Schwedische Forscher entwickeln windbetriebene Segel-Frachter

Teaserbild-Quelle: Wallenius Marine

Die Schifffahrtsindustrie ist für zwei Prozent der weltweiten Co2-Emissionen verantwortlich. Die Königliche Technische Hochschule in Stockholm will dem entgegentreten und entwickelt nahezu emissionsfreie windbetriebene Segel-Frachter.

Visualisierung des Segel-Frachters für Autos der Königlichen Technischen Hochschule in Stockholm
Quelle: 
Wallenius Marine

An Bord des Segel-Frachters könnten 6'000 Autos untergebracht werden.

Vor über 100 Jahren übernahm die motorbetriebene Schifffahrt den Transport über die Weltmeere. Nach Angaben der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation der Vereinten Nationen (IMO), soll der Seeverkehr seine Emissionen bis 2050 halbieren.

Eine mögliche Lösung könnte hierbei eine neue Entwicklung der Königlichen Technischen Hochschule in Stockholm (KTH) sein: windbetriebene Hochseehandelsschiffe. Mit den nahezu emissionsfreien Schiffen soll der CO2-Ausstoss gar um 80 bis 90 Prozent reduziert werden können, wie Jakob Kuttenkeuler, Professor am KTH Center of Naval Architecture, in einer Mitteilung der Hochschule zitiert wird.

Segel aus Metall oder Verbundmaterial

In Zusammenarbeit mit der norwegisch-schwedischen Wallenius-Reederei und den Beratern für maritime Lösungen der schwedischen SSPA entwickelt die Hochschule einen Autotransporter, der Platz für 6‘000 Fahrzeuge bietet und durch Windkraft betrieben wird. Dies sollen mehrere Segel in Form von vertikalen Flügeln aus Metall oder Verbundmaterial ermöglichen.

Gegenwärtig sind rund 450 grosse Autotransporter auf den Weltmeeren im Einsatz, die Fahrzeuge zwischen den Kontinenten transportieren. Ein jeder davon verbrauche täglich zwischen 40 Tonnen fossile Brennstoffe, so Kuttenkeuler. Genau diesen Verkehr sollen die neuen windgetriebenen Schiffe ersetzen.

Dies bringe einen Paradigmenwechsel mit sich, da die heutigen Schiffe viel zu schnell und mit hohem Kraftstoffverbrauch unterwegs sind. Das Projekt mit den Segel-Schiffen würde somit das weltweit erste emissionsfreie Verkehrskonzept der Gegenwart darstellen.

100 Meter hohe Segel

Dem Projekt stehen natürlich zahlreiche technische Herausforderungen gegenüber. So müssten die Segel oder die Takelage etwa 100 Meter hoch sein – fast doppelt so hoch wie diejenigen der gegenwärtig grössten Segelschiffe der Welt. Eine Computersimulation sorge dabei für effizientes Segeln und überprüfe hierzu Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit.  

Die Takelage soll aerodynamisch optimiert, robust, leicht und die Herstellung kostengünstig sein. Es sei eine Kombination aus Ingenieurwesen wie es im Flugzeug- oder Schiffbau vorkomme. So kann das Segelschiff laut Jakob Kuttenkeuler mit einem Flugzeug verglichen werden, das auf dem Wasser fährt.

Längere Transportzeiten

Bei der windbetriebenen Variante müssen jedoch auch Abstriche gemacht werden: So fahren die Schiffe nicht so schnell wie heutige Autotransporter. Anstatt sieben oder acht Tage für die Überquerung des Atlantiks zu benötigen, werden die emissionsfreien Schiffe voraussichtlich bis zu zwölf Tage brauchen.

Die Forscher der KTH investieren deshalb viel Zeit in die Simulation und Berechnung der bestmöglichen Seerouten in Bezug auf Windwinkel, Windstärke und Wettervorhersagen. Da es sich um ein Pionierprojekt handle, erfordern die Berechnungen besondere Vorsicht. Denn es gebe keine Dokumente, Statistiken oder eine Technologie, auf die man zurückgreifen könne.

Insbesondere sei es schwierig zu wissen, wie die Atmosphäre auf 50 bis 100 Metern über dem Meeresspiegel aussehe. Denn bis heute sei es nie nötig gewesen, Windgeschwindigkeiten oder –richtungen in den Luftschichten zu dokumentieren, erklärt Kuttenkeuler in der Mitteilung.

Jungfernfahrt mit Modellschiff

Zurzeit wird in einem Abteilungslabor ein Modellschiff mit einem sieben Meter langen Rumpf gebaut, der mit einem Deck, einer Takelage und Masten ausgestattet wird. Im Herbst soll eine erste Jungfernfahrt auf dem Stockholmer Archipel erfolgen. Das Schiff ist dabei selbstfahrend und wird von Studenten und Forschern von einem Hilfsboot aus überwacht.

Die grösste Herausforderung des Projekts bestünde allerdings nicht aus den technischen, sondern darin, die Akzeptanz potenzieller Kunden, Reedereien und Frachtkäufern zu erlangen. Die Hoffnung bestünde darin, dass Kunden bereit seien, Produkte auf eine Weise zu transportieren, die auf Kosten etwas längerer Reisezeiten deutlich umweltfreundlicher sei, so Jakob Kuttenkeuler. (pb)

Zur Mitteilung der KTH:

www.kth.se/en/aktuellt/nyheter/ett-hallbart-fartyg-kommer-lastat-1.965511