Azipod-Antrieb C2, Bild: ABB

Seit seiner Markteinführung durch ABB im Jahr 1987 entwickelte sich das elektrische Antriebssystem Azipod zum bevorzugten Antriebssystem für viele Schiffstypen. Bild: ABB

Schon 1955 wurde das Prinzip des Pod-Antriebs, also der Propellergondel, erfunden und patentiert. Allerdings waren F.W. Pleuger und Friedric Busmann ihrer Zeit weit voraus. Der Pod-Antrieb für Schiffe kann rein mechanisch oder elektrisch angetrieben werden.

Bei der rein mechanischen Variante befindet sich im Schiffskörper ein Dieselmotor, der über ein mechanisches Getriebe auf die in der Gondel befindliche Propellerwelle wirkt. Bei der elektrischen Variante gibt es ebenfalls die mechanische Übertragung von einem elektrischen Antriebsmotor im Schiffskörper oder den in die Gondel integrierten Elektromotor mit direkter Verkopplung der Propellerwelle.

In beiden Fällen wird die elektrische Energie meist von einem Dieselmotor mit nachgeschaltetem Generator erzeugt. Die Lage des Diesel- und Generator-Aggregats ist dabei unabhängig von der Position der Propellergondel. Der Pod übernimmt sowohl die Antriebs- als auch die Steuerungsfunktion von Schiffen.

Der Pod revolutioniert den Schiffsantrieb

In den 1980er-Jahren hielt der Antrieb schließlich in die Schifffahrt Einzug und revolutionierte den Schiffsantrieb. Das von ABB unter dem Namen Azipod in den Markt gebrachte elektrische Antriebssystem zum Beispiel wird in einer stromlinienförmigen, lenkbaren Gondel unterhalb des Schiffes angebracht und treibt direkt mit der Motorwelle einen Festpropeller an.

Schnell wurden Pod-Antriebe Standard bei Eisbrechern und Luxuskreuzfahrtschiffen. Denn im Vergleich zu konventionellen Antriebssystemen mit starren Wellen verbrauchen derartige Systeme zehn bis 15 Prozent weniger Treibstoff. Dadurch spart ein typisches Kreuzfahrtschiff 500.000 Euro an Kraftstoff im Jahr und senkt den CO2-Ausstoß um 5.000 Tonnen. Zudem sind die diesel-elektrischen Antriebe sehr viel leiser, kompakter und ermöglichen den Schiffsbauern, die Maschinenräume effizienter zu nutzen.

Anteil elektrischer Schiffe hat zugenommen

Zeichnung Pod-Antrieb, Bild: Wikimedia.org
Das Prinzip der Pod-Antriebe wurde bereits 1955 von F. W. Pleuger und Friedrich Busmann als Weiterentwicklung des Aktivruders erfunden und patentiert. Bild: Wikimedia.org

Laut Clarkson‘s Research, dem renommierten Marktforschungsinstitut im Schifffahrtswesen, hat der Anteil von elektrisch angetriebenen Schiffen im letzten Jahrzehnt um zwölf Prozent jährlich zugenommen und ist damit dreimal schneller gewachsen als die weltweite Gesamtflotte.

Neben der „Celebrity Equinox“, dem größten bislang in Deutschland gebauten Kreuzfahrtschiff, das im Juni 2009 bei der Meyer Werft in Papenburg gebaut wurde, fährt auch der im Dezember 2009 in Dienst gestellte, derzeit weltgrößte Luxusliner der Welt, die „Oasis of the Seas“, mit energieeffizienter Energie-, Antriebs- und Automatisierungstechnik von ABB. Hängen normalerweise zwei der um 360 Grad drehbaren Propeller unter dem Heck moderner Kreuzfahrtschiffe, wird der 220.000 Tonnen schwere High-Tech-Koloss von drei Azipods mit einer Leistung von je 20 Megawatt angetrieben

Weiterentwicklung der Propellergondel

2010 stellte das Unternehmen ABB die neueste Generation des Azipods vor – den Azipod XO. Dieser verband nun eine Leistung von 4,5 bis 25 MW mit einem Open Water Design. Durch das neue Design ist der Antrieb hydrodynamischer und verbraucht weniger Treibstoff.

Außerdem wurde die hydraulische Lenkung komplett von einem elektrischen System ersetzt; jeder der vier Elektromotoren kann parallel angesteuert werden. Der Antrieb kann außerdem leichter installiert werden, ist effizienter, wartungsarmer und leiser.

2015 folgte schließlich das neueste Modell Azipod D. Damit erweiterte ABB den Einsatzgebiet der Antriebe: Von Kreuzfahrtschiffen, Eisbrechern, eisgängige Frachtschiffen und Offshore-Anlagen bis zu Offshore-Bohrinseln, Konstruktions-, Versorgungs- oder Fährschiffen.

Durch den diesel-elektrischen Antrieb sollen Schiffe bis zu 25 Prozent weniger installierte Antriebsleistung benötigen, da das neue Hybrid-Kühlsystem die Leistung des Elektromotors um bis zu 45 Prozent steigert. Die Antriebsleistung deckt einen Bereich von 1,6 bis sieben Megawatt pro Einheit ab.

Im Eisbrecher Baltika ging das System erstmals auf See. Das Mehrzweckschiff ist auch für Forschungszwecke, Rettungseinsätze und die Bekämpfung von Ölverschmutzung geeignet und erzeugt einen Kanal von bis zu 50 Metern Breite. Aufgrund der Pod-Antriebe benötigte das Schiff nur die Hälfte der Antriebsleistung, um das gleiche Ergebnis wie andere Eisbrecher zu erzielen und führte Manöver aus, die für andere Schiffe unmöglich sind. Damit der Krebsgang funktioniert, hat das Schiff drei Propellergondeln, die sich horizontal drehen und gleichzeitig als Ruder fungieren.

Kostbare Antriebe

Die diesel-elektrischen Antriebe sind aber nicht gerade billig, weswegen sie bei bestimmten Schiffstypen kaum eingesetzt werden. So haben heute fast alle neuen Kreuzfahrtschiffe vibrationsarme, elektrische Antriebe, während Frachtschiffe nach wie vor hauptsächlich mit dieselmechanischen Antrieben laufen. In diesem Fall treiben separate Hilfsaggregate Generatoren an, mit denen an Bord benötigter Strom erzeugt wird.

Bei einigen Frachtern könne sich eine Propellergondel aber lohnen: Etwa wenn Schiffe vom Bug her für die Fahrt auf offenem Meer designt sind und sich rückwärts mit einem entsprechend geformten Heck ohne die Hilfe eines Eisbrechers durchs Eis bewegen. Die Propeller der Pod-Antriebe könnten das Eis zerkleinern und Schollen unter den Rumpf ziehen.

Blick über den Tellerrand

Pod-Antriebe im Einsatz

Die „Oasis of the Seas“ der Reederei Royal Caribbean, zurzeit das größte Kreuzfahrtschiff der Welt, fasst mehr als 7500 Passagiere und Besatzungsmitglieder und ist das erste Schiff dieser Art, das mit drei Azipod-Einheiten ausgerüstet wurde. Die dritte Einheit gewährleistet die zusätzliche Leistung, die ein solcher Gigaliner benötigt.

Die Bohai-Eisenbahnfähre verbindet die chinesischen Städte Dalian und Yantai über den Golf von Bohai und über eine Entfernung von 185 Kilometern. Die Fähre wurde 2007 in Betrieb genommen. ABB lieferte Azipods und Energiesysteme für drei neue Fähren, die jeweils 50 Güterwaggons sowie Lastwagen, Autos und 400 Passagiere befördern können. Laut Bohai Train Ferry verbrauchen die Fähren 25 Prozent weniger Energie als konventionelle Ro-Ro-Schiffe.

Die beiden größten und schnellsten RoPax-Fähren (Ro-Ro-Schiffe mit Passagierkabinen) in Japan waren die ersten Schiffe der Welt, die mit einem ABB-Azipod-Antriebssystem mit gegenläufig rotierenden Propellern ausgerüstet wurden. Nach dem Stapellauf im Jahr 2004 haben die Fähren zum Beispiel den Treibstoffverbrauch gegenüber den Vorgängerschiffen um 20 Prozent gesenkt. Außerdem sind die Fähren der Reederei Shin Nihonkai Ferry schneller als ihre Vorgänger und können im Verhältnis zu ihrer Größe 15 Prozent mehr Fracht befördern.