Seeschifffahrt 12.03.2010, 19:45 Uhr

„Schiffe der Zukunft werden Gas oder leichten Diesel tanken”

Die „Pötte“ auf großer Fahrt blasen so viel CO2 in die Atmosphäre wie der gesamte afrikanische Kontinent, verursachen etwa ein Zehntel der globalen Stickoxid(NOX)-Emissionen und gelten als Großemittenten von Schwefeldioxid und Rußpartikeln. Mit Dr. Stefan Spindler, Vorstand von MAN Diesel, sprachen die VDI nachrichten über Konzepte für eine umweltfreundlichere Schifffahrt. Denn mit verschärften Abgasnormen und schwefelarmem Kraftstoff soll dies in diesem Jahrzehnt geändert werden.

Spindler: Die International Maritime Organisation (IMO), in der alle Flaggenstaaten vertreten sind, hat sich auf ein stufenweises Absenken der Abgasgrenzwerte festlegt. Ab 2011 muss der Ausstoß von Stickoxiden (NOX) um 20 % runter, ab 2016 sogar um 80 %. Zudem ist eine drastische Senkung des Schwefelanteils im Kraftstoff beschlossen. Ab 2020 sind in Küstennähe nur noch 0,1 % und auf offener See 0,5 % erlaubt. Im Augenblick liegen wir bei 4,5 % …

2020 ist lange hin …

… die Mineralölbranche braucht Zeit für den Umbruch. Dank besserer Cracker fällt in Raffinerien immer weniger Schweröl an. Noch ist die Roadmap nicht klar. Entweder kommen Blends aus Schweröl und schwefelarmem Kraftstoff. Oder das Schweröl muss entschwefelt werden. Doch es ist fraglich, ob sich die dafür fälligen Investitionen rechnen.

Wie werden sich die unterschiedlichen Schwefelniveaus auswirken? Stinker auf den Ozeanen, saubere Schiffe im Verteilerverkehr? Getrennte Kraftstoffsysteme an Bord?

Stinker sind spätestens 2020 Vergangenheit. In küstennahen Kontrollzonen greift schon ab 2016 der Höchstwert von 0,1 % Schwefel. Damit geht auch der Partikelausstoß zurück. Welche Technik das Rennen macht, muss sich zeigen. Zweistoffsysteme mit Diesel in Küstennähe und Schweröl auf offener See sind eine Option. Eine Abkehr vom Schweröl oder Schwefelwäscher an Bord sind ebenfalls denkbar.

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Und welcher Kraftstoff kommt statt Schweröl in Betracht?

Flüssiggas.

Ist das in diesem preissensiblen Markt wirklich eine Option?

Wir bewerten die Kostenfrage positiv. Flüssiggas liegt im Preis zwischen Schweröl und Diesel. Aber Schweröl in seiner heutigen Zusammensetzung ist wie gesagt ein Auslaufmodell. Und mit Gas wäre die Emissionsproblematik deutlich entschärft.

Laufen schwere Schiffsdieselmotoren denn so einfach mit Gas?

Die Umrüstung ist unproblematisch. Doch natürlich braucht es entsprechende Kühlinfrastruktur an Bord und neue Betankungsanlagen in den Häfen. Von heute auf morgen geht es nicht. Im stationären Bereich haben wir aber schon viele Motoren umgerüstet.

Im stationären Bereich verkaufen Sie vor allem Dieselkraftwerke. Ist die Technik noch zeitgemäß?

Selbstverständlich! Dieselmotoren erreichen ohne Zusatzmaßnahmen 45 % Wirkungsgrad und mehr. Gekoppelt mit einer Dampfturbine, die Abwärme nutzt, erreichen sie 50 %. Um solche Wirkungsgrade ringen andere Kraftwerksbauer vergeblich. Obendrein sind Dieselkraftwerke wartungsarm, schnell zu bauen und flexibel. Über Generatormodule können sie unterschiedlichste Lastanforderungen abdecken – bei Teillast laufen einfach weniger Motoren.

Aber wie sieht es auf der Emissionsseite aus?

Abgasnachbehandlung mit „SCR“-Katalysatoren, Partikelfiltern und Schwefelabscheidern ist Stand der Technik. Betreiber können flexibel auf lokale umweltpolitische Vorgaben reagieren.

Bleibt der CO2-Ausstoß. Ihre Konkurrenten in der dezentralen Energieversorgung heißen Windkraft und Solarenergie …

Wir können mit alternativen Kraftstoffen arbeiten. Mit Biokraftstoffen oder Biogas sind wir fast CO2-neutral. Schon mit Erdgas sinkt der CO2-Ausstoß gegenüber Diesel um ein Fünftel. Wir sehen große Marktchancen für Gasmotorenkraftwerke – auch in Industrieländern …

… und an welche Größenordnungen denken Sie dabei?

Von 20 MW bis etwa 300 MW. Nach oben sind aber eigentlich keine Grenzen gesetzt. Kunden haben unter anderem den Vorteil, zwischen Gas- und Dieselbetrieb umschalten zu können. Das funktioniert auch auf Schiffen. Es ist vor allem eine Frage der Steuerungstechnik, ob sie den Motor mit Schweröl, Diesel oder Gas betreiben.

Diese Wahlmöglichkeit birgt natürlich die Gefahr, dass Kapitäne aus Kostengründen auf das Umschalten verzichten. Wie wird kontrolliert?

Die IMO (Red.: International Maritime Organization, London) richtet Emissionskontrollbereiche in unterschiedlichen küstennahen Zonen ein, unter anderem auch in der Nord- und Ostsee, deren Kontrolle von den staatlichen Hafenbehörden übernommen werden.

Gibt es On-Board-Diagnosesysteme, anhand derer Kontrolleure nachvollziehen können, womit ein Schiff die letzten Kilometer gefahren ist?

Die Spezifikationen des Kraftstoffs werden dokumentiert und müssen bei Kontrollen vorgezeigt werden. Darüber hinaus gibt es aber noch keine flächendeckenden Kontrollmechanismen. Wir müssen als Hersteller unsere Bemühungen intensivieren, die Kontrollen sinnvoll zu unterstützen. Eine On-Board-Diagnose mit einer Art Fahrtenschreiber wäre sicher sinnvoll.

Solche Systeme sind auf der Straße gang und gäbe. Tauschen sie sich mit den Kollegen der MAN-Nutzfahrzeugsparte aus?

Wir sind regelmäßig im Gespräch. Die Lkw-Sparte hat wegen der strengeren Abgasgesetze vieles zu bieten, was auch uns voran bringt.

Inwieweit können Sie die Abgasgrenzen bei Schiffen innermotorisch lösen?

Die Grenzwerte im Schiffsverkehr bis zur „IMO-Tier II“-Stufe in 2011 und heutige Abgaslimits für Kraftwerke erfüllen wir innermotorisch. Doch mache Kunden wollen schon heute mehr. Für sie setzen wir bereits Abgasnachbehandlungssysteme ein.

Kommen solche Sonderwünsche von Reedern?

Ja. Teils aus Imagegründen. Teils fordern es auch die Häfen. Gerade in Skandinavien gibt es Bonus-Malus-Systeme, die abgasarmen Schiffen deutliche Preisnachlässe gewähren.

Nationale Regierungen können also auch abseits der IMO saubere Technik fördern …

… weil sie regional einen Anfang machen wollen. Uns helfen solche Initiativen, umweltfreundliche Technik zu vermarkten, beispielsweise indem wir vor der Kraftstoffeinspritzung Wasser zuführen. Dadurch sinkt der NOX-Ausstoß um 20 %. Die Technik ist heute verfügbar …

… und wie sieht das umweltfreundliche Schiff der Zukunft aus?

Es tankt leichte Kraftstoffe, Abgase werden gereinigt und die Wirkungsgrade des Antriebs sind durch bessere Abstimmung von Rumpfform und Propellern optimiert. Hybridantriebe werden auf Schiffen ebenfalls eine Rolle spielen. Moderne Kreuzfahrtschiffe haben vier bis fünf Motoren, die je nach Bedarf zu- und abgeschaltet werden. Über ein dieselelektrisches System gewährleisten sie sowohl den Antrieb als auch die Energieversorgung an Bord.

Ist das denn bezahlbar?

In der Anschaffung sind solche Systeme teurer. Aber die höhere Flexibilität im Betrieb wiegt die Mehrkosten auf. Und sie können den Antriebsstrang aufgrund der mechanischen Entkopplung viel freier anordnen. Zusätzlich können sie die Abwärme über Dampfturbinen nutzen.

Wie bewerten sie Segel oder Windrotoren als Antriebsunterstützung?

Auf kleineren, langsamen Schiffen machen sie Sinn. Aber bei Containerschiffen, die heute mit 25  kn (Red.: 46,3 km/h) fahren, bringen sie keinen zusätzlichen Vortrieb. Interessanter ist Leichtbau. Leichte Schiffe erlauben mehr Zuladung und kommen schneller voran.

Wie bewerten Reeder das Konzept?

Die Diskussion kommt in Gang. Wir unterstützen sie, indem wir technische Potenziale aufzeigen. Es stößt natürlich auf Interesse, wenn der CO2-Ausstoß kleinerer Schiffe bei gleichbleibender Performance um 40 % sinkt.

Wie stark sinken denn der Verbrauch und damit die CO2-Emission, wenn die Containerschiffe nicht mit 25 kn über die Ozeane rasen?

Da die Geschwindigkeit eine zentrale Stellschraube ist, steigt mit zunehmendem Tempo der Verbrauch exponentiell an: Mit 25 kn verbraucht ein Schiff fast doppelt so viel wie mit 20 kn. Auch in der intelligenten Routenplanung unter Ausnutzung der Strömungen liegt großes Einsparpotential.

Wenn es so einfach ist, schreit das ja förmlich nach Regulierung!

Unterschätzen Sie die IMO-Pläne bis 2020 nicht. Sie sind durchaus ambitioniert. Der Markt wird sich auf der Antriebsseite diversifizieren. Als Technologieführer freuen wir uns aber über diese Entwicklung – und rechnen uns gute Chancen aus. PETER TRECHOW

 

Ein Beitrag von:

  • Peter Trechow

    Peter Trechow ist Journalist für Umwelt- und Technikthemen. Er schreibt für überregionale Medien unter anderem über neue Entwicklungen in Forschung und Lehre und Unternehmen in der Technikbranche.

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