• Dr. Günter Kast

Nur das Meer, die Sonne - und wir.

Alternative Energien. Michael Köhler und seine Frau Heike (rechts oben) sind leidenschaftliche Segler. Doch sie hatten es satt, bei Flauten von einem Dieselmotor abhängig zu sein. Ihr Lösungsansatz: ein Elektromotor, der von Solarzellen angetrieben wird. Heute ist ihre Firma Solar­wave der wichtigste Anbieter von Solaryachten.

Wann immer es ihre Zeit zuließ, waren der Kärntner Jurist Michael Köhler und seine Frau Heike auf der nahen Adria unterwegs. Rund 30000 Seemeilen legten sie mit Einrumpfseglern zurück, später etwa die gleiche Distanz mit Segelkatamaranen. Doch irgendwann im Jahr 2003 mussten sie sich eingestehen: „Wir laufen viel zu viele Stunden unter Motor. Der Wind ist ein recht unzuverlässiger Partner. Wir müssen viel zu oft die Hilfe von Rudolf Diesel in Anspruch nehmen.“

Leider ist Diesel kein idealer Segelpartner. Verbrennungsmotoren erzeugen Geräusche, Hitze, Vibrationen, Abgase und einen Schmutzfilm auf dem Wasser. Auch der (ebenfalls lärmende) Generator braucht Diesel oder Benzin, um Stromfresser wie Kühlschrank, Meerwasserentsalzungsanlage und Navigationsgeräte sowie die Klimaanlage zu versorgen. Yachten, die nur wenig Treibstoff mit sich führen, sind in der Reichweite auf wenige Hundert Seemeilen limitiert. Das große Gefühl von Freiheit und Abenteuer sieht anders aus. „Wir haben uns gedacht: Vielleicht sollten wir Werner von Siemens eine Chance geben, der bereits 1886 auf der Spree in Berlin sein erstes Elektroboot erproben ließ. Wäre es nicht eine wunderbare Idee, eine herkömmliche Yacht zur Solaryacht umzubauen, deren Paneele E-Motoren antreiben?“

Also sehen sich die Köhlers an, was der Markt so bietet. Sie merken schnell: Das ist nicht viel. Ihren ursprünglichen Gedanken, einen Katamaran von Lagoon zu kaufen und umzurüsten, verwerfen sie schnell wieder. Es ist einfach nicht möglich, große Solarmodule unterzubringen: „Sie können aus einem Ferrari eben keinen Laster machen.“

2005 beginnen die beiden mit ersten Tests für einen eigenen Solar-Kat. Wie und wo müssen die Paneele angebracht werden? Wie viel Fläche wird benötigt? Wie viel Schatten werfen der Mast und andere Aufbauten? Wie viel Strom müssen die Paneele erzeugen, um einen E-Motor zu füttern? Wie groß ist der Strombedarf für die Bordelektronik, die Klimaanlage, den Herd? Wie stark müssen die Batterien sein, die den E-Motor antreiben? 15000 Seemeilen werden sie mit diesen Fragen im Gepäck in den kommenden Jahren zurücklegen – im Mittelmeer, in der Karibik, bei einer Atlantikquerung. Dabei wird der Jurist und Kapitän Köhler immer mehr zum Ingenieur: „Die neuen Möglichkeiten faszinierten mich. Es ist verlockend, das eigene Boot mit Solarzellen und E-Motoren vollkommen autark zu machen.“

Der Katamaran scheint dafür der ideale Schiffstyp zu sein. Denn nur dort lassen sich auf dem Dach flächendeckend genügend Solarpaneele platzieren, um ausreichend Strom zu erzeugen.

2009 wird die erste E-Yacht der Köhlers in einer Werft in Niederkassel nahe Bonn gebaut. Nachdem die „Solarwave 46“ vom Stapel läuft, geht es über Rhein, Main, Donau und Schwarzes Meer bis in die Ägäis. Während dieser Reise über 12000 Seemeilen sind regelmäßig acht Personen an Bord. Es wird elektrisch gekocht und bei jedem Wetter gefahren. Bei Flaute und Sturm, Sonnenschein und Regen. In dieser Zeit (Netto-Testdauer: 141 Wochen) fallen keine Reparatur- oder Wartungsarbeiten an, weder an der Solaranlage noch am elektrischen Antrieb. Der Generator läuft nur etwa 50 Stunden – primär, um ein Einrosten zu verhindern. Die Elektromotoren dagegen schnurren mehr als 2500 Stunden. Das Solarwave-System wurde für diesen Erfolg unter anderem mit dem Energy Globe Award ausgezeichnet.

„Unser Boot hatte erstaunlich wenige Kinderkrankheiten“, betont der Tüftler. Natürlich habe es Veränderungen gegeben: Aus den Bleibatterien seien über die Jahre Lithiumzellen geworden, die leichter, kleiner und langlebiger sind. Die acht Batterieblöcke, die er beispielsweise auf der 64 Fuß langen „Solarwave“ verbauen lässt, benötigen gerade einmal 0,6 Kubikmeter Platz. „Im Prinzip sind das die gleichen Zellen, die Sie auch in einem Tesla finden. Wir hatten das Gefühl, einen sehr interessanten Markt entdeckt zu haben.“

Jetzt geht es für die Kärntner darum, die Solaryachten auch zu einem lukrativen Geschäft zu machen. Prototypen für viel Geld wurden schließlich auch von anderen gebaut. Zur Serienreife gelangten sie dann jedoch fast nie. Zum einen waren sie zu groß gedacht, sodass sie selbst für sehr vermögende Privatpersonen zu teuer wurden. Zum anderen verzettelten sich die Gründer, weil sie alles aus einer Hand anbieten wollten, gleichzeitig Planungsbüro, Designschmiede, Werft und Marketinggesellschaft sein wollten.

Genau das war jedoch nie die Absicht der Köhlers: „Wir wollten auf keinen Fall ein Komplettanbieter werden. Der Bau von Yachten ist dafür ein viel zu komplexes Geschäft. Unser Part sollte es sein, das Know-how zusammenzubringen.“ Die entscheidenden Fragen lauteten: Welche Werft baut die Schiffe? Welches Designbüro soll mit an Bord? Zum Kernteam gehören gerade einmal ein halbes Dutzend Mitarbeiter, der Firmensitz der Solarwave Yachts AG wird aus Steuergründen in die Schweiz verlegt. „Das Designbüro sitzt in Hamburg, das 64 Fuß lange Modell wird derzeit noch in der Türkei gebaut, für die Modelle mit 55 und 72 Fuß haben wir die deutsch-chinesische Werft Mazarin German Yachts beauftragt“, erklärt Köhler.

Derzeit bietet die Firma mehrere Modellvarianten an. Mit reinem E-Antrieb gibt es den „Cruiser“ als ökonomische Variante (Verdränger, Geschwindigkeit bis zehn Knoten) und die Version „E-Power“ für Geschwindigkeiten bis 20 Knoten (Gleiter mit zwei 135-kw-E-Motoren). Als dritte Variante existiert derzeit noch das Modell „Hybrid-Power“, in dem neben den beiden Elektromotoren zwei kraftvolle Dieselmotoren verbaut sind, die gemeinsam für den Antrieb sorgen. „Je nach Lust und Laune lässt sich mit den E-Motoren nahezu unbegrenzt weit bei geringerer Geschwindigkeit fahren. Wenn es schneller gehen soll, wird bei Bedarf der Dieselgenerator angeworfen“, erläutert Köhler.

Die „Solarwave Sailor“ verfügt über eine zusätzliche Option: Mit ihr können sogar Segel gesetzt werden. „Bei Starkwind jagen Sie so mit mehr als zehn Knoten über die Ozeane.“ Das Rigg der Sailor kann sowohl mit dem seriellen Hybridantrieb der „Cruiser“ und der „E-Power“ als auch mit den Dieselaggregaten der „Hybrid-Power“-Version ausgestattet werden.

„Alle Modelle sind so konfiguriert, dass sie unter ‚normalen‘ Bedingungen, wie sie in üblichen Urlaubs- und Freitzeitregionen herrschen, völlig autark sind. Und das über Monate!“, verspricht Köhler. Eine Photovoltaikanlage aus österreichischer Produktion der Firma DAS-Energy mit 15 Kilowatt Leistung sorgt dafür, dass nicht nur der Elektromotor läuft, sondern auch die elektrischen Geräte an Bord stets Saft haben. Eine ganze Armada von Lithiumzellen speichert den Strom und hält ihn abrufbereit. Die Batteriekapazität ebenso wie die Auslegung der Motoren richtet sich nach den Ansprüchen des Käufers – jede Solarwave ist ein Maßprodukt. Laut Köhler ist aber selbst dann, wenn sich der Yachtkäufer sehr viele Batterien wünscht, immer noch Platz für eine 4,5 Meter lange Beibootgarage, eine komplette Küche, eine Lounge, drei oder vier Gästekabinen neben der Kabine für die Crew, zwei Sonnendecks und einen großzügigen Tisch für Mahlzeiten im Außenbereich. Um möglichst wenig Strom für den Antrieb zu verbrauchen, besteht der Schiffsrumpf aus superleichten Kohlenstoffverbundfasern.

Der kleine Dieselgenerator, der selbst beim reinrassigen „E-Cruiser“ zur Ausstattung gehört, sei nur eine Versicherung für den Fall, dass der E-Motor eben doch nicht genug Saft aus den Solarzellen bekommt. Denn ganz ohne Antrieb möchte schließlich niemand über das offene Meer irrlichtern. Irgendwann in der Zukunft, so hofft Köhler, würden dann weder der Notgenerator für den reinen „E-Cruiser“ noch die stärkeren Dieselmotoren für die Hybridvariante – wie bei den Autos – gebraucht werden: „Die Paneele der nächsten Generation werden genug E-Strom produzieren und leistungsfähigere Batterien werden diesen dann auch problemlos über längere Zeit speichern können.“

Apropos „nächste Generation“. Köhler legt Wert darauf, dass seine Yachten nachgerüstet werden können. Denn in Zukunft werden die Lithiumbatterien preisgünstiger sein und eine höhere Energiedichte aufweisen. Damit können größere Strecken mit höherer Geschwindigkeit gefahren werden. „Der Austausch kostet aktuell ungefähr fünf Prozent der Gesamtkosten der Yacht, in ein paar Jahren wird es noch deutlich weniger sein“, erklärt der Kärntner. „Ebenso leicht lassen sich auch die Solarpaneele in einigen Jahren austauschen, wenn neuartige Zellen mit deutlich höherem Wirkungsgrad zur Verfügung stehen – wir reden hier von etwa 0,5 Prozent der Gesamtkosten des Bootes.“

Der Grundpreis für eine 55-Fuß-Solar­yacht beträgt knapp 1,2 Millionen Euro. „Sie ist damit nicht teurer als eine herkömmliche Motoryacht.“ Das 64 Fuß lange Modell schlage mit knapp zwei Millionen Euro zu Buche. Inzwischen gebe es eine solide Nachfrage nach den Yachten der Österreicher, das Orderbuch für alle Modelle sei gut gefüllt, teils ausgebucht: „Ein halbes Dutzend Boote haben wir bereits ausgeliefert, ein weiteres halbes Dutzend ist bereits in Bau, weitere Yachten sind bestellt. Unsere türkische Werft, die die 64-Fuß-Variante baut, ist bis 2020 ausgebucht.“

Nach einer „schwarzen Null“ in den Jahren 2015/2016 würden 2017 „erstmals ordentlich schwarze Zahlen“ geschrieben. Wie viele Millionen Euro an Anlaufinvestitionen er aufgebracht habe, könne er allerdings nicht mit Gewissheit sagen: „Vieles war zu Beginn ja ein Hobby, ein privater Spaß.“ Inzwischen gebe es zwar erste Nachahmer, die ein ähnliches Geschäftsmodell verfolgten. „Eine vollkommen autarke, hochseetaugliche Solarmotoryacht kann außer uns derzeit aber niemand in Serie anbieten“, betont er.

Seine Käufer findet Solarwave primär in Europa und den USA. Diese seien sehr technikaffin, gehörten zur Avantgarde, die auch bevorzugt Tesla fahre. Und würden ganz bewusst akzeptierten, dass Motoryachten auf langen Strecken immer noch deutlich schneller seien als die E-Yachten. „Wir vergleichen unsere Boote auch gar nicht mit einer klassischen Dieselmotoryacht, die viel Lärm und Abgase produziert. Unsere Benchmark sind Segelyachten, die aber eben nur allzu oft unter Motor laufen. Und deren Geschwindigkeiten und Reichweiten schaffen wir allemal.“

Er sei diesen Sommer sechs Wochen lang auf den Balearen unterwegs gewesen, mit Gästen, mit eingeschalteter Klimaanlage, öfter mehr als 60 Seemeilen an einem Tag, zeitweise auch mit Vollgas, was bei der „Solarwave 64 Cruiser“ etwa elf Knoten entspreche. Dabei sei er komplett ohne Diesel ausgekommen. Und bei der Überfahrt von Ibiza zum spanischen Festland nach Cartagena (135 Seemeilen) sei der Generator gerade einmal sechs Stunden während der Nacht gelaufen: „Bei geringerer Geschwindigkeit hätten wir ihn sogar überhaupt nicht gebraucht.“

Ganz offensichtlich hat die solare Zukunft nun auch im Yachtbereich begonnen. „Und das Beste daran“, lacht Köhler: „Sie ist ganz schön rasant.“

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Wie Elektromotoren Seen und Meere erobern.

Nicht nur im Yachtbereich wird mit Elektromotoren experimentiert. Im Jahr 2012 stellte der Schweizer Hersteller Planet Solar die „Tûranor“ vor, den mit 100 Tonnen größten je gebauten Solarkatamaran. Für die Premiere gab es einen Eintrag ins Guinness-Buch der Rekorde. Heute wird die „Tûranor“ bei wissenschaftlichen Expeditionen eingesetzt. Den Forschern gefällt, dass sich so Proben aus dem Meer entnehmen lassen, ohne dass diese durch Schiffsdieselabgase verschmutzt werden. Viel Platz haben die Wissenschaftler dort jedoch nicht. Denn um eine Geschwindigkeit von fünf Knoten zu erreichen, benötigt die „Tûranor“ gut 29000 Siliziumsolarmodule. Sie bedecken über Auskragungen große Teile der Schiffsoberfläche. Dadurch wird deutlich: Das Zeug zum Kreuzfahrtschiff oder gar Frachter haben Solaryachten noch lange nicht. Um ein Containerschiff, das bis zu 150000 Tonnen Fracht transportiert, mit solargespeisten E-Motoren anzutreiben, wären heute ganze Fußballfelder an Paneelen an Deck nötig. Gerard D‘Aboville, Kapitän der „Tûranor“, sagte denn auch in einem Interview: „Persönlich denke ich nicht, dass Solarenergie für große Schiffe und Frachtverkehr geeignet ist. Es wäre ein Traum, aber ein verrückter. Man würde nicht genug Leistung bekommen.“ Der Bau der „Tûranor“ war also nicht mehr als eine symbolische Geste. Interessanter ist die erste und bis dato einzige elektrisch angetriebene Autofähre der Welt, die Siemens zusammen mit der norwegischen Werft Fjellstrand entwickelt hat. Das im Frühjahr 2015 in Dienst gestellte Elektroschiff besitzt zwar keine Solarpaneele, bläst aber dank des Ökostroms aus Norwegen ebenfalls keinerlei Kohlendioxid in die Atmosphäre. Federführend war der norwegische Siemens-Ingenieur Odd Moen, dessen Vision nach Jahren der Tüftelei und unzähligen Laborversuchen Realität wurde. „Schon seit mehr als 100 Jahren gibt es batteriebetriebene U-Boote, die rein elektrisch fahren“, sagt Moen. „Da haben wir uns gefragt: Warum lässt sich dieses Antriebskonzept nicht an die Oberfläche bringen?“ Den entscheidenden Anstoß lieferte dann das norwegische Verkehrsministerium, dem alle Schifffahrtswege des Landes unterstehen. Es schrieb einen Wettbewerb zur Entwicklung der umweltfreundlichsten Fähre aus. Der Preis: Die Konzession für die Fährverbindung zwischen den Dörfern Lavik und Oppedal im Sognefjord. Dort verkehrten herkömmliche dieselbetriebene Schiffe, deren Betriebslizenz im Jahr 2015 auslief. Danach, so der Plan des Ministeriums, sollten möglichst wenig Lärm und Schadstoffe das Idyll stören. Heute fährt eine vollelektrische Fähre 34-mal pro Tag über den Fjord. Für die sechs Kilometer lange Strecke braucht die „Ampere“ rund 20 Minuten. Angetrieben wird das 80 Meter lange Schiff von zwei E-Motoren mit je 450 Kilowatt Leistung, die ihre Energie aus Lithium-Ionen-Akkus saugen. Die Kapazität der Batterien von insgesamt 1000 Kilowattstunden ist für eine Handvoll Trips zwischen den beiden Fjordgemeinden gerade so ausreichend. Das Reichweitenproblem haben die Ingenieure mit einem einfachen Kniff gelöst. „Zwischen jeder Fährfahrt werden die Schiffsbatterien im Hafen wieder geladen“, erklärt Moen: „Dafür bleiben zehn Minuten Zeit, während die Passagiere und Autos von Bord gehen.“ Auf heimischen Binnengewässern gehören Verbrennungsmotoren schon fast der Vergangenheit an. In Deutschland und Österreich dürfen viele Seen mit Verbrennern gar nicht mehr oder nur eingeschränkt befahren werden. Zudem exis­tiert hier längst eine ausreichende Lade-Infrastruktur. Der Starnberger Unternehmer Chris­toph Ballin ist mit seiner Torqeedo GmbH in diesem Segment inzwischen Weltmarktführer (private wealth Ausgabe 03/2015). Sogar die eleganten Schweizer Luxusholzboote von Boesch werden neuerdings mit E-Motor ausgeliefert. Markus Boesch, Juniorchef der Züricher Werft, sagt: „Trotz eines Aufpreises machen die elektrischen Wellenreiter bereits ein Drittel des Umsatzes aus.“ Richtig ökologisch ist das natürlich nur dann, wenn der Strom aus der Steckdose aus erneuerbaren Energiequellen stammt. Die von Boesch installierten 80 Kilowatt (108 PS) starken E-Motoren schaffen eine Geschwindigkeit von fast 55 Stundenkilometern. Einer der Vorreiter der E-Mobilität auf (Binnen-) Gewässern ist die 2001 gegründete Berliner Firma SolarWaterWorld AG, die aus dem ehemaligen Institut für Solarschiffbau hervorgegangen ist. Seit 2011 bietet das Unternehmen die „SunCat 46“ an, nach eigener Aussage „die erste größere Solaryacht der Welt ohne Emissionen, die in Serienproduktion gefertigt wird“. Die in der Basisversion rund eine Million Euro teure 14-Meter-Yacht wurde von Juan Carlos Espinosa entworfen und wird in Zusammenarbeit mit dem taiwanesischen Yachthersteller Horizon gebaut. Sie hat eine große Dachfläche, auf der Solon-Solarmodule mit einer Gesamt­leis­tung von bis zu sechs Kilowatt montiert sind. Die Kraft der Module genügt, um mit zwei geräusch- und vibrationsarmen Kräutler-Elektromotoren den notwendigen Fahrstrom und ausreichend Leistung für die Bordsysteme zu erzeugen. Die Energie wird in Batterie­einheiten gespeichert, die den Strom je nach Bedarf für den Antrieb oder das Leben an Bord bereithalten. Dank Solarenergie hat das Boot eine nahezu unbegrenzte Reichweite – solange die Sonne scheint. An trüben Tagen sinkt die Reichweite auf acht Stunden. Und auch diese ist nur zu schaffen, wenn die Höchstgeschwindigkeit von 14 Kilometern pro Stunde nicht ausgereizt wird. Die größte Herausforderung bei „normalen“, schlanken Solarsegelyachten ist es, genügend Paneele montieren zu können. Deshalb nutzen die meisten Anbieter den Katamaran. Eine Alternative könnte es sein, Solarzellen direkt in die Segel zu integrieren. PowerSails heißt eines dieser Systeme. Es wurde von Alain Janet, dem Eigentümer des britischen Segelmachers France, entwickelt. Jeder Quadratmeter des Materials kann pro Tag 100 Watt Leistung generieren und braucht dazu nicht einmal direkte Sonneneinstrahlung. Natürlich funktioniert das nur, wenn die Windverhältnisse das Setzen der Segel auch zulassen. Weil das nicht immer der Fall ist, plädieren Experten auch bei diesen Modellen für Hybridlösungen. Zumindest so lange, bis die Solarzellen noch kleiner werden und weniger Platz beanspruchen. Eine interessante Variante – neben dem Back-up durch einen Verbrennungsmotor – ist dabei auch die Nutzung von Windkraft, die Strom an Bord mithilfe von Propellern erzeugt.

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Autor: Dr. Günter Kast

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