Schiffstempo ist die Schlüsselfrage
VDI nachrichten, Hamburg, 5.12. 08, swe – Gemessen an der Relation aus Ladungsmenge, zurückgelegter Entfernung und Schadstoffemissionen gilt das Schiff als sauberstes Transportmittel. Dennoch müssen Schiffbauer und Reeder umdenken. „Volle Kraft voraus“ fährt auf See kaum noch jemand. Nachdem zunächst die rasant gestiegenen Treibstoffkosten den Kapitänen die Lust am „schnellen“ Fahren genommen hatten, dürfte der sensible Umgang mit dem Fahrtregler auch weiter zur gut geübten Praxis gehören, wenn die weltweite Warenflut wieder zunimmt.
Auf die Schifffahrt kommt eine Reihe von Regelungen zur Abgasproblematik zu, die neben technischen Lösungen auch ein sorgfältiges Betriebsmanagement erfordern“, sagt der für Strategische Forschung und Entwicklung zuständige Direktor des Germanischen Lloyds (GL), Pierre C. Sames.
Während mit Blick auf den Klimaschutz für den Land- und Luftverkehr derzeit die Begrenzung der Kohlendioxid-Emissionen das wichtigste Thema ist, hat das Umweltschutzkomitee der Internationalen Maritimen Organisation (IMO) bislang nur Regelungen für eine Verringerung des Schwefel- und Stickoxidausstoßes getroffen.
Ab 2020 darf der Schwefelgehalt im Treibstoff weltweit für Schiffe nur noch 0,5 % statt bislang 4,5 % betragen. In sogenannten Schwefeldioxid-Kontrollgebieten wie Nord- und Ostsee sind es schon fünf Jahre früher sogar nur 0,1 %.
Die Konsequenzen sind kostspielig: Statt des billigen Bunkeröls – im Prinzip ein Rückstand aus dem Raffinerieprozess – müsste Diesel die Schiffsmaschinen antreiben: „Diesel ist aber mindestens 80 % teurer als Schweröl“, erläutert Sames. Statt derzeit etwa 210 $/t müssten die Reeder bis zu 450 $/t ausgeben – bei einem Tagesverbrauch von 200 t für ein typisches 8000-TEU-Containerschiff schlagen die Mehrausgaben kräftig zu Buche.
Der so bestärkte Trend zum Treibstoffsparen wird der Schifffahrtsbranche zugutekommen, wenn auch sie zur Reduzierung der Kohlendioxid-Emissionen verpflichtet werden sollte. Die IMO sieht derzeit zwar noch keine Klimaschutzregelungen vor aber die internationale Klimaschutzpolitik will die Schifffahrt ähnlich wie den internationalen Luftverkehr in das System des Handels mit Emissionszertifikaten einbeziehen.
Als eine von vielen Antworten wird in der IMO derzeit ein Design-Index diskutiert, der Schiffe ähnlich wie Kühlschränke in Effizienzklassen einteilen soll. „Insbesondere bei den Werften gibt es dagegen jedoch erhebliche Bedenken“, sagt Sames: „Die Schiffbauer fürchten, nur noch ,Paragrafenschiffe“ ohne individuelle Gestaltungsmöglichkeiten bauen zu dürfen.“
Als Alternative sinnen Schiffbauexperten intensiv darüber nach, wie der sensible Umgang mit dem Gashebel durch technisch ausgereifte Konzepte zum Kraftstoffsparen ersetzt werden kann. „Dabei gibt es drei Ansatzpunkte“, erläutert Sames: „Rumpfform, Antrieb, und Schiffsbetrieb.“
Bei der kompletten Neuentwicklung eines Containerschiffes ließen sich bis zu 5 % des Treibstoffverbrauches einsparen, schätzen Experten der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt (HSVA) das Optimierungspotenzial bestehender Entwürfe beziffern sie auf 2 % bis 3 %. „Selbst bei bereits gebauten Schiffen ließen sich durch optimierte Linien am Bug und am Heck derartige Einsparwerte erreichen“, meint Sames.
Mit einem Sparpotenzial von jeweils 1 % bis 2 % rechnen die Experten bei Optimierungen an Propeller und Ruderblatt. Andere Positionierungen, neue Formen und zusätzliche Strömungsleitbleche gehören zu den technischen Vorschlägen.
Für weitaus höhere Einsparmöglichkeiten holen die Schiffbauer fast vergessene Ideen aus der Schublade. Dem Grimschen Leitrad schreiben die HSVA-Experten ein Sparpotenzial von bis zu 10 % zu – bei dem in den 60er-Jahren entwickelten System wird hinter dem Propeller ein frei drehendes Turbinenrad montiert, das aus dem Propellerstrahl zusätzlichen Schub entwickelt. Allerdings hatte es in der Vergangenheit eine Reihe technischer Probleme mit diesem System gegeben.
Weiteres Sparpotenzial sehen Fachleute in der Gestaltung der Antriebsmaschinen. Denkbar wäre es, die Befeuerung der einzelnen Zylinder oder die Brennstoffeinspritzung zu ändern. Die volle Leistung der Schiffsmaschinen wird nur selten benötigt intelligente Steuermöglichkeiten könnten den Spritverbrauch erheblich senken, meint Sames: „Eine generelle Reduzierung der Leistung ist dagegen nicht möglich, weil immer bestimmte Reserven für den Notfall erforderlich sind.“
Ein viel größeres Augenmerk als bisher könne und müsse dagegen auf die Gestaltung der Komponenten und deren Energieverbrauch gelegt werden. Statt standardmäßig die größtmögliche Anlage einzubauen, sei ein Blick auf den Haupteinsatzraum zu werfen: „Ein Schiff, das überwiegend auf Nord- und Ostsee fährt, braucht ganz andere Kühlwasserpumpen als ein Frachter im arabischen Raum“, nennt Sames als Beispiel.
Angesichts des Kostendrucks, der auf der Schifffahrt lastet, sind den Ideen und Entwicklungen zum Treibstoffsparen inzwischen kaum noch Grenzen gesetzt. Der Windkraftanlagenhersteller Enercon lässt derzeit einen Frachter bauen, der mit vier Flettner-Rotoren die Windkraft nutzen will.
Der Brennstoffzelle gibt der Fachmann des Germanischen Lloyd vorerst noch keine Chance – der Wasserstoffantrieb sei weder serienreif noch auf absehbarer Zeit mit einer für die Frachtschifffahrt erforderlichen Leistung verfügbar. Viel mehr verspricht sich der Experte vom Gasantrieb.
Nach einer Änderung der internationalen Sicherheitsbestimmungen auf See der IMO soll Erdgas ab 2010 als Schiffsbrennstoff zugelassen werden. Einer Studie des Germanischen Lloyds zufolge ist Liquid Natural Gas nicht nur umweltfreundlicher, sondern auf längere Sicht auch kostengünstiger als Diesel. Trotz des größeren Platzbedarfes für die Drucktanks an Bord und dem entsprechenden Verlust an Ladefläche könnte ein gasbetriebener Containerfrachter in zehn Jahren rund 1 Mrd. $ gegenüber einem herkömmlich betriebenen Schiff einsparen.
Noch sind derlei Szenarien Zukunftsmusik, zumal es in den Häfen noch an der entsprechenden Infrastruktur mangelt. „Das größte Sparpotenzial steckt derzeit ohnehin im Schiffsbetrieb“, ist Sames überzeugt, deswegen rät er Reedereien, die Besatzungen zu schulen und die Abläufe an Bord zu optimieren: „Die richtige Schiffsgeschwindigkeit bleibt die Schlüsselfrage für die Zukunft.“ WOLFGANG HEUMER
Ab 2010 ist Erdgas von der IMO als Schiffsbrennstoff zugelassen
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