Da die globale Schifffahrtsindustrie ihre Null-Emissions-Transformation beschleunigt, hat die Internationale Seeschifffahrts-Organisation (IMO) ein ehrgeiziges Ziel gesetzt: die Treibhausgasemissionen bis 2050 um 50 % im Vergleich zu 2008 zu reduzieren. Um dies zu erreichen, werden Null-Emissions-Frachtschiffe, die mit Batterien, Wasserstoff oder Ammoniak betrieben werden, die Zukunft des maritimen Transports prägen.

Traditionelle stahlbasierte Schiffe stoßen jedoch an erhebliche Grenzen. Hohes Eigengewicht, häufiger Wartungsbedarf und geringe Effizienz beeinträchtigen ihre Kompatibilität mit neuen Energiesystemen. Hier kommen Verbundwerkstoffe—ermöglicht durch Technologien wie Kompressionsformen, SMC-Formen, BMC-Formen und FRP-Werkzeuge—mit transformativen Vorteilen ins Spiel.

Einschränkungen von Stahl im Null-Emissions-Schiffbau

• Gewicht vs. Reichweite: Ein 2.000-Tonnen-Stahlschiff benötigt Batteriepacks, die 30 % seines Gesamtgewichts ausmachen, nur um 200 Seemeilen abzudecken, was die Ladekapazität drastisch reduziert.
• Korrosion & Wartung: Stahl korrodiert schnell in maritimen Umgebungen und muss alle 2–3 Jahre neu gestrichen werden, was die Lebenszykluskosten und Emissionen erhöht.
• Hydrodynamische Ineffizienz: Geschweißte Stahlrümpfe verursachen 15–20 % höheren Widerstand im Vergleich zu Verbundrümpfen, was die Antriebseffizienz senkt.

Vorteile von Verbundwerkstoffen im Schiffbau

Fortschrittliche Verbundstoffe wie GFK (Glasfaserverstärkte Kunststoffe) und CFK (Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe) bieten unvergleichliche Vorteile:

• Leichtbau-Effizienz: Rumpfgewichtsreduzierungen von bis zu 44 % mit GFK und über 50 % mit CFK, was Reichweite und Ladekapazität direkt verbessert.
• Haltbarkeit: Verbundrümpfe halten 25–30 Jahre, verglichen mit 15–20 Jahren bei Stahl, mit deutlich geringerem Wartungsaufwand.
• Optimierte Hydrodynamik: Formverfahren wie Kompressionsformen und VARTM ermöglichen nahtlose Rümpfe mit reduziertem Widerstand und erhöhter Effizienz.

Anwendungen von Verbundwerkstoffen über den Rumpf hinaus

Verbundwerkstoffe spielen auch eine Schlüsselrolle in Antriebs- und Speichersystemen:

• Batteriegehäuse: CFK-Gehäuse erhöhen die Sicherheit und reduzieren das Gewicht um bis zu 60 %.
• Wasserstoffspeichertanks: Mit CFK umwickelte Zylinder sind 75 % leichter als Stahltanks.
• Ammoniak-Kraftstoffsysteme: Hybride CFK + PTFE-Tanks widerstehen chemischer Korrosion und reduzieren gleichzeitig die Masse.
• Propeller & Decksausrüstung: CFK/GFK-Propeller verbessern die Antriebseffizienz um 12–15 %.

Zukunftsausblick: Auf dem Weg zu IMO 2050

Mit kontinuierlichen Innovationen in Verbundwerkstoffen und Formtechnologien werden die Kosten bis 2030 voraussichtlich erheblich sinken. Dies wird Verbundschiffe zunehmend wettbewerbsfähig gegenüber traditionellen Stahl- oder Aluminiumschiffen machen.

Bis 2030 wird prognostiziert, dass 40 % der Binnenschifffahrt und 25 % der Küstenflotten auf Verbundwerkstoff-basierten Frachtschiffen beruhen. Als führender Anbieter von Verbundformtechnologien verpflichtet sich MDC, globale Schiffbauer bei der Erreichung der IMO-Dekarbonisierungsziele 2050 zu unterstützen.