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Umweltschädlicher Seeverkehr: Grünere Schiffe dank vieler Maßnahmen

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Umweltschädlicher Seeverkehr: Grünere Schiffe dank vieler Maßnahmen
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Schiffe auf See stoßen mehr CO2 aus als ein gesamtes Land wie Deutschland. Ohne technologische Innovationen und Effizienzsteigerungen könnte der wachsende Seeverkehr seinen ökologischen Fußabdruck in den kommenden Jahrzehnten mehr als verdoppeln. Europa ist auf dem Weg bis 2050 der erste klimaneutrale Kontinent zu werden. Kann seine Schifffahrtsindustrie dieses Versprechen einlösen? Thema dieser Ocean-Folge.

Schädliche Schiffsemissionen

Schiffsemissionen sind schädlich. Mit neuen Technologien stellt man sich dieser Herausforderung. Von einer Beobachtungsstelle aus in der Nähe des Hamburger Hafens inspizieren Lotsen mit einer speziell ausgerüsteten Drohne schwere Schiffe. In der Abgasfahne hinter dem Schornstein nimmt die Drohne Emissionsproben. Diese neue Inspektionsmethode wird von den Küstenbehörden mehrerer EU-Länder immer häufiger eingesetzt, um die schlimmsten Verschmutzer aufzuspüren.

"Eine Drohne ist ideal für Orte wie diesen, wo man sich sehr nahe am Ufer befindet", sagt Jon Knudsen, Jon Knudsen, Chemieingenieur, Geschäftsführer/CTO, Explizit. "Man kann sie einfach in die Abgasfahne des Schiffes dirigieren und die richtige Stelle für die Probenahme finden. Sie liefert Informationen, welche Art von Kraftstoff die Schiffe verbrennen."

Den Treibstoff zu identifizieren, ist wichtig. Jüngste europäische und internationale Vorschriften verbieten Brennstoffe mit hohem Schwefelgehalt, die mehrere tausendmal schädlicher für die menschlichen Atemwege sind als Lkw-Diesel.

Forscher des europäischen Projekts SCIPPER vergleichen eine Reihe innovativer Techniken zur Messung der Umweltverschmutzung - von Drohnen und Küstensensoren der nächsten Generation bis hin zu Weltraumsatelliten. Sie wollen sicherstellen, dass alle Instrumente genaue und zuverlässige Hinweise liefern, auf die sich die Inspektoren verlassen können, um die vollständige Einhaltung der neuen Vorschriften durchzusetzen.

Prof. Leonidas Ntziachristos von der Aristoteles-Universität Thessaloniki und SCIPPER-Projektkoordinator meint:

"Im Idealfall sollten wir über mehrere etablierte Techniken verfügen und dann in allen größeren Häfen in Europa, aber auch in der Welt, Überwachungsstationen wie diese installieren, um sicherzustellen, dass alle Schiffe mit dem Treibstoff betrieben werden, mit dem sie arbeiten sollen, und dass ihre Motoren kalibriert sind und auf dem vorgeschriebenen Emissionsniveau arbeiten."

Stationäre Gas- und Partikel-Sensoren, die entlang der Küsten und auf Brücken installiert sind, überwachen den Schiffsverkehr rund um die Uhr und identifizieren verschiedene Schadstoffarten, die vorbeifahrende Schiffe ausstoßen.

Die Luftqualität verbessert sich dank der Maßnahmen Europas. 2015 hat die EU die Schwefelemissionen in der Ost- und Nordsee streng begrenzt.

Johan Mellqvist, Professor für optische Fernerkundung, Technische Universität Chalmers, erzählt: "Die große Frage war: Würden die Menschen diese Regeln befolgen? Denn wenn man sich nicht daran hält, kann man eine Menge Geld verdienen. Wir haben eine allmähliche Verbesserung festgestellt. Hier an der Elbe zum Beispiel sind es vielleicht nur ein Prozent, die das Limit überschreiten, oder vielleicht weniger. Das sehen wir auch an der Ostsee. Das ist ein sehr gutes Ergebnis."

Seeverkehr: ein drängendes Klimaproblem

Mit weniger Schwefeloxiden in der Luft können die Küstenbewohner aufatmen. Doch der Seeverkehr bleibt ein drängendes Klimaproblem und verursacht 2 bis 3 Prozent der gesamten CO2-Emissionen. Wenn sich nichts ändert, kann das prognostizierte Wachstum der Schifffahrt seinen ökologischen Fußabdruck bis 2050 verdreifachen.

"Um die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen, muss die Schifffahrt viel sauberer werden", sagt euronews-Reporter Denis Loctier. "Es muss sich viel ändern in der Art und Weise, wie Schiffe konstruiert und gebaut, betankt und betrieben werden und wie sie mit Häfen zusammen arbeiten. Aus Belgien ist uns Jaap Gebraad zugeschaltet, geschäftsführender Direktor von 'Waterborne', der europäischen Forschungs- und Innovationsplattform für die Schifffahrtsindustrie. Es gibt einige Fortschritte bei den Schwefelemissionen mit saubereren Schiffskraftstoffen. Aber wie sieht es mit den Klimaauswirkungen der Schifffahrt aus: Ist es möglich, dass Schiffe weniger CO2 und andere Treibhausgase produzieren?"

Jaap Gebraad, geschäftsführender Direktor von Waterborne, antwortet: "Es ist technisch durchaus möglich, weniger Treibhausgasemissionen, aber auch weniger Luft- bzw. Wasser-Verschmutzung und Lärm zu produzieren - aber wir arbeiten auch an Lösungen, die wirtschaftlich tragfähig sind. Ein Beispiel, das viel Aufmerksamkeit erregt, sind Elektro-Fähren, weil sie Passagiere transportieren. Aber wir haben noch einen langen Weg vor uns, bis alle Arten von Schiffen emissionsfrei fahren werden."

Euronews: "Sie sind mit verschiedenen europäischen Akteuren in diesem Sektor in Kontakt. Gibt es einen Konsens darüber, auf welche Technologien man sich konzentrieren sollte, um den Seeverkehr umweltfreundlicher zu gestalten?"

Jaap Gebraad: "Es besteht Einigkeit darüber, dass der Schiffsverkehr emissionsfrei werden muss. Technisch kompliziert dabei sind die verschiedenen Schiffsarten. Bei einigen Segmenten, insbesondere im Kurzstreckenverkehr, könnte der Elektrobetrieb eine Lösung sein. Aber für den Transport über größere Entfernungen geht es beispielsweise um umweltfreundlichen Wasserstoff, umweltfreundlichen Ammoniak, aber auch um windunterstützte Antriebe. Letztendlich braucht man also ein Flickenteppich von Maßnahmen, um bis spätestens 2050 einen emissionsfreien Verkehr auf dem Wasser zu erreichen."

Innovative Maßnahmen wie die Rotorsegeltechnik

Windunterstützter Antrieb klingt vielleicht nicht nach einer besonders neuen Idee für einen Schiffsantrieb: Aber diese Fähre auf der Route Turku-Stockholm verwendet eine Spitzentechnologie, die aufgrund der leichten Verbundwerkstoffe kommerziell nutzbar ist. Der sich drehende Zylinder - ein "Rotorsegel" - treibt das Schiff an.

Tuomas Riski, Geschäftsführer & Partner von Norsepower, erklärt: "Es sieht zwar nicht danach aus, aber das ist ein mechanisches Segel. Es treibt das Schiff bei günstigen Windverhältnissen vorwärts und reduziert die Belastung der Hauptmaschine, den Treibstoffverbrauch und die Emissionen. Die Physik basiert auf dem sogenannten Magnus-Effekt. Wir drehen den Zylinder mit einem internen Elektromotor, die Strömungsgeschwindigkeit um den Zylinder ist auf einer Seite größer und verursacht einen Druckunterschied, die das Schiff vorwärts schiebt."

Die "Viking Grace" ist das erste Hybridschiff mit LNG/Wind-Antrieb. Das Fährschiff reduziert seine Emissionen durch verschiedene Maßnahmen: Als eines der ersten Schiffe der Region fährt man mit verflüssigtem Erdgas (LNG). Die Reiseroute und der Energieverbrauch an Bord wurden optimiert, um weniger Treibstoff zu verbrauchen. Die Rotorsegeltechnik ist noch im Testbetrieb, so Magnus Thörnroos, Kapitän der MS Viking Grace:

"Der größte Vorteil ist natürlich, dass wir Treibstoff sparen und Emissionen minimieren - das ist unser Ziel. Es funktioniert. Zwar kann ich nicht sagen, wie viel wir einsparen, da wir noch in der Evaluierungs- und Testphase sind. Aber meiner Meinung nach werden das zwischen 2 und 5 Prozent sein."

Die finnische Firma Norsepower will Rotorsegel nach dem Flettnerprinzip in der Schifffahrt verbreiten. Bisher wurden vier Schiffe damit ausgestattet, zwei weitere sind in Arbeit.

"Unser Ziel ist es, bis zu 30.000 Schiffe weltweit mit dieser Technologie auszustatten: Unabhängige Berichte besagen, dass man die Gesamtemissionen des weltweiten Schiffsverkehrs um fast 10 Prozent reduzieren könnte, wenn man nur diese eine Technologie einsetzt", so Tuomas Riski.

Weitere Maßnahmen, um Zeit zu sparen

Ein weiteres Beispiel dafür, wie neue Technologien die Luftqualität in nahe gelegenen Wohngebieten verbessern können, ist das Heimatterminal der "Viking Grace", der Hafen von Turku. Hier werden alle Lastwagen automatisch gescannt, sodass die Fähre schneller beladen werden kann. Gerade wird auch - unterstützt mit europäischen Mitteln - ein neues automatisches Vertäuungssystem - installiert. Es soll bei jedem An- und Ablegen der Fähre Zeit sparen.

Markku Alahäme, technischer Direktor des Hafens von Turku: "Spart man hier im Hafen Zeit, braucht man auch keine höhere Geschwindigkeit in der Fahrrinne. Reduziert man die Geschwindigkeit, reduziert man auch die Emissionen."

Ein Strategie-Entwurf der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation verpflichtet den globalen Schifffahrtssektor, seine Treibhausgasemissionen bis 2050 zu halbieren. Neue Technologien und Effizienzsteigerungen bringen die Branche diesem Ziel näher.