Die Kraft des Drachens

90 Prozent des Welthandels werden über den Schiffsverkehr abgewickelt. Derzeit sind rund 90 000 Handelsschiffe auf den Weltmeeren unterwegs. Die Schifffahrt übernimmt jedoch nicht nur eine Schlüsselrolle in der weltweiten Warenlogistik, sie verantwortet pro Jahr auch fünf Prozent des weltweiten Kohlendioxidausstosses. Die Branche liegt damit auf Platz sechs der Klimasünder.

Strenge Umweltschutzauflagen und steigende Treibstoffpreise zwingen die Branche zum Umdenken. Windantrieb ist eine saubere und sparsame Lösungund steht auf hoher See in grossen Mengen kostenlos zur Verfügung. Wegender Schifffahrtskrise bleiben aber die gewünschten Investitionen in den alternativen Antrieb aus.

Pioniergeist und Innovation
Vor sechs Jahren stach die «BelugaSkySails» ausgerüstet mit einem Zugdrachen von Bremerhaven aus in die Nordsee. Mithilfe von Windenergie sollte das Frachtschiff zusätzlich zum Motorantrieb gezogen werden. Auch die Schiffe «Theseus» und «Michael A»der Wessels-Reederei verfügen über einen zusätzlichen SkySails-Antrieb.Die Hauptkomponenten des SkySails bilden ein Zugdrachen mit Seil, ein Start- und Landessystem sowie ein Steuerungssystem für den automatischen Betrieb.

Das Herzstück des SkySails-Antriebs ist der Zugdrachen. Er besitzt eine Fläche von 300 Quadratmetern und besteht aus festen und witterungsbeständigen Textilien. Der Zugdrachen fliegt in Höhen von 100 bis 500 Metern, denn hier sind die Winde stärker und konstanter. Direkt unter dem Zugdrachen sorgt die Steuergondel für eine optimale Flugbahn, indem die Steuerleinen rechts oder links verkürzt oder verlängert werden. So lässt sich das SkySailwie ein Gleitschirm lenken. Gesteuert vom Autopiloten, fliegt der Zugdrachenachtförmige Flugmanöver und erzeugt so den Vortrieb.

Schubkraft wie ein Airbus
Die Zugkräfte werden über ein reissfestes Kunstfaserseil auf das Schiff übertragen. Je nach Segelgrösse entstehen dabei Zugkräfte bis 32 Tonnen,die auf das Material einwirken. Das ist zu vergleichen mit dem Schub, den ein Airbus A318 beim Start mit voller Turbinenleistung entwickelt. Ein im Zugseil integriertes Spezialkabel sorgt für die Energieversorgung der Steuergondel und stellt die Datenkommunikation sicher. Das Start- und Landesystem besteht aus einem Teleskopmast und einer Winde. Beide sind fest auf dem Vorderschiff installiert. Sie sorgen für das automatische Ausbringen und Einholen des Zugdrachens.

Das zusammengefaltete Segel beansprucht an Bord nur so viel Platz wie eine liegende Telefonkabine und befindet sich entweder auf oder unter Deck. Per Knopfdruck wird der Zugdrachen samt Steuergondel durch den Teleskopmast aus dem Lagerbehälter gehoben, bis die Steuergondel freischwebt. Der Teleskoparm im Vorschiffsbereich behindert weder das Laden noch das Löschen des Schiffes.Laut Angaben des Herstellers SkySailslässt sich jedes Frachtschiff mit dem Zugdrachen-Antrieb aus- oder nachrüsten. Im Vorschiffsbereich sind die Schiffsstrukturen ausreichend dimensioniert,denn hier befinden sich auch die Fundamente der Ankerwinde, die das gesamte Gewicht des Schiffes halten können.

Mithilfe des Windes entfaltet sich der Zugdrachen auf seine vollständige Grösse. Jetzt wird das SkySail vom Teleskopmast freigegeben und abgekoppelt. Über die Winde wird das Zugseil ausgefahren, bis der Zugdrachen seine Arbeitshöhe erreicht hat. Der Start- und der Landevorgang erfolgen vollautomatisch und dauern jeweils rund 20 Minuten. Die eigentliche Bedienung des Sky-Sails erfolgt von der Brücke aus. ImFlugbetrieb wird der Zugdrachen über den Schiffscomputer automatisch gesteuert. Um den optimalen Vortrieb zu erzeugen, fliegt er definierte Manöver, die in Abhängigkeit von Windrichtung, Windstärke, Kurs und Geschwindigkeit des Schiffes durch den Bordcomputer berechnet werden.

Einsparungen und Flaute
Laut Berechnungen der Maritimen Organisation lassen sich durch das «fliegendeSystem»  jährlich 100 Millionen Tonnen Kohlendioxid einsparen. Auch der Treibstoffverbrauch kann je nach Windverhältnissen pro Jahr um durchschnittlich10 bis 35 Prozent reduziert werden. Im Testbetrieb wurden sogar Einsparungen von bis zu 50 Prozent erzielt. Aktuell wird das SkySail SKSC 320 VAIII an geboten, welches über eine Drachenfläche von 400 Quadratmetern verfügt und unter guten Windbedingungen bis zu 2000 Kilowatt der Hauptmaschine ersetzen kann. Laut Herstellerangaben kostet das Drachensystem etwa eine Million Euro. Beiden heutigen Ölpreisen sollte sich die Investition innerhalb von drei bis sechs Jahren amortisiert haben.

Der Wille zu Einsparungen scheint in der etwas langsam agierenden Branche doch zu greifen: Die in Genf ansässige Cargill Ocean Transportation hat mit SkySails GmbH einen Vertrag unterzeichnet, um die Treibhausgasemissionen in der Schifffahrt durch die Nutzung von Windenergie zur reduzieren. Laut Mitteilung hat Cargill einen 400 Quadratmeter grossen SkySail-Zugdrachen auf einem gecharterten Handysize-Frachter mit einer Tragfähigkeit von 25 000 bis 30 000 DeadweightTons installiert. Das Schiff ist damit das weltweit grösste von einem Zugdrachen angetriebene Wasserfahrzeug.

Laut Angaben von SkySails zeigen die Reedereien und Frachteigner zunehmend Interesse an der Zugdrachen-Technologie, da sich inzwischen die Erkenntnis durchgesetzt hat, dass die Zeit des billigen Öls vorbei ist und vor dem Hintergrund der Kundenerwartungenund des politischen Drucks die Schadstoffemissionen reduziert werden müssen. Angesichts der aktuellen Wirtschaftslage sind aber viele Reedernoch nicht bereit, rund eine Million Euro in einen Zugdrachen zu investieren.Dennoch herrscht bei SkySails keine Flaute. Das Unternehmen musste zwar Personal abbauen, setzt aber zurzeit auf ein sensorbasiertes Computersystem zur Optimierung des Schiffsbetriebs.

Joachim Heldt

SkySails GmbH
Die SkySails GmbH mit Sitz in Hamburg ist Markt- und Technologieführer im Bereich automatisierter Zugdrachensysteme. Rund 40 Mitarbeitende aus den unterschiedlichsten Disziplinen und Fachrichtungen entwickeln, produzieren und vertreiben die patentierte SkySails-Technologie. Neben den Zugdrachen setzt das Unternehmen auch auf die Entwicklung und Produktion von Anlagen zur Stromerzeugung aus Höhenwind (SkySails Power).Das Unternehmen wurde im Jahr 2001 von Dipl.-Wirtschaftsingenieur Stephan Wrage und Dipl.-Ing. für Schiffbau und Meerestechnik Thomas Meyer gegründet. SkySails unterhält ein Produktions- und Testzentrum in Wismar. Hauptinvestoren sind der Schiffsfinanzierer Oltmann Gruppe, der Schiffsmotorenanbieter Zeppelin Power Systems und der niederländische Grosskonzern Royal DSM N.V. Ebenso gehören neben privaten Investoren zahlreiche namhafte Reedereien zu den Investoren von SkySails. Weitere Informationen: www.skysails.com