Bei der Modellierung elektrifizierter Containerschiffe mit 5 bis 10 GWh stellen die Forscher fest, dass 40 % der Strecken heute auf wirtschaftlich tragfähige Weise elektrifiziert werden könnten, bevor die Umweltkosten berücksichtigt werden.Das erste elektrifizierte „große“ Schiff – die 4,3 MWh Bastø Electric Ferry.Forscher der University of California, Berkeley, und des Lawrence Berkeley National Laboratory haben eine Studie veröffentlicht, die „die technischen Aussichten, die wirtschaftliche Machbarkeit und die Umweltauswirkungen von batterieelektrischen Containerschiffen“ untersucht.Abweichend von früheren Studien haben die Forscher das Raumvolumen, in dem die Batterien untergebracht sind, als Opportunitätskosten und nicht als feste technische Einschränkung eingestuft.Nach der Modellierung einer Vielzahl von Containerschiffsgrößen sowie 13 wichtiger Welthandelsrouten legt die Studie nahe, dass bis zum Ende mehr als 40 % der weltweiten Containerschiffsflotte „kostengünstig und mit aktueller Technologie“ elektrifiziert werden könnten Jahrzehnt.TCP (Gesamtkosten des Antriebs) nach Schiffstyp, Streckenlänge, aktuelle ( a) und zukünftige ( b) Batteriepreise:In Grafik „a“ (oben links) zeigen die Autoren die derzeitige Realisierbarkeit der Elektrifizierung von Containerschiffen, basierend auf Schiffsgröße und Reisedauer.Die grauen und weißen Bereiche der Grafiken stellen die Schifffahrtsrouten dar, auf denen die Elektrifizierung von Containerschiffen die Schifffahrtskosten sofort senken würde.Unter Verwendung von Technologie, die heute käuflich erhältlich ist, sind fast alle Schiffe mit Routen von weniger als 2.000 Kilometern wirtschaftlich vorteilhaft, und Schiffe mit Routen von bis zu 3.000 km sind wirtschaftlich rentabel.Grafik 'b' (oben rechts) prognostiziert, dass Preissenkungen für die Batterietechnologie der „nahen Zukunft“ voraussichtlich die Wirtschaftlichkeit und Reichweite von elektrifizierten Containerschiffen etwa verdoppeln werden.Entscheidend ist, dass diese Forschung zeigt, dass elektrifizierte Containerschiffe einen wirtschaftlichen Vorteil gegenüber dem Verbrennungsmotor (ICE) haben, selbst wenn die Kosten für Umwelt- und Gesundheitsschäden ausgeschlossen werden.Die Unterschiede in TCP werden in Grafik „a“ (ICE) vs. Grafik „b“ (elektrifiziert) gegenübergestellt:Die Autoren präsentieren Schätzungen der Luftverschmutzungsschäden und der sozialen Kosten von Kohlenstoff sowohl für ICE (oben links) als auch für elektrifizierte Containerschiffe (oben rechts).Die grauen Balken in der obigen Grafik zeigen, dass ICE-Containerschiffe Schäden verursachen, die mindestens dem Dreifachen der Schiffskosten entsprechen.Ein elektrifiziertes Containerschiff wird auch einige Umweltschäden verursachen, aber die Schätzungen der Luftverschmutzung durch elektrifizierte Schiffe und die sozialen Kosten von CO2 betragen nur 1/12 der eines ICE-Schiffs.In einer Zukunft, in der die Kosten für große ICE-Containerschiffe weiter steigen werden, da elektrifizierte Containerschiffe immer kostengünstiger werden, gehen die Autoren davon aus, dass ICE-Schiffe (unten links) erheblich teurer sein werden als elektrifizierte Containerschiffe (unten rechts).Die Autoren zeigen, dass bei aktuellen Batteriepreisen die Elektrifizierung von Handelsrouten von weniger als 1.500 km wirtschaftlich ist und nur minimale Auswirkungen auf die Schiffskapazität hat.Und wenn die Autoren die Umweltkosten mit einbeziehen, steigt die wirtschaftliche Reichweite auf 5.000 km.Ein 5.000 km langes Containerschiff würde etwa 6,5 ​​GWh LFP-Batterien benötigen.Die durchschnittlichen Kosten von Lithium-Ionen-Batterien sind seit 2010 um 89 % gesunken und werden in naher Zukunft voraussichtlich 50 US-Dollar pro kWh erreichen.Unter der Annahme von Batteriekosten von 100 US-Dollar pro kWh ist der TCP für ein batterieelektrisches Containerschiff bereits niedriger als das eines ICE-Äquivalents für Strecken von weniger als 1.000 km.Und wenn die Batteriepreise 50 US-Dollar pro kWh erreichen, was für die nahe Zukunft vorhergesagt wird, werden elektrifizierte Schiffe auf Strecken von bis zu 5.000 km kosteneffizient sein.Die wichtigste technische Einschränkung für die batterieelektrische Containerschifffahrt ist das Volumen des Batteriesystems und des Elektromotors im Verhältnis zu dem Volumen, das von den vorhandenen Motoren, dem Kraftstoffspeicher und dem mechanischen Raum eines Schiffes eingenommen wird.Das zusätzliche Gewicht des BES-Systems ist jedoch bei der Bestimmung des Energiebedarfs eines Schiffes nicht trivial.Die Batteriechemie ist ein weiterer Schlüsselfaktor bei der Konfiguration von Elektrofrachtschiffen.Schiffe, die kurze, häufige Fahrten unternehmen, haben einen geringeren Strombedarf, müssten aber schnell aufgeladen werden.Diese Schiffe sollten von den hohen Laderaten und langen Lebenszyklen von Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien (LFP) profitieren.Langstreckenschiffe verbringen bereits mehr Zeit in jedem Hafen – in der Regel weit über 24 Stunden – und könnten von der relativ geringen Lebensdauer und der hohen Energiedichte von Nickel-Mangan-Kobaltoxid-Batterien profitieren.Die Yara Birkeland ist ein 80 m langes, elektrifiziertes, autonomes Containerschiff mit 7 MWh, das 120 TEU-Einheiten (Twenty Foot Equivalent Units) aufnehmen kann und 12 Seemeilen zurücklegt.Für „Neo-Panamax“-Containerschiffe (die so dimensioniert sind, dass sie durch den Panamakanal passen) benötigen Strecken von weniger als 3.000 km tatsächlich WENIGER Platz für Batterien und Motoren als das Volumen, das derzeit von Verbrennungsmotoren und Kraftstofftanks eingenommen wird.Wenn diese Schiffsklasse mit einer einzigen Ladung 20.000 km zurücklegen würde, würden die Batterien und der Motor 32 % der Tragfähigkeit des Schiffes oder 2.500 TEU benötigen.Wir stellen fest, dass mit zunehmender Tragfähigkeit der von Batterien belegte Prozentsatz des gesamten Tragfähigkeitsvolumens abnimmt, da größere Schiffe typischerweise einen geringeren Energiebedarf pro Tragfähigkeitseinheit haben.Die Ladeinfrastruktur für ein Containerschiff, das weniger als 10.000 km zurücklegt, kann mit weniger als 300 MW realisiert werden.Containerschiffe mit einer Kapazität von 1.000 bis 3.000 TEU verbringen in der Regel durchschnittlich 31 Stunden mit Warten und Anlegen.Die größten Schiffe mit einem Fassungsvermögen von 10.000 bis 20.000 TEU verbringen durchschnittlich 97 Stunden mit Warten und Anlegen.Die Infrastruktur, die zur Unterstützung solch enormer Ladekapazitäten erforderlich ist, ist überraschend erschwinglich, vor allem aufgrund der effizienten Logistik der Häfen, da die Liegeplätze in der Regel zu mehr als 50 % der Zeit belegt sind.Bei einer Auslastung von 50 % modellierten die Forscher, dass sich die nivellierten Kosten einer 300-MW-Ladestation auf lediglich 0,03 $ pro kWh belaufen.Nichts von dieser technischen Realisierbarkeit würde existieren, wenn es nicht die jüngsten und laufenden Verbesserungen an Batterien, Wechselrichtern und Elektromotoren gäbe.Beispielsweise gingen die Forscher in ihren Modellen von einem ICE-„Tank-to-Wake-Effizienz“ von 50 % und einem Wirkungsgrad von Elektromotor und Wechselrichter von jeweils 95 % aus.Elektrifizierte Containerschiffe sind 80 % effizienter als ihre ICE-Pendants und verbrauchen insgesamt 30 % weniger Energie.Für Neugierige: Eine Gallone Schweröl (HFO) enthält ungefähr 150.000 btu, was ungefähr 44 kWh entspricht.Aber da selbst die effizientesten Verbrennungsmotoren von Schiffen nicht mehr als 50 % effizient sind, erzeugt eine Gallone HFO nicht mehr als 22 kWh tatsächlichen Antrieb.Die meisten modernen Elektromotoren haben heute einen Wirkungsgrad von über 90 %, und die fortschrittlichsten Prototypen nähern sich einem Wirkungsgrad von 99 %.Diese Inhalte sind urheberrechtlich geschützt und dürfen nicht weiterverwendet werden.Wenn Sie mit uns zusammenarbeiten und einige unserer Inhalte wiederverwenden möchten, wenden Sie sich bitte an: editors@pv-magazine.com.Weitere Artikel von John Fitzgerald WeaverDas wäre ein Todesstoß für Wasserstoff.Wasserstoff ist für den Stadtverkehr nutzlos, da er am Ende nur halb so effizient ist wie ein batterieelektrisches Fahrzeug.Wo ich ein Potenzial für Wasserstoff sah, war es in der Schifffahrt, in Zügen und in Flugzeugen.Geht die Schifffahrt batterieelektrisch um, sieht es für die Wasserstoffwirtschaft nicht gut aus.Erinnert an etwas, das ich in einer Nachrichtensendung über einige batterieelektrische Busse gehört habe, die eine Stadt in Michigan gekauft hat, sie sollten eine Reichweite von 100 Meilen pro Ladung haben, die tatsächliche Reichweite pro Ladung betrug 30 Meilen, sie hatten nicht die geringste Kraft, um zu navigieren Grad, und die Bremsen funktionierten kaum.und natürlich gab es in deutschland diese BEV-Übergangsbusse, die, wenn sie an das ladegerät angeschlossen waren, wie eine römische kerze aufgingen und bis auf den rahmen brannten.Ich habe ein Video von einem Elektroauto gesehen, das, als es an ein öffentliches Ladegerät angeschlossen war, in Flammen aufging und vollständig verbrannte.Jetzt ist natürlich der Gegensatz, dass wir Autos hauptsächlich mit Ethanol in Kraftstoffqualität betanken könnten, das aus CO2 hergestellt wird, das aus Wasser wie großen Flüssen und dem Ozean und aus der Atmosphäre gewonnen wird, und einen praktisch unbegrenzten Vorrat haben könnte.natürlich ignorieren wir das und gehen auf pie in the sky .Zahlreiche Forschungsinstitute und Unternehmen weltweit arbeiten daran, den Antrieb von Frachtschiffen CO2-frei zu machen.Jedes seriöse Ergebnis, das ich bisher gesehen habe, verwendet dafür irgendeine Form von Wasserstoff.Sei es flüssiger Wasserstoff, komprimierter Wasserstoff, Methanol (H2+C) oder Ammoniak (H2+N).Sobald es mehr als ein paar hundert Kilometer sind, ist eine Energieversorgung mit Wasserstoff definitiv günstiger und einfacher als eine Energieversorgung mit einer Batterie.Das ist jedem klar, der versteht, dass man Leistung und Energie im Akku nicht separat skalieren kann.Schiffe sind gut darin, schwere Gewichte zu bewegen, daher spielt das Batteriegewicht keine große Rolle.Wenn Wasserstoff noch eine Chance hat, dann im Flugzeug.Die Art und Weise, wie Sie vor der Berücksichtigung der Umweltkosten geschrieben haben, ist sehr verwirrend.Lohnt sich der EV aufgrund der Umweltkosten nicht?Großartig, jetzt fügen Sie der Gleichung Sonnenkollektoren hinzu und sehen Sie, was Sie bekommen.Entweder eine einziehbare Markise oder Paneele und Verbindungselemente auf den Schiffscontainern.Das würde auch gut zu den neuen Elektro-Lkw passen, die auf den Markt kommen.Welche Unternehmen sind also am Versand von Elektrofahrzeugen beteiligt?Salzwassersichere Batterien, Batterien mit hoher Kapazität, kompatible Schiffe bauen oder umbauen?Einige gute Informationen über die Technik, aber nichts über den Status.Wie viele Schiffe gibt es jetzt?Wie viele sind in der Pipeline?Was sind die größten Herausforderungen?Auswirkungen der Medaillen für seltene Erden (Bergbau, Umweltverschmutzung)?Recyclingfähigkeit und Wiederverwendung der Batterien?Was passiert, wenn die Batterien durch Sturm oder Kondenswasser nass werden?Brauche viel mehr Infos.Es wäre interessant zu sehen, was ein vollelektrisch angetriebenes Schwerindustrieschiff gepaart mit einer brauchbaren Segeltechnologie leisten würde.Dies würde das Aufladen auf See während der Fahrt ermöglichen, wodurch möglicherweise die Anforderungen an die Größe der Batteriebank reduziert und die Vorteile weiter erhöht würden.Wir entwickeln uns weiter.Wäre schön gewesen, wenn es gewesen wäre, bevor die Dinge so verdammt schlimm wurden, und Amny hätte sich nicht solche Sorgen gemacht, dass es zu wenig zu spät ist.Dieser Artikel scheint nicht auf der Realität materieller Beschränkungen zu beruhen.Viele Artikel prognostizieren bereits in weniger als 5 Jahren eine Verknappung von Materialien zur Batterieherstellung für Automobile, ohne dass neue Minen erschlossen werden.Jede Mine (ob Lithium, Kobalt, Mangan, Nickel oder Kupfer) stellt ein ernsthaftes Risiko für das Wasser dar, das ebenfalls knapp wird und Jahre dauern kann, bis eine Genehmigungsgenehmigung vorliegt.Wir sagen also, ein Schiff könnte einen 6,5-GWh-Akkupack haben?Und 6,5 GWh entsprechen 81.250 Tesla Model 3 mit großer Reichweite?Und wir haben schon jetzt nicht genug Material, um mit den aktuellen Materialressourcen alle Autos auf BEV umzurüsten?Dadurch scheint dieser Artikel zu 100 % auf theoretischem Denken zu beruhen und keinen Bezug zur realen Weltwirtschaft zu haben.Wenn ich die Zeit hätte, könnte ich 10 weitere schwerwiegende Fehler zu den hier getroffenen Annahmen aufzählen, aber ein schwerwiegender Fehler reicht aus, um diesem Artikel keine Glaubwürdigkeit zu verleihen.Die Batterieversorgung ist eindeutig eine aktuelle Einschränkung für große Containerschiffe.Der Schwerpunkt des Artikels lag jedoch auf der technischen Machbarkeit, nicht auf Material- und Lieferkettenbeschränkungen.Die Zahl der Lithium- und Nickelminen auf der ganzen Welt wird in den nächsten zehn Jahren drastisch zunehmen, weil die Welt elektrisch wird.Auf absehbare Zeit wird die Batterieversorgung tatsächlich das Haupthindernis für alle Verkehrsträger sein, wie es derzeit für Tesla bei der Markteinführung des Semi- und Cybertrucks der Fall ist.Aber irgendwann wird das Angebot aufholen und riesige Multi-GWh-Batterien werden realistisch.Denken Sie auch daran, dass Batterien im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen sehr erneuerbar sind.Irgendwann wird ein globaler Sättigungspunkt erreicht, an dem neue Batterien hauptsächlich aus recycelten Altbatterien gebaut werden und der Bedarf an Bergbau erheblich sinken wird.Ich könnte vielleicht Wasserstoff oder sogar Ammoniak sehen, aber große Elektroschiffe, ok, alle, Realitätszeit und wir können alle dort aus dem la la Land raus, wirklich Zeit für die Realität, wie die Lieferkette für die Rohstoffe für diese Megabatterien aussehen wird, Lithium Abgesehen davon, dass China die Lithiumversorgung schnell für sich selbst blockiert, gibt es schätzungsweise nur 81 Millionen Tonnen abbaubares Lithiumerz, jetzt werden in Zukunft vielleicht noch viel mehr gefunden und vielleicht auch nicht.und dann wurde eine Nickel-Mangan-Kobalt-Batterie erwähnt, yah sicher Jungs, träumt weiter, mit China, das die Kobaltversorgung in der Demokratischen Republik Kongo blockiert, die 60% der bekannten Reserven hat, und Nickel, das heißt Norilsk Nickel in Russland in Sibirien als der große produzent, sicher gibt es noch andere, aber china sperrt rohstoffe aller art, sehen sie unseren verrückten wissenschaftler dr.Frankenstein-Typen können kochen, was sie wollen, sie denken nie über die Herkunft der Rohstoffe nach, um das alles wahr werden zu lassen, und diese optimistischen Hochrechnungen darüber, naja, die meisten Rohstoffe werden aus alten Batterien recycelt und wiederaufbereitet, sicher blöd. sicher, haben wir nicht projiziert, Atommüll zu Kernbrennstoff zu machen, wie wäre es mit dem Recycling von gewöhnlichen Kunststoffen, was nicht wirklich viel passiert, wie wäre es mit der Tatsache, dass Solarmodule derzeit nicht recycelbar sind und dasselbe für Windturbinenblätter und -turbinen Klingen müssen alle fünf Jahre ausgetauscht werden und sie sind derzeit nicht recycelbar.Alles, was leicht zu recyceln ist, wie Glas, Aluminium, Stahl, Eisen, Kupfer usw., wird recycelt, aber diese anderen Materialien sind nicht der Grund dafür, dass es derzeit keinen wirklich guten Prozess dafür gibt.Dieselmotoren in Schiffen können mit den SCR - Minderungssystemen gereinigt werden , und dies hat sich bewährt , und die Metalle der Platingruppe auch aus Norilsk und dem südlichen Afrika werden seit langem wiederverwertet , sodass es derzeit kein wirkliches Emissionsproblem gibt .Können wir bitte erwachsen werden, bevor Sie dort über etwas Zingo-Neues sprechen wollen, wo die Rohstoff- und Bergbaubasis ist, um es zu liefern und zu unterstützen?europa hat weder lithium noch viel kobalt oder nickel.Deutschland verlor den Zweiten Weltkrieg nicht, weil es ihnen an neuen Ideen und Technologien mangelte, sie hatten nicht den Treibstoff und andere natürliche Ressourcen, die notwendig waren, um weiterzumachen, es mangelte nie an Ideen.es war ein Mangel an Ressourcen.Cornish Lithium Ltd hat eine Testanlage im geothermischen Kraftwerk Upper Downs Cornwall UK, die Idee ist, in Zukunft DLE (Direct Lithium Extraction) aus geothermischer Kraftwerkssole zu verwenden.Vulcan Energy Resources Ltd plant die Installation von fünf geothermischen Kraftwerken für DLE im Oberrheintal, Deutschland, das nach Angaben des Unternehmens die größte Lithiumressource in Europa ist, um bis 2025 39.400 Tonnen pro Jahr für die deutsche Automobilindustrie zu liefern, und unterzeichnete im Juli 2022 ein Deal mit Enel Green Power für geothermisches Lithium in Cesano in der Nähe von Rom, Italien.Gehirn Paul Dumas schrieb;„Alles, was leicht zu recyceln ist, wie Glas, Aluminium, Stahl, Eisen, Kupfer usw., wird recycelt“Du hast Recht.Und dieses Material plus eine Folie aus hochgradig recycelbarem Kunststoff ist so ziemlich alles, was in einem Solarmodul enthalten ist, abgesehen von etwas Silizium, dem zweithäufigsten Material auf dem Planeten, das nur von Sauerstoff übertroffen wird.25 % der Erdoberfläche besteht aus Silizium. Photovoltaikmodule haben im Allgemeinen eine 25-jährige Garantie gegen den Verlust von mehr als etwa 20 % ihrer ursprünglichen Leistung, und Solarparks geben an, dass sie nicht damit rechnen, unbeschädigte Module so lange ersetzen zu müssen als 80 Jahre.Solarenergie ist bereits die billigste Elektrizität in der Geschichte und wird schnell billiger.Inzwischen sind fossile Brennstoffe eine endliche Ressource, die wir buchstäblich verbrennen und dann immer und immer wieder zu 100 % ersetzen müssen.Es ist eine Praxis und Technologie, die schlicht und einfach nicht aufrechterhalten werden kann.Diese und ähnliche Diskussionen laufen auf eine einfache Tatsache hinaus, nämlich dass wir, wenn die menschliche Gesellschaft überleben soll, lernen müssen, nachhaltig zu leben, was bedeutet, dass wir uns nicht auf die nicht recycelbaren, nicht nachhaltigen Ressourcen von Brennstoffen verlassen können, die wir zerstören um sie zu verwenden.Dies ist das Ende unserer Ära der fossilen Brennstoffe.Wir treten jetzt in das Sonnenzeitalter ein.Unser Übergang ist natürlich nicht in jeder Hinsicht perfekt, und wir alle können im Detail Fehler finden.Aber es MUSS PASSIEREN und PASSIERT, oder die Menschheit wird scheitern, selbst wenn Klimawandel und Umweltverschmutzung keine Faktoren wären.Mir scheint, du übersiehst etwas.Zugegeben, die meisten Schiffe verwenden ICE für den Transport, aber wenn Sie sich Marineschiffe ansehen, sehen wir ein offensichtliches Beispiel für alternativen Antrieb … nuklear.Die größten Kriegsschiffe und insbesondere U-Boote nutzen fast ausschließlich Kernenergie.Ich sage nicht, dass es besser als Batterien und möglicherweise weniger sicher ist, aber die Vorstellung, dass es sich entweder um Batterien oder um ICE handelt, ist einfach nicht korrekt.Trotzdem glaube ich immer noch nicht, dass ich in einem batteriebetriebenen Flugzeug fliegen würde.Bauen Sie diese EV-Schiffe und legen Sie die Batterien in Standardcontainer.So haben Sie später die Wahl, diese im Hafen zu laden oder Batteriecontainer zu tauschen.Und schließlich werden die H2-Brennstoffzellen-Container die Batterie-Container ersetzen, da mehrere Hersteller von H2-Brennstoffzellen bereits Pläne haben, solche „Energie-Container“ mit mehr Energie als Batterien, billiger und leichter zu bauen.Kein Problem – das können Sie selbst berechnen.Bitte beachten Sie unsere Community-Standards.Deine Email-Adresse wird nicht veröffentlicht.Erforderliche Felder sind markiert *Meinen Namen, meine E-Mail-Adresse und meine Website in diesem Browser speichern, bis ich das nächste Mal kommentiere.Benachrichtigen Sie mich über nachfolgende Kommentare per E-Mail.Benachrichtige mich über neue Beiträge per E-Mail.Mit dem Absenden dieses Formulars erklären Sie sich damit einverstanden, dass pv magazine Ihre Daten zum Zweck der Veröffentlichung Ihres Kommentars verwendet.Eine Weitergabe oder sonstige Übermittlung Ihrer personenbezogenen Daten an Dritte erfolgt nur zum Zwecke der Spamfilterung oder wenn dies für die technische Wartung der Website erforderlich ist.Eine darüber hinausgehende Weitergabe an Dritte erfolgt nicht, es sei denn, dies ist aufgrund geltender Datenschutzvorschriften gerechtfertigt oder pv magazine hierzu gesetzlich verpflichtet.Diese Einwilligung können Sie jederzeit mit Wirkung für die Zukunft widerrufen, in diesem Fall werden Ihre personenbezogenen Daten umgehend gelöscht.Ansonsten werden Ihre Daten gelöscht, wenn pv magazine Ihre Anfrage bearbeitet hat oder der Zweck der Datenspeicherung erfüllt ist.Weitere Informationen zum Datenschutz finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.Impressum AGB Datenschutz © pv magazine 2022Willkommen bei pv magazine USA.Diese Seite verwendet Cookies.Lesen Sie unsere Richtlinie.×Die Cookie-Einstellungen auf dieser Website sind auf „Cookies zulassen“ eingestellt, um Ihnen das bestmögliche Surferlebnis zu bieten.Wenn Sie diese Website weiterhin nutzen, ohne Ihre Cookie-Einstellungen zu ändern, oder unten auf „Akzeptieren“ klicken, stimmen Sie dem zu.