Metallisch blau schimmert das Wasser rund um die Fähre Prinsesse Benedikte, als sie den Hafen Puttgarden auf der Insel Fehmarn hinter sich lässt und Kurs auf die dänische Hafenstadt Rødby nimmt. Was die wenigsten Passagiere wissen: Sie befinden sich auf einer Hybridfähre, die sowohl von Dieselgeneratoren als auch von Batterien mit Energie versorgt wird. Einer, der das ganz genau weiß, ist Carsten Johansen, der auf der Brücke des Schiffs steht und einen prüfenden Blick auf die Instrumente wirft, anstatt die Sonne über dem Fehmarnbelt zu genießen.
Scandlines in Zahlen
Die deutsch-dänische Reederei Scandlines hat eine grüne Vision für die Zukunft und operiert auf zwei kurzen Routen mit hoher Kapazität und Frequenz. Allein die fünf Fähren auf der Route Puttgarden-Rødby transportieren jährlich 1,5 Millionen Autos, 400.000 Lkw und 12.000 Eisenbahnwaggons. Dabei sind die Schiffe im Dauereinsatz: Im Schnitt verbringen sie lediglich 15 Minuten im Hafen und bringen es so auf amtliche 104 Abfahrten pro Tag.
Johansen, der von seinen Kollegen auch liebevoll Energieminister genannt wird, ist leitender Ingenieur bei Scandlines und dreht das Ruder der Reederei immer weiter in Richtung Effizienz. „Nachhaltigkeit begleitet mich nicht nur im Job, sondern bestimmt inzwischen auch meinen privaten Lebensstil. Das lässt sich gar nicht verhindern, wenn man sich so intensiv mit diesem Thema beschäftigt.“ So ersetzte der 57-Jährige bei sich zu Hause die alte Ölheizung durch eine effiziente Wärmepumpe, installierte eine Solaranlage auf dem Dach und stellte die gesamte Beleuchtung auf LED um.
In seinem Beruf arbeitet Johansen bereits seit 13 Jahren täglich daran, die Fähren zwischen Puttgarden und Rødby näher an das Ziel von null Emissionen heranzubringen. 2003 ersetzte er den ersten von fünf Dieselgeneratoren durch ein Elektroaggregat. Schnell war ihm klar, dass es nicht ausreichen würde, die Leistung der Schiffsdiesel Stück für Stück durch Energie aus Batterien zu ersetzen. Das Schiff musste auch Strom sparen, um die Anzahl und damit die Kosten der teuren Energiespeicher im Rahmen zu halten. Also tauschte Scandlines Wasserpumpen aus, stellte die Beleuchtung auf LED um und schickte die Kapitäne der Schiffe zu Trainings in energiesparender Fahrweise. 2015 nahm sich Johansen dann die Klimatisierung des Schiffs vor. „Der Verbrauch in diesem Bereich war enorm hoch, wir hofften, hier eine große Menge Energie einsparen zu können.“
Wo vor dem Upgrade der Klimaanlage ein großer AC-Ventilator arbeitete… (Foto | Henrik Petit)
…sorgen nun vier kleinere EC-Ventilatoren für den Luftaustausch. (Foto | Henrik Petit)
Frische Luft für das Autodeck
So kommen Niels Knokgård und Torben Kirkholt zu einer kleinen Seereise, einmal Deutschland und zurück. Der technische Vertriebsmitarbeiter von ebm-papst in Dänemark und der Geschäftsführer waren von Johansen zu einer Besichtigung vor Ort eingeladen worden. Neben der Klimatisierung des Passagierbereichs nehmen die beiden auf dem Kurztrip vor allem die Klimatisierung des 12.000 Kubikmeter großen Autodecks genauer unter die Lupe. Hier sorgen acht große AC-Ventilatoren für den Luftaustausch. Während der Überfahrt bringen sechs Ventilatoren frische Luft von außen aufs geschlossene Deck, zwei befördern die verbrauchte Luft nach außen.
Im Hafen haben zwei Ventilatoren Pause, die anderen sechs entlüften das Schiff. Da bei den beiden Betriebsarten die Luft jeweils in die entgegengesetzte Richtung gefördert werden muss, laufen einige Ventilatoren rückwärts. „Das ist eine sehr ineffiziente Betriebsart für einen Ventilator“, gibt Knokgård dem „Energieminister“ zu bedenken, als die drei Herren vor dem AC-Koloss stehen. „Ja, genau das ist das Dilemma“, seufzt dieser. „Wenn wir die Ventilatoren nur umdrehen könnten!“ Der Satz geht Knokgård und Kirkholt nicht mehr aus dem Kopf.
Machen sich auch mal die Hände schmutzig: Carsten Johansen, Chefingenieur bei Scandlines, (Mitte) sowie Torben Kirkholt und Niels Knokgård von ebm-papst. (Foto | Henrik Petit)
Carsten Johansen auf der Autodeck der Hybridfähre. (Foto | Henrik Petit)
Die Klimaanlage des Autodecks lässt sich nun zentral und präzise steuern. (Foto | Henrik Petit)
Pro Jahr transportieren die fünf Fähren auf der Route Puttgarden-Rødby 1,5 Millionen Autos, 400.000 Lkw und 12.000 Eisenbahnwaggons. (Foto | Henrik Petit)
Drehbare Ventilatoren
„Es war offensichtlich, dass wir einen Ventilator nicht so einfach umdrehen können“, sagt Knokgård. Nach einigem Tüfteln kommt er mit seinen Kollegen auf die Idee, dass sie die einzelnen Ventilatoren gar nicht selbst drehen müssen: Gemeinsam entwickeln sie eine schwenkbare quadratische Metallplatte, auf die vier Ventilatoren montiert werden. So können diese in beide Richtungen arbeiten, ohne rückwärtszulaufen. „Da am Schiff keine Umbauten gemacht werden dürfen, stand uns nur ein eng begrenzter Bauraum zur Verfügung. Die Ventilatoren können deshalb nicht exakt um 180 Grad gedreht werden“, erklärt Knokgård. Das Prinzip funktioniert aber trotzdem.
So wird das Autodeck klimatisiert
Liegt die Fähre im Hafen (A), sind die Tore zum Kai geöffnet, sodass ausreichend Luft auf das Autodeck strömt. Für den Luftaustausch sind dann zwei Fangrids nach außen gedreht, um den Luftzug weiterzubefördern.
Während der Überfahrt (B) transportieren die zwei Fangrids im hinteren Teil des Schiffs die Luft nach innen und die zwei Fangrids im vorderen Teil der Fähre wieder nach außen. So enthält die eingezogene Luft keine Salzwasserspritzer.
Um Zeit in den Häfen zu sparen, haben die Fähren zwei Brücken, sodass sie nicht wenden müssen. Das Schiff fährt also aus der gleichen Position wieder zurück. Da nun der ehemals vordere Teil des Schiff der hintere ist und umgekehrt, werden die Ventilatoren jeweils in die andere Arbeitsrichtung gedreht (C).
Doch damit sind die Ideen für mehr Effizienz noch lange nicht erschöpft. Fast schon auf der Hand liegt der Austausch des AC-Ventilators durch einen mit EC-Technologie. Dieser lässt sich stufenlos auf die tatsächlich benötigte Leistung anpassen und arbeitet daher extrem sparsam. Um im gleichen Bauraum noch mehr Druck aufzubauen, schlägt Knokgård zudem vor, statt einzelnen großen Ventilatoren FanGrids mit je vier kleineren Ventilatoren einzusetzen. So vergrößert sich die Fläche, über die die Luft gefördert wird, was den Luftaustausch auf dem Autodeck weiter optimiert. Als Johansen beim nächsten Treffen von der Idee hört, ist er begeistert und beauftragt einen Installateur mit der Umsetzung einer Testeinheit mit schwenkbarer Metallplatte und vier EC-HyBlade®-Ventilatoren.
Explosionsschutz inklusive
Ein Blick auf das Autodeck zeigt: Neben reisefreudigen Touristen und routinierten Pendlern nutzen auch jede Menge Lkw-Fahrer die Verbindung zwischen Dänemark und Deutschland. Einige der Lastzüge haben entzündbare Stoffe geladen. Dadurch ergibt sich eine weitere wichtige Anforderung an die Ventilatoren. „Natürlich war es für uns ein großer Pluspunkt, dass ebm-papst der einzige Hersteller ist, der EC-Ventilatoren in der explosionsgeschützten ATEX-Ausführung anbietet“, betont Johansen. Nach der Umrüstung der Testeinheit nimmt der leitende Ingenieur Vergleichsmessungen vor und stellt fest, dass die Einsparungen die erhofften Werte sogar übertreffen.
Die Investition in den Umbau von AC- auf EC-Technologie amortisiert sich bereits innerhalb eines Jahres.
Carsten Johansen, Chefingenieur bei Scandlines
Eine Erkenntnis mit Folgen: Bei der nächsten Routinewartung der Fähre in den Docks lässt Johansen weitere drei drehbare FanGrids installieren. Zugleich geht die Reederei auch bei den Klimaanlagen im Passagierbereich auf EC-Ventilatoren über. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Insgesamt zwei Millionen Kilowattstunden spart Scandlines dank der Änderung in der Klimatisierung nun pro Jahr und Schiff, die Umrüstung amortisiert sich innerhalb eines guten Jahres. „Das ist ein riesiger Sprung für uns“, zeigt sich Johansen überzeugt. Nach dem erfolgreichen Pilotprojekt wird Scandlines die Lösung auch auf den anderen drei Fähren installieren lassen, die zwischen Puttgarden und Rødby verkehren.
Seine Prinsesse Benedikte hat inzwischen in Rødby angelegt. Johansen vertritt sich am Kai die Beine, während aus dem Schiff ein kontinuierlicher Strom von Autos und Lkw fließt. „Unser Ziel ist es, emissionsfreie und somit komplett elektrifizierte Überfahrten innerhalb der nächsten Jahre zu erreichen“, sagt er. „Wenn alles gut läuft, sind wir vielleicht schon 2019 so weit.“ Die Idee für den nächsten Schritt hat der „Energieminister“ schon — schließlich gibt es auf der Fähre noch ein zweites Autodeck …
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