung der gesamten jährlichen Treibhausgasemissionen um 20-30 % bis 2030 und eine Verringerung um 70-80 % bis 2040 im Vergleich zu den Werten von 2008.

Die OceanWings®-Flügelsegel des französischen Herstellers AYRO sind die ersten einer ganzen Reihe von in der Entwicklung befindlichen windunterstützten Antriebstechnologien, die auf einem kommerziell genutzten Schiff eingesetzt werden.

Die Canopée, die im Besitz von Jifmar ist und von Alizés für die Ariane-Gruppe betrieben wird, ist ein Neubau eines offenen RORO-Schiffs und das weltweit erste voll funktionsfähige kommerzielle Schiff mit windunterstütztem Antrieb.

Mit einer Länge von 121 Metern und einer Breite von 22 Metern verfügt die Canopée über vier hochmoderne, 37 Meter hohe OceanWings® 363 (die Zahl gibt die Fläche jedes Flügelsegels in Quadratmetern an). Das Schiff wurde von Grund auf von der niederländischen Werft Neptune Marine gebaut, und seine Konstruktionsparameter ermöglichen es den Flügelsegeln, auf ihrer regelmäßigen Transatlantikroute Treibstoff und Emissionen um 30 % zu reduzieren.

Die Canopée hat ihre erste kommerzielle Reise angetreten, um im Oktober 2023 Komponenten der Ariane-6-Rakete zum Startplatz in Französisch-Guayana zu bringen - ein Meilenstein, der sie zum fortschrittlichsten windgetriebenen Schiff der modernen Geschichte macht.

Es hat 13 Jahre gedauert, um an diesen Punkt zu gelangen. Das einzigartige OceanWings®-Flügelsegeldesign tauchte erstmals in Form eines starren Großsegels auf dem America's Cup Trimaran von BMW Oracle Racing aus dem Jahr 2010 auf und bescherte dem Team einen der größten Siege in der Geschichte des Rennens.

Zwei-Element-Design

Während sich weltweit mehrere windunterstützte Antriebslösungen in der Entwicklung befinden, unterscheiden sich die AYRO-Flügelsegel dadurch, dass sie die Geometrie und das Zusammenspiel von Haupt- und Nebensegelelementen nutzen. Durch diese einzigartige Architektur erzeugen OceanWings® weitaus mehr Leistung als herkömmliche Segel oder z.B. Flügelsegel mit nur einem Element. Inspiriert von der Funktionsweise von Flugzeugflügeln bei hohem Auftrieb, lässt ein Schlitz die Luft zwischen den beiden Elementen strömen, was die Strömung an der Extrados des Flügels, d.h. an seinem leeseitigen Teil, beschleunigt und so die maximale Auftriebskraft erhöht.

Die Konstruktion lässt zwei wesentliche Anpassungen zu. Zum einen den Anstellwinkel der Flügel, die sich um 360 Grad in Bezug auf das Schiff drehen, und zum anderen das hintere Segelelement, das sich um den Sekundärmast drehen kann, um eine Wölbung im Verhältnis zur vorderen Klappe zu erzeugen. Die Konstruktion mit zwei Elementen stellt sicher, dass die OceanWings bei einem scheinbaren Windwinkel von nur fünf Grad eingesetzt werden können, was bedeutet, dass sie bei etwa 95 % der Windverhältnisse, denen ein Schiff auf See ausgesetzt ist, den Antrieb unterstützen können.

AYRO-Flügelsegel auf Schiffen sind mit Sensoren ausgestattet, die kontinuierlich die Windverhältnisse in Echtzeit messen. Der Bordcomputer des Schiffes, der von dem von AYRO entwickelten AIUTO-Algorithmus angetrieben wird, nutzt diese Daten, um elektrische Aktuatoren an den Flügelsegeln zu steuern. Diese Aktuatoren passen den Anstellwinkel und die Wölbung der Flügel in Echtzeit an und optimieren so deren Leistung für maximale Effizienz und Vortrieb. Das automatisierte System sorgt für die genaue Einstellung jedes Flügelsegels und erhöht den aerodynamischen Schub, um jederzeit eine maximale Effizienz zu erreichen. Der gesamte Prozess läuft nahtlos und ohne Eingriffe der Besatzung ab, wobei Besatzungsmitglieder oder Bediener nur zur Überwachung und Kontrolle erforderlich sind.

Zweistellige Emissionssenkung

Dank dieser Arbeit ist die Canopée eines der treibstoffeffizientesten Frachtschiffe, die je gebaut wurden. Die Zahlen für die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Treibhausgasemissionen um 30 % beziehen sich auf die festgelegte Route, aber die Daten deuten auch auf ein Einsparpotenzial von bis zu 50 % hin, das vom Konstruktionsprofil des Schiffes und den möglichen Routen abhängt. Sicherlich ist die Canopée, selbst am unteren Ende des Einsparungspotenzials, vielleicht das einzige Schiff, das heute fährt und bereits den IMO-Kontrollpunkt 2030 erfüllt. Dies wird sich jedoch bald ändern, da in den nächsten Jahren mehrere neue OceanWings-Projekte aus der Planung in die Produktion gehen werden.

Dazu gehört ein Konzeptentwurf für die Installation von OceanWings auf einem 197 m langen 2.500 TEU-Containerschiff. Hier werden die OceanWings bis zu 35 % der insgesamt 57 %igen Reduzierung der CO2-Emissionen beitragen.

Außerdem entwirft AYRO im Rahmen des von der Europäischen Gemeinschaft finanzierten Projekts Whisper eine OceanWings-Konfiguration für Massengutfrachter.

Diese Projekte werden natürlich ihre eigenen Herausforderungen mit sich bringen, nicht zuletzt die Frage, wie ein Schiff mit 37 Meter hohen Flügeln am Kai navigiert werden soll, wenn Kranbrücken und andere Infrastrukturen über ihm liegen. Auch wenn die endgültigen Entwürfe für die einzelnen Schiffe noch nicht veröffentlicht wurden, sind die Lösungen von AYRO für das Kippen und Absenken der OceanWings bereits weit fortgeschritten im Entwicklungsprozess.

Unabhängig davon, für welche Lösung man sich entscheidet, hat die Canopée bereits bewiesen, dass die Windenergie zweistellige Emissionsreduzierungen bewirken kann, was ihre Attraktivität auf dem Weg der maritimen Industrie in Richtung 2050 und dem ultimativen Ziel von Netto-Null noch verstärkt.

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