Nachhaltige, klimaneutrale Kraftstoffe, bei denen die Emissionen auf der Grundlage des gesamten Lebenszyklus berücksichtigt werden, dürften für die Dekarbonisierung der energieintensiven Hochseeschifffahrt mit ihrem hohen Energiebedarf von entscheidender Bedeutung sein. Es wird eine Reihe von Kraftstoffkandidaten befürwortet, darunter flüssige und gasförmige fortschrittliche Biokraftstoffe und Flüssigkeiten, fortschrittliche synthetische erneuerbare Energieträger, grüner Wasserstoff, grünes Ammoniak und grünes Methanol. Die Technologien zur Energieumwandlung für diese Kraftstoffe, einschließlich neuartiger Verbrennungsmotoren und Brennstoffzellen, werden zwar im Rahmen laufender Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erforscht, doch liegt die Leistungsabgabe in den meisten Fällen weit unter dem Bedarf für eine primäre Energiequelle, die für die kommerzielle Schifffahrt nutzbar ist, und die Systeme reagieren nach wie vor sehr empfindlich auf Kraftstoffverunreinigungen, während hochreine Kraftstoffe für den Transport auf dem Wasser nicht immer gewährleistet werden können. Große Unsicherheiten in Bezug auf die Betriebs- und Kapitalkosten sind ebenfalls ein Hindernis für die Einführung innovativer Technologien auf dem Markt.

Um eine breite Anwendung zu finden, müssen neue Energieumwandlungstechnologien technisch und wirtschaftlich für die Integration an Bord von Schiffen geeignet sein. Sie müssen in der Lage sein, Folgendes zu liefern

• hohe Leistungen über längere Zeiträume,
• eine Leistungsdichte, die für den Einbau in die Schiffsstruktur akzeptabel ist,
• einen hohen Wirkungsgrad, ohne die Luftschadstoffe zu erhöhen.

Es sind Fortschritte erforderlich, die über den Stand der Technik hinausgehen. Zur Erleichterung der Skalierbarkeit sollte die entwickelte Energieumwandlungstechnologie robust gegenüber den typischen Kraftstoffqualitäten sein, die im Schiffsverkehr zu erwarten sind, sowie gegenüber potenziellen Verunreinigungen, die beim Mischen verschiedener Kraftstoffe entstehen, und gleichzeitig eine dauerhafte und zuverlässige Energieabgabe bei geringerer Luftverschmutzung gewährleisten. Energieumwandlungstechnologien müssen auch bei variablem Energiebedarf, wie er auf typischen Seewegen und bei Schiffsmanövern auftritt, robust sein.

Das Thema ist offen für alle potenziell nachhaltigen, klimaneutralen Kraftstoffe und alle Energieumwandlungstechnologien, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Verbrennungsmotoren, Turbinen und Brennstoffzellen.

Von den Projekten wird erwartet, dass sie über den Stand der Technik hinausgehen und alle folgenden Aspekte berücksichtigen:

• Entwicklung und Validierung von Energieumwandlungstechnologien für nachhaltige, alternative und klimaneutrale Kraftstoffe in einem Labor oder einer entsprechenden Umgebung. Der Umfang sollte Schiffskonfigurationen, Leistungssimulationen und Szenarienvergleiche umfassen, um die Nutzung eines oder mehrerer Kraftstoffe an Bord der Schiffe zu ermöglichen;
• Validierung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Brennstoffverunreinigungen, die vom Energiesystem akzeptiert werden, und der Bewältigung des variablen Energiebedarfs in einer relevanten Umgebung;
• Potenzielle Brennstoffmischungen und -kombinationen sollten als Lösungen zur Erreichung der erforderlichen Energieumwandlungsleistung in Betracht gezogen werden, wobei Folgendes zu berücksichtigen ist: eine etwaige Steigerung der Gesamtenergieleistung (oder sogar eine Verringerung) im Vergleich zu den derzeitigen Brennstoffen, möglichst niedrige Lärm- und Luftschadstoffemissionen (SOx, NOx, CO, PM, Ammoniakschlupf, Stickoxide) und möglichst niedrige Treibhausgasemissionen im Wachzustand.
• Darüber hinaus sollten Sicherheits-KPIs für die Verwendung des betreffenden Kraftstoffs, insbesondere bei der Verwendung von grünem Ammoniak und Methanol, entwickelt und überprüft werden.
• Die Projekte sollten eine Risiko- und Vorhersagebewertung der Lebensdauer des Energieumwandlungs- und Kraftstoffsystems, der Lebenszykluskosten während der gesamten Lebensdauer des Schiffes, des Wartungsplans sowie der Lebenszykluskosten und der Treibhausgasemissionen auf der Grundlage einer Well-to-Wake-Bewertung vornehmen.
• Entwicklung eines realistischen Konzepts für den breiteren Einsatz von Energieumwandlungstechnologien in der Schifffahrt

Gegebenenfalls Planung von Synergien mit den Aktivitäten der ko-programmierten Partnerschaft "Batterien" und des gemeinsamen Unternehmens "Sauberer Wasserstoff" (Clean Hydrogen Joint Undertaking).

Dieses Thema dient der Umsetzung der ko-programmierten Europäischen Partnerschaft "Zero Emission Waterborne Transport" (ZEWT). Daher wird von Projekten, die aus diesem Thema hervorgehen, erwartet, dass sie der Europäischen Partnerschaft "Zero Emission Waterborne Transport" (ZEWT) über die Ergebnisse berichten, um die Überwachung ihrer KPIs zu unterstützen.

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• Schaffung der Grundlage für den Einsatz von Energieumwandlungstechnologien für nachhaltige, alternative und klimaneutrale Kraftstoffe an Bord von Schiffen bis 2030;
• Validierung der technischen Machbarkeit des Einsatzes innovativer Energieumwandlungstechnologien für nachhaltige, alternative, klimaneutrale Kraftstoffe in der Schifffahrt;
• Nachweis der Skalierbarkeit auf Leistungen von deutlich über 3 MW mit akzeptabler Leistungsdichte und hohem Wirkungsgrad; Validierung des Erreichens der folgenden zusätzlichen KPIs: Leistungsdichte von mindestens 5 kW/m3 (bezieht sich auf die Leistungsdichte des Energiewandlers, d. h. ohne Speicherung von Kraftstoff oder flüssigen Elektrolyten); Gesamtenergieeffizienz des Systems von mindestens 45 %, einschließlich aller erforderlichen Zusatzeinrichtungen, bei kohlenstofffreiem oder klimaneutralem Betrieb, gewichtet nach dem MARPOL-Anhang VI-Zyklus E2 oder E3;
• Unterstützung der Entwicklung von Vorschriften im Rahmen der EU und der IMO;
• Nachweis der Sicherheit der vorgeschlagenen Lösungen durch überprüfbare KPIs für den Einsatz des betreffenden Brennstoff- und Energieumwandlungssystems;
• Validierung der Widerstandsfähigkeit des Stromversorgungssystems gegenüber möglichen Brennstoffverunreinigungen und der Variabilität der vom Schiff benötigten Leistung;
• Entwicklung eines realistischen Konzepts für den breiteren Einsatz von Energieumwandlungstechnologien im Schiffsverkehr (z. B. Langstrecken-, Binnen-, Kreuzfahrt-, Fähr-, Kurzstrecken- und Offshoreverkehr);
• Risikobewertung des Energieumwandlungssystems im Hinblick auf Lebensdauer, Wartungsplan und Lebenszykluskosten sowie Treibhausgasemissionen im Lebenszyklus;
• gegebenenfalls Kohärenz mit den Aktivitäten der ko-programmierten Partnerschaft "Batterien" und des gemeinsamen Unternehmens "Sauberer Wasserstoff".

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