Treibstoff sparende Segelmaschine : Klimaschutz sorgt für Wiederauferstehung des Flettner-Rotors

Der Prototyp von Anton Flettner auf der Kieler Förde am 10. November 1924.

Der Prototyp von Anton Flettner auf der Kieler Förde am 10. November 1924.

Vor 100 Jahren konnte sich der Flettner-Rotor in der Seefahrt nicht durchsetzen. Nun nimmt eine neue Firma Anlauf.

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04. Dezember 2019, 10:42 Uhr

Leer/Kiel | Die Frachter auf den Ozeanen blasen etwa so viel Kohlendioxid in die Luft wie ganz Deutschland. Bis zum Jahr 2050 will die Weltschifffahrtsorganisation IMO diesen Treibhausgas-Ausstoß allerdings halbieren. Damit gerät auch eine fast 100 Jahre alte Erfindung wieder in den Blick: der Flettner-Rotor.

Bei der säulenförmigen Segelmaschine sorgt ein rotierender Zylinder für Vortrieb, wenn er vom Wind umströmt wird. Und das besonders effizient, da für die gleiche Leistung nur ein Zehntel der Fläche eines üblichen Segels nötig ist.

Erster Testbetrieb auf Mehrzweckfrachter

Bislang gab es nur zwei Hersteller, in England und Finnland. Den beiden macht neuerdings ein Unternehmen aus dem ostfriesischen Leer Konkurrenz. Die Firma Eco Flettner ist aus einem Forschungsprojekt der Hochschule Emden/Leer hervorgegangen, das den Antrieb im regulären Schiffsbetrieb untersucht hat. Mitte des vergangenen Jahres war ein 18 Meter hoher und drei Meter breiter Segelzylinder auf dem Vorschiff des Mehrzweckfrachters „Fehn Pollux“ installiert worden.

Die Forscher entwickelten außerdem eine automatische Steuerung mit einem Messsystem. „Damit sind erstmals präzise und belastbare Schubmesswerte für einen Flettner-Rotor möglich“, erklärt Michael Vahs von der Hochschule.

Der Flettner-Rotor nutzt den sogenannten Magnus-Effekt. Ein der Windströmung augesetzter, rotierender Zylinder aus Metall oder Verbundwerkstoffen erzeugt aus dem Sog und den Staudruckkräften eine Kraft quer zur Strömung und wirkt wie ein Segel. Der Rotor wird mit einer an die Windgeschwindigkeit angepassten Geschwindigkeit gedreht – üblicherweise über einen Elektromotor.

Bis zu 20 Prozent Treibstoffersparnis möglich

Das Ergebnis der Testfahrten von Skandinavien bis ins Mittelmeer: Bei kräftigem seitlichen Wind liefert das moderne Segel einen Schub, der einer Maschinenleistung von 700 Kilowatt entspricht. Damit ist die Leistung etwa so hoch wie beim Schiffsmotor – und deutlich höher als die Wissenschaftler erwartet hatten. Im Jahresmittel unterstützt der Windantrieb den Schiffsdiesel bei Fahrten entlang nord- und westeuropäischer Küsten mit etwa 100 bis 150 Kilowatt. Laut Vahs lassen sich damit, abhängig von der Schiffsgeschwindigkeit, zwischen 10 und 20 Prozent Treibstoff einsparen.

Auch beim Verband Deutscher Reeder attestiert man Segelmaschinen ein Einsparpotenzial von mindestens zehn Prozent Brennstoff. Für Christian Denso kommt der Zusatzantrieb bei Containerschiffen eher nicht infrage, bei Massengutfrachtern oder Tankern hingegen schon:

Der Flettner-Rotor ist vor allem für Schiffe mit freien Deckflächen geeignet. Christian Denso
 

Damit Frachter an den Terminals zugänglich bleiben, könnte eine Kippvorrichtung für den Rotor sinnvoll sein.

Reederei beteiligt sich an Leeraner Firma

Der geringe Treibstoffverbrauch freut nicht nur Klimaschützer, sondern auch Flottenmanager. Für Daniel Heimhold von der Leeraner Reederei Fehn Ship Management hat sich der Rotor auf der Fehn Pollux bewährt: „Bei optimalen Bedingungen liefert er zwei Drittel des Schubs.“

Seit Beginn des Tests sei der Zusatzantrieb fast immer im Einsatz. Die Reederei will nun auch andere Unternehmen der Branche für die Segelmaschine gewinnen und hat sich neben weiteren Firmen aus dem Forschungskonsortium an der Eco Flettner GmbH beteiligt. Diese bietet den Rotortyp aus dem Praxistest sowie zwei weitere mit vielfach größerer Segelfläche an.

Je größer das Schiff, umso wirtschaftlicher ist das Segelsystem. Daniel Heimhold
 

Erfindung wurde 1924 in der Kieler Förde präsentiert

Selbst bei der mit 90 Metern Länge vergleichsweise kleinen „Fehn Pollux“ rechne sich die Installation bereits nach rund dreieinhalb Jahren. Das Küstenmotorschiff war Anfang des Jahres auch dort unterwegs, wo der Windantrieb erstmals zum Einsatz kam.

Der Frachter „Fehn Pollux“ am 19. März 2019 in der Kieler Förde. Auf dem Vorschiff ist der Flettner-Rotor zu sehen.
dpa

Der Frachter „Fehn Pollux“ am 19. März 2019 in der Kieler Förde. Auf dem Vorschiff ist der Flettner-Rotor zu sehen.

 

Ende 1924 hatte der Ingenieur Anton Flettner seine Erfindung auf der „Buckau“ in der Kieler Förde präsentiert. Zwei Jahre später überquerte das Schiff den Atlantik. Wegen der billigen fossilen Brennstoffe versank das innovative Segel jedoch in der Versenkung.

Der Prototyp von Anton Flettner auf der Kieler Förde am 10. November 1924.
Imago Images/United Archives International

Der Prototyp von Anton Flettner auf der Kieler Förde am 10. November 1924.

 

Für Aufsehen sorgte der Flettner-Rotor erst wieder 2008, als die E-Ship 1 des Windturbinenherstellers Enercon mit vier Rotoren in Kiel vom Stapel lief.

„E-Ship 1“ im Emder Hafen.
imago images/MC Photo

„E-Ship 1“ im Emder Hafen. Das Rotorfrachtschiff lief im August 2008 bei der Lindenau-Werft in Kiel vom Stapel.

 

Im Vorjahr kamen dann mehrere Schiffe mit den markanten Säulen hinzu. Neben der Fehn Pollux wurden ein weiterer Frachter und mit der Viking Grace ein Passagierschiff mit dem Flettner-Antrieb ausgerüstet. Auch die Großreederei Maersk installierte zwei Segelmaschinen auf dem Tanker Maersk Pelican.

Hohe CO2-Einsparungen möglich

Schiffe wie die mehr als 20 Jahre alte „Fehn Pollux“ sind zuhauf auf den Ozeanen unterwegs und ließen sich leicht nachrüsten, erklärt Vahs:

Eine Rotorinstallation wie auf dem Testschiff ist auf einen erheblichen Teil der Welthandelsflotte übertragbar. Michael Vahs
 

Das mache signifikante CO2-Einsparungen möglich. Manövrierfähigkeit und Sicherheit würden nicht beeinträchtigt, wie der Testbetrieb gezeigt habe. Der Rotor sei robust und lasse sich von der Crew automatisiert einsetzen.

Nun hofft der Kapitän und Professor, der seit mehr als 15 Jahren zu Windantrieben forscht, dass die wissenschaftlich untermauerten Ergebnisse mehr Reeder dazu bewegen, in umweltfreundliche Antriebe zu investieren.

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