Wie Elektrofähren funktionieren: Im Inneren der Batterie-Offensive, die Dieselboote ersetzt

Elektrofähren funktionieren nach dem gleichen Grundprinzip wie ein Elektroauto: große Batterien speichern Energie und führen sie zu Elektromotoren, die den Propeller oder Schubpropeller antreiben, wobei beim normalen Betrieb kein Dieselmotor beteiligt ist. Die Technologie hat sich vom einzigen norwegischen Pilotboot vor einem Jahrzehnt zu Flottenbeschaffungsprogrammen in Schottland entwickelt, wobei der Highland Council am 2. Oktober 2026 bestätigte, dass er die Ausschreibung für ein neues Elektroschiff zur Ersetzung der Corran-Fähre über den Loch Linnhe offiziell gestartet hat, wie die Ankündigung des Rats selbst besagt.

Wie das Antriebssystem funktioniert

Das Referenzbeispiel für die Technologie ist die MF Ampere, gebaut von der norwegischen Werft Fjellstrand und im Oktober 2014 für den Betreiber Norled geliefert, die im Mai 2015 den kommerziellen Betrieb aufnahm als die erste vollständig elektrische Auto- und Passagierfähre der Welt, wie Ship Technology berichtet. Der 80-Meter-Aluminium-Katamaran befördert bis zu 360 Passagiere und 120 Autos über eine 5,7 km lange Überquerung des Sognefjords und macht etwa 34 Fahrten pro Tag mit einer Reisegeschwindigkeit von 10 Knoten.

Amperes zwei Bordelektromotoren mit jeweils 450 kW Leistung werden von einem 1.000-kWh-Lithium-Ionen-Batteriepaket mit einem Gewicht von etwa 10 Tonnen angetrieben, wie Ship Technology berichtet. Ein Motor treibt Rolls-Royce Azipull-Schubpropeller mit einem drehbaren Verstellpropeller an, der es der Fähre ermöglicht, ohne separates Ruder zu manövrieren. Weil die Schubpropeller rotierbar sind, verwaltet das gleiche System sowohl den Antrieb als auch die Lenkung.

Die Batterien laden sich während der etwa zehn Minuten auf, die es dauert, Fahrzeuge an jedem Pier zu be- und entladen. Siemens Energy, das das Antriebspaket lieferte, sagte, dass das lokale Stromnetz zu schwach war, um in diesem kurzen Zeitfenster so viel Energie zu liefern, daher installierten Norled und Siemens Pufferbatterien an jeder Landstation – 260-kWh-Einheiten, die sich aus dem Wasserkraftnetz aufladen und sich während des Halts schnell in die Bordbatterien der Fähre entladen.

Warum Betreiber von Diesel wechseln

Siemens Energy sagte, das Ampere-Modell senke die Treibstoffkosten um bis zu 60% gegenüber einer gleichwertigen Dieselfähre und dass Batterie-Hybrid-Umrüstungen auf anderen Schiffen Einsparungen von bis zu 90% bei Treibstoffverbrauch, Emissionen und Betriebskosten gebracht haben. Das Unternehmen verwies auf einen separaten Fall, die Bastø Electric, die es als die weltgrößte rein elektrische Autofähre beschrieb und sagte, sie habe 2022 die CO₂-Emissionen um 75% reduziert. Es verwies auch auf eine Siemens Energy/Bellona-Studie, die schätzt, dass die vollständige Elektrifizierung von Fährflotten in mehreren europäischen Ländern die Emissionen in diesen Flotten um fast die Hälfte reduzieren könnte und jährlich etwa 800.000 Tonnen CO₂ mit derzeit verfügbarer Technologie einsparen könnte.

Schiffstransporte insgesamt erzeugen etwa 3% der globalen Treibhausgasemissionen, und Siemens Energy vermerkte, dass 81% der etwa 91.000 Schiffe in der Weltflotte kleine oder mittlere Schiffe sind – die Kategorie, in die die meisten dieser Fähren fallen und das Segment, in dem batterie-elektrischer Antrieb für technisch und wirtschaftlich machbar gilt, da kurze, feste Strecken und vorhersehbare Ladefenster gegeben sind.

Schottlands flottenweit Rollout

Der Ampere-Ansatz wurde seitdem in ein Flottenbeschaffungsprogramm skaliert. Die Caledonian Maritime Assets Ltd (CMAL), die Körperschaft, die Schiffe und Hafeninfrastruktur für Schottlands staatlich betriebene Fährennetz besitzt, führt ein Small Vessel Replacement Programme durch, das sieben anfängliche 50-Meter-Elektrofähren für Westküstenrouten einschließlich Colintraive–Rhubodach, Lochaline–Fishnish und Iona–Fionnphort abdeckt, mit drei weiteren Schiffen, die für eine zweite Phase geplant sind, wie die Fachzeitschrift Riviera Maritime Media berichtet, die sich auf die Werft berief, die die Schiffe baut.

Jede dieser Fähren wird mit einer Batteriekapazität von nahezu 6 Megawattstunden mit Corvus-Nickel-Kobalt-Aluminium-Zellen gebaut, von denen Riviera Maritime Media berichtet, dass dies mehr als 30% leichter ist als Lithium-Eisenphosphat-Batterien gleicher Kapazität – ein bedeutender Faktor angesichts der Gewichtsgrenzen bei kleinen Schiffen. CMAL sagte, die Boote seien so konzipiert, dass sie bis zu 14 Stunden pro Tag betrieben werden können und sich vollständig in unter 10 Stunden über Nacht aufladen können; Lieferungen sollen im dritten Quartal 2027 beginnen und mit dreimonatigen bis viermonatigen Intervallen durch das erste Quartal 2029 fortgesetzt werden. CMAL betreibt derzeit 17 kleine Schiffe an der Westküste, von denen mehrere dem Ende ihrer Lebensdauer nahe sind, neben drei existierenden Hybrid-Diesel-Elektro-Fähren, die zwischen 2012 und 2016 gebaut wurden.

Der Corran-Fährenersatz

Die Corran-Überquerung, eine der verkehrsreichsten Einfährerouten Schottlands, wird derzeit von der MV Corran bedient, die seit 2001 in Betrieb ist, wie der Rundfunksender STV berichtet. Der Highland Council sagte, das Ersatzprojekt wird mit 58 Millionen Pfund aus dem Inverness and Highland City-Region Deal finanziert, bestehend aus 28 Millionen Pfund der schottischen Regierung für das neue Elektroschiff selbst, 20 Millionen Pfund der britischen Regierung und 10 Millionen Pfund des Highland Council für Arbeiten an Land wie Slipways und Ladeinfrastruktur.

In Zusammenarbeit mit CMAL, das technische Expertise und Beschaffungsunterstützung bietet, startete der Rat am 2. Oktober 2026 eine Ausschreibung für ein einzelnes Schiff. Der Rat sagte, er erwartet, den Bauvertrag im März 2027 zu vergeben, wobei die Landinfrastruktur bis Juni 2027 fertiggestellt wird und die landgestützte Ladeausrüstung bis September 2028 installiert und in Betrieb genommen wird, bevor die neue Fähre in den Dienst in den frühen Monaten 2029 geht. Das neue Schiff wird ein Roll-on/Roll-off-Design sein, das nach der standardisierten Spezifikation gebaut wird, die in CMals Small Vessel Replacement Programme verwendet wird. STV berichtete, dass die vorhandene MV Corran als Reliefschiff behalten wird, sobald die neue Elektrofähre die Route übernimmt.

Was die Technologie noch begrenzt

Das Siemens-Energy-Material und der Riviera-Bericht weisen beide auf die gleichen zugrunde liegenden Einschränkungen hin: Batteriegewicht im Verhältnis zur Transportkapazität eines Schiffes, die Stärke des lokalen Stromnetzes an Ladepunkten und die Notwendigkeit sehr schneller Umkehrungen, damit Fähren in wenigen Minuten, die sie mit dem Beladen von Passagieren und Fahrzeugen verbringen, neu aufladen können. Diese Faktoren erklären, warum batterie-elektrischer Antrieb bisher hauptsächlich auf kurzen, festen Strecken mit vorhersehbaren Zeitplänen – wie Fjordüberquerungen und Inter-Island-Links – statt auf langen Hochseereisen eingesetzt wurde.