HTWG-Student entwickelt neues Heatmanagement-System für Konstanzer Fährschiffe

Wo ist der größte Energieverbrauch der Stadtwerke-Fähren? Und wie kann die Energieeffizienz verbessert werden? „Wir haben bei internen Analysen der Brennstoffverbräuche festgestellt, dass hier Optimierungspotenzial besteht und daraufhin nach einem Werkstudenten gesucht, der sich konkret um dieses Thema kümmert“, sagt Daniel Buchberger vom Fährebetrieb der Stadtwerke Konstanz. Dominik Czopiak, der Elektro- und Informationstechnik (EIB) an der HTWG Konstanz studierte, war dafür genau der richtige.

Schnell war klar, dass er sich mit dem Thema Heizung befassen würde: Etwa fünf Prozent des Dieselverbrauchs des Fährschiffs „Lodi“ gehen auf die Heizung zurück – das sind 20.000 bis 30.000 Liter pro Jahr. „Die Heizungsanlage der ‚Lodi‘ wird mit Diesel betrieben und zudem muss auch noch elektrische Energie aufgewendet werden, um die Antriebsmotoren vorzuwärmen.“ Hier setzt Dominik Czopiak an: Mithilfe eines Heatmanagement-Systems soll der Einsatz von Treibstoff für die Heizung möglichst gering gehalten werden.

Was wird beheizt?

Zunächst einmal muss man verstehen, dass es auf der „Lodi“ zwei Arten zu Heizen gibt: Ein Heizöl-Brenner erwärmt das Heizungswasser für die Räume (beispielsweise den Fahrgastraum) und eine elektrische Motor-Vorwärmung wärmt die Antriebsmaschinen, wenn diese außer Betrieb sind. Denn die Motoren mögen es nicht, kalt zu sein, erklärt der 26-Jährige: „Erst bei 40, besser noch 47 °C fühlen sich die Motoren wohl.“ Wohlfühlen heißt in diesem Fall, dass möglichst wenig Verschleiß an den viel beanspruchten Motoren auftritt. Gleichzeitig gibt es einen weiteren Faktor, der bisher nicht genutzt wurde: Die Abwärme der Antriebsmaschinen. So soll das Heatmanagement-System diese verschiedenen Wärmequellen und -senken miteinander in Einklang bringen. Hierfür hat Dominik Czopiak einen Schaltschrank geplant, gebaut, programmiert und eingebaut. Viel Unterstützung hat er vonseiten der Fähre-Werkstatt und auch dem Fahrpersonal bekommen: „Dafür bin ich sehr dankbar, ich habe gespürt , dass da ein Vertrauen da ist.“

Jährlich können bis zu 46 Tonnen CO2 eingespart werden

Die Inbetriebnahme war aufregend: Der Student war sogar nachts da, um nachzusehen, ob alles funktioniert – schließlich war die „Lodi“ ganz regulär im Betrieb. „Das hat natürlich einen gewissen Druck erzeugt, was aber auch gut war“, berichtet Dominik Czopiak. Mittlerweile verrichtet das neue Heatmanagement-System bereits seinen Dienst. Nach ersten Einschätzungen reduziert sich der Brennstoffverbrauch für die Heizung um rund 15.000 Liter pro Jahr – dies entspricht einer jährlichen Ersparnis von rund 46 Tonnen CO2 (berechnet mit dem Emissionskoeffizient 3,055 kg CO2 pro Liter Diesel). Wichtig ist es Dominik Czopiak zu betonen, dass er hier das Rad nicht neu erfunden hat: „Das ist keine Raketentechnik. Der Wärmetauscher und die Pumpe waren bereits da – ich setze sie jetzt gezielt ein.“ Christoph Witte, technischer Leiter der Stadtwerke-Fähren, ist vom Projekt begeistert: „Die Erkenntnisse von Dominik Czopiaks Bachelorarbeit werden von uns weiter genutzt und umgesetzt. Die Arbeit zeigt, wie im Kleinen durch geschickten Energieeinsatz viel eingespart werden kann.“ Durch das Heatmanagementsystem und zusätzliche Maßnahmen – beispielsweise einen Wärmespeicher – könnte der Dieselbedarf für das Beheizen der Fährschiffe womöglich komplett eliminiert werden. Ziel ist, dass das Heatmanagement-System auch auf den anderen Fährschiffen eingesetzt wird.

Dieser Text ist im Original erschienen auf der Webseite der Stadtwerke Konstanz

Foto: Stadtwerke Konstanz