„Zukunft auf den Weltmeeren“
Ende November 2017 fand in Hamburg erneut eine Konferenz des NABU zum Umweltschutz auf dem Wasser statt. Im Untertitel zur Veranstaltung wurde gleich eine Einschränkung deutlich: Es ging ausschließlich um die Luftreinhaltung, also die Reduzierung der vom Schiffsantrieb ausgehenden Emissionen. Dazu wurde eine bunte Mischung von elf Vorträgen geboten, von denen die meisten allerdings mehr auf die Rückschau, denn auf Zukunftsperspektiven ausgerichtet waren.
Einleitung
Betrachtet man den Status quo auf den Weltmeeren, so vermittelt der erste Blick eine vergleichsweise positive Situation: Die Schiffsantriebsmaschinen haben die besten Wirkungsgrade aller Verbrennungskraftmaschinen – schonen folglich die Ressourcen, die Antriebe sind nur mit etwa 3 Prozent an der weltweiten Gesamtemission von Kohlendioxid beteiligt, in zwei Jahren wird der Schwefelgehalt im Schiffskraftstoff weltweit auf maximal 0,5 Prozent begrenzt – damit sinkt die Emission von Schwefeloxiden beim Betrieb der Dieselmotoren mit Schweröl auf ein Siebtel – und für die Einhaltung der Grenzwerte bei den Stickoxiden gibt es für alle Leistungsbereiche hervorragend arbeitende technische Lösungen. Was bleibt: das Problem der Partikel-Emission.
So wünschenswert es ist, auch die von den Dieselmotoren emittierten Partikel zu reduzieren, die technisch-physikalischen Grenzen liegen aus heutiger Sicht leider so niedrig, dass Lösungen für die Dieselmotoren der Seeschifffahrt ausscheiden. Dennoch gibt es zumindest für küstennahe Bereiche, für die Revierfahrt sowie den Betrieb der Bordaggregate im Hafen eine Lösung: Die Dieselmotoren müssen, soweit das möglich ist, auf den Wechselbetrieb mit Erdgas oder vergleichbaren Kraftstoffen (z.B. Methanol) umgestellt werden. Und hier muss man dem NABU immer wieder vorhalten, dass populistisch Probleme dargestellt, aber keine praktikablen Lösungen präsentiert werden. Eine Lösung zur Mikrofilterung der Abgase von Dieselmotoren mit Leistungen oberhalb von 3 MW ist gegenwärtig nicht vorhanden.
Umweltschutz tut Not – auch in der Schifffahrt. Das ist allen Beteiligten bewusst. Da damit unvermeidlich zusätzliche Kosten des Schiffsbetriebs verbunden sind, ist der Anreiz groß, sich nicht an die Regeln zu halten. Die Gefahr erwischt zu werden ist äußerst gering. Im Hamburger Hafen können zum Beispiel durchschnittlich nur 5 Prozent aller einlaufenden Schiffe überprüft werden. Obwohl die Erfolgsquote extrem hoch ist, bleibt der Anreiz, da die in der Bundesrepublik verhängten Bußgelder im Vergleich zu den Einsparungen gering sind. Was bedeutet schon ein Bußgeld von einigen Tausend Euro im Vergleich zur Einsparung an Kraftstoffkosten für die Strecke von der Einfahrt in den Englischen Kanal bis nach Hamburg, die sechsstellig sein kann? Dieses Thema wird viel zu wenig öffentlich diskutiert. Und nach Aussage von Fachleuten – auch aus dem Kreis der Reedereien – wird der Anreiz ab 2020 noch größer sein als heute. Selbst das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit geht von einem steigenden Anreiz zum Regelverstoß ab 2020 aus.
Ausgewählte Präsentationen
Das Bundes-Umweltministerium (BMUB)
Ausgehend von den heute schon durchgeführten Kontrollen der Schiffe in deutschen Häfen, zeigte die Präsentation von Stefanie Wong-Zehnpfennig, Referentin im BMUB, vor welchen Aufgaben die IMO und die EU stehen, um einheitliche, praktikable Lösungen für künftige Prüfungen der Schiffe zu schaffen. Ohne dass dies ausdrücklich betont wurde, sollte eine einheitliche Gestaltung des Bußgeldkatalogs unbedingt dazu gehören.
Handlungsbedarf sieht man im Ministerium bei der „Sicherung der Leistungsfähigkeit der Seeschifffahrt und Verbesserung des Umwelt- und Klimaschutzes“. Dieses Paradoxon geistert seit nunmehr fast 50 Jahren durch die Welt. Umweltschutz geht entweder zu Lasten der Leistungsfähigkeit oder er erhöht zum Beispiel die Betriebskosten einer Anlage. Beides in einem Schritt zu bekommen ist ausgeschlossen.
Den Ausführungen der Referentin war zu entnehmen, dass die größten Probleme für die Umsetzung geltender Bestimmungen die Rahmenbedingungen für die Probenentnahmen, deren Prüfung und Auswertung sowie die Dokumentation und Veröffentlichung sind. Auf See und im Hafen gelten andere Bestimmungen für die Durchführung von Kontrollen und andere Zuständigkeiten. Und die ausführenden Beamten müssen einen „Anfangsverdacht“ hegen, andernfalls dürfen sie nicht prüfen. Da stellt sich die Frage, warum im Schiffsverkehr keine Routinekontrollen durchgeführt werden dürfen wie im Straßenverkehr? Gibt es hier keinen Handlungsbedarf für das BMUB?
Eines wünscht sich das BMUB jedoch, und das ist eine Dokumentation in Form einer „Schwarzen Liste“ für Schiffe bzw. Unternehmen (Reeder und Charterer), die sich nicht regelkonform verhalten. Bislang gibt es dazu noch keine offiziellen Einrichtungen, doch können bestimmten Portalen, die frei zugänglich sind, Informationen entnommen werden, die zu einem Anfangsverdacht führen.
Brauchen wir das für die „Zukunft auf den Weltmeeren“?
Hapag Lloyd
Wolfram Guntermann, Direktor des Umwelt-Managements bei der Hapag Lloyd AG, stellte die Anfänge des Umweltschutzes auf dem Wasser in Kalifornien als mögliches Modell in den Raum. Dort wurde bereits Anfang 2007 nicht nur ein Schwefelgrenzwert von maximal 0,5 Prozent für den Kraftstoff zum Betrieb von Bordaggregaten im Hafen eingeführt, sondern Mitte 2009 derselbe Grenzwert für den Betrieb der Hauptmaschinen von Schiffen, die kalifornische Häfen anlaufen, in einer 24-sm-Zone vor der Küste. Anfang 2014 wurde der Grenzwert auf 0,1 Prozent herabgesetzt! Die Versorgung der Schiffe mit Landstrom begann dort ebenfalls vor etwa zehn Jahren und betrifft inzwischen verpflichtend 70 Prozent der kalifornische Häfen anlaufenden Schiffe. Ab 2020 sollen es 80 Prozent sein.
Das Regelwerk der IMO schreibt, beginnend mit dem 1. Januar 2020, weltweit für alle Schiffe vor, dass nur noch Kraftstoffe mit maximal 0,5 Prozent Schwefel verwendet werden dürfen. Das gilt selbstverständlich unabhängig von der Regel für die ECAs mit maximal 0,1 Prozent Schwefel und allen regional strengeren Auflagen. In diesem Zusammenhang wies Guntermann auf zwei Studien zur Frage der Verfügbarkeit ausreichender Mengen Kraftstoff mit einem Schwefelgehalt von < 0,5 Prozent hin, die zu völlig entgegengesetzten Ergebnissen kommen und resümierte sinngemäß: Nur eines ist sicher, der Preis des Kraftstoffs wird in jedem Fall steigen. In welchem Maß der Preis steigen wird ist völlig offen. Auch Fragen nach der dann verfügbaren Qualität der Kraftstoffe sowie der Stabilität von Mischungen können heute noch nicht beantwortet werden.
Welche Bedeutung diese Entwicklungen für eine Reederei wie Hapag Lloyd haben, wird rasch an einigen Zahlen deutlich. Die Flotte des Unternehmens umfasst 215 Containerschiffe mit einer Gesamtkapazität von etwa 1,6 Millionen TEU, die in einem weltweiten Netzwerk rund 115 Linien bedienen. Nach eigener Aussage bietet Hapag Lloyd eine der größten Kühlcontainer-Flotten der Welt mit höchstem technischen Standard.
Die Forderungen des NABU
Die Forderungen des NABU, vorgetragen von Sönke Diesener, Referent Verkehrspolitik, kann man – von einer Ausnahme abgesehen – nicht nur akzeptieren, man sollte sie unterstützen. Das Problem ist nur immer wieder, an wen er diese adressiert. Dicke Bretter zu bohren, zum Beispiel bei der IMO, ist nicht Sache des Vereins.
Schutzzonen auf allen EU-Gewässern sollten eine Selbstverständlichkeit sein. Dazu hätte seit Einführung der ECA in Nordeuropa längst massiver Einfluss auf zum Beispiel Frankreich genommen werden müssen. Dasselbe gilt für „strengere Kontrollen und wirksame Sanktionen“. Die aufgrund fehlendem Personal viel zu geringen Möglichkeiten Regelverstöße zu entdecken, mögen in Frankreich, Belgien und den Niederlanden auch nicht besser sein als in Deutschland, doch mit den Bußgeldern steht die Bundesrepublik am unteren Ende (s.o.).
Ein absolutes Schwerölverbot ist, solange damit nicht die verbundene CO2-Emission als Argument verbunden wird, nicht erforderlich. Da die Weltschifffahrt am klimaschädlichen Treibhausgas nur mit rund 3 Prozent beteiligt ist, hätte dieses Argument ein geringes Gewicht. Da der Schwefelgehalt demnächst deutlich sinkt oder Gegenmaßnahmen getroffen werden müssen, zieht die SOx-Emission ebenso wenig wie die NOx-Emission. Und zum Feinstaub wird auf die oben gemachten Aussagen verwiesen. Außerdem: Längst nicht alle weltweit im Einsatz befindlichen Dieselmotoren sind so alt, dass sie ausgemustert werden müssten oder auf den Gasbetrieb umgerüstet werden könnten. Dazu wird es entweder Ausnahmen oder irgendeine Form des Bestandsschutzes geben müssen.
Der Ruf nach Erdgas als Schiffskraftstoff ist inzwischen einige Jahrzehnte alt und durchaus berechtigt, wenn man die Verwendung von Methan als Übergangstechnik betrachtet. Besser wäre es, auf Methanol zu setzen und diesen Alkohol CO2-neutral synthetisch herzustellen. Zweifellos wird auch das ein Kraftstoff sein, der deutlich teurer als Schweröl ist, aber damit werden alle Emissionsprobleme gelöst!
Und nun die Partikelfilter, auf denen der NABU permanent herumreitet: Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik liegt die Grenze für die Ausrüstung von Dieselmotoren mit Feinfilteranlagen bei weniger als 3000 kW. Neue Entwicklungen sind möglicherweise zur SMM 2018 zu erwarten, doch auch damit dürfte die Grenze erst bei etwa 10 MW liegen. Das reicht für Kreuzfahrt- und große Containerschiffe bei weitem nicht aus. Je nach Größe des Schiffes könnten diese Filteranlagen für den Betrieb von Bordaggregaten verwendet werden, doch die sollten im Hafen besser mit Erdgas betrieben werden.
Wie sich der NABU Schiffsantriebe „auf Basis regenerativer Energie“ vorstellt und das mit „Batterien“ und „Brennstoffzellen“ verbindet, wurde auf der Veranstaltung nicht klar. Von Dampfmaschinen angetriebene Schiffe hatten Großsegler fast vollständig abgelöst, als Flettner in den 1920er Jahren mit seinen Rotorschiffen weiter den Wind als Antriebskraft nutzen wollte, aber auch eine neue Generation Rotorschiffe konnte dieser Erfindung bislang nicht zum Durchbruch verhelfen. So warf die Präsentation des Projektes „Quadriga“, bei dem es um das größte je gebaute Fracht-Segelschiff geht, mehr Fragen auf als Antworten gegeben wurden. Angeblich ist die Finanzierung gesichert und der Bau des Viermasters (mit diesel-elektrischer Antriebsanlage) kann im Laufe dieses Jahres beginnen.
„Behördenschiffe zu Vorreitern machen“, darauf wartet man in der Branche schon lange. Das hätte vor 20 Jahren schon beginnen müssen, doch die Widerstände bei einzelnen Behörden wie bei Organisationen von Bund und Ländern sind bekanntlich groß. Längst hätten zahlreiche Behördenschiffe auf umweltfreundliche Antriebe umgerüstet oder mit Abgasreinigungsanlagen zum Schutz der Umwelt nachgerüstet werden können. Aus der Industrie kommt die Feststellung, dass die Dieselmotoren von 90 Prozent aller Behördenschiffe in Deutschland mit SCR-Anlagen und Partikelfiltern nachgerüstet werden könnten. Zahllose Projekte laufen offenbar ins Leere, weil am Schluss entweder die Mittel zur Finanzierung fehlen, oder der Mut zu einer weitreichenden Entscheidung fehlt.
Natürlich können auch Anreize in Form von „ökologischen Hafengebühren“ helfen, den Betrieb der Schiffe umweltfreundlich zu gestalten. Doch Nachrüstungen sind meist sehr teuer, daher schwierig zu finanzieren und beanspruchen Platz an Bord, der ungern dafür aufgegeben wird. In diesem Zusammenhang wurde unter anderem der Vorschlag gemacht, mit den Gebühren für den Kiel Kanal Anreize zu schaffen und Schiffe mit besonders hohen Emissionen vom Verkehr auszuschließen.
Die Rolle von Bundes- und Landesbehörden
Wie Achim Wehrmann, Unterabteilungsleiter Schifffahrt im Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, ausführte, unterhält der Bund mehr als 2200 Wasserfahrzeuge, davon etwa 700 mit eigenem Antrieb. Dafür gibt es bislang kein Pilotprojekt in Sachen Umweltschutz! Die Akzeptanz für derartige Projekte sei besonders im Haushaltsausschuss sehr gering, so Wehrmann. Selbst, falls dieser Ausschuss seine Zustimmung zu einem Projekt geben würde, sei dann noch die Hürde im Bundestag zu nehmen.
Der technische Zustand der Behördenschiffe in der Freien und Hansestadt Hamburg sieht nicht viel besser aus. Im Bau und in Planung befinden sich zurzeit vier Schiffe, die Abgasnachbehandlungsanlagen erhalten werden. Von den insgesamt 49 im Einsatz befindlichen Schiffen, die zum Beispiel der Hafenbehörde (33), der Wasserschutzpolizei (11), der Feuerwehr (3) und anderen Dienststellen zugeordnet sind, haben nur fünf Neubauten der Baujahre jünger als 2015 Abgasnachbehandlungsanlagen erhalten. Nachrüstungen sind bislang nicht erfolgt, obwohl es sich überwiegend um Dieselmotoren mit Leistung in der Größenordnung von 500 kW handelt, die meisten von MAN Truck & Bus. Ein Problem dürfte bei Nachrüstungen der jeweils zulässige Abgasgegendruck sein. Um die Betriebssicherheit alter Motoren nicht zu gefährden, können diese nicht nachgerüstet werden.
Obwohl die Freie und Hansestadt Hamburg bereits 2011 Umwelthauptstadt der EU war, kam die Bürgerschaft erst fünf Jahre später zum Entschluss, „die städtische Flotte zu modernisieren“. Danach sollen die Antriebsanlagen von Neubauten grundsätzlich emissionsarm gestaltet und „vorhandene Schiffe … soweit technisch möglich und wirtschaftlich vertretbar“ entsprechend den „Vorgaben für Neuanschaffungen umgerüstet werden“.
Um diese Maßnahmen konsequent ausführen zu können, wurden alle Schiffe der neu gegründeten und von Karsten Schönewald geführten Kommanditgesellschaft „Flotte Hamburg GmbH & Co.“ unterstellt. Bedauerlicherweise stehen alle Maßnahmen unter dem Vorbehalt der Wirtschaftlichkeit. Zwar gilt der „Grundsatz: Die Flotte Hamburg rüstet alle anstehenden Ersatzbeschaffungen mit Abgasnachbehandlungsanlagen aus“, aber nur „wenn … betriebswirtschaftlich abbildbar“. Wo bleibt die Vorreiterrolle? Und wie misst eine Behörde die Wirtschaftlichkeit ihres Betriebes? Werden hoheitliche Aufgaben demnächst nur noch unter Gesichtspunkten der Wirtschaftlichkeit ausgeführt? Zwar unterliegt das Unternehmen „Flotte Hamburg“ nicht der Rechnungsführung der Behörden, sondern dem Handelsrecht, doch muss es deswegen noch lange nicht wirtschaftlich arbeiten.
Eine Umstellung der Schiffe auf den Betrieb der Motoren mit Methan hält man bei der Flotte Hamburg für ausgeschlossen. Bei Schiffslängen von überwiegend um 20 m sei der Einbau der dafür notwendigen Technik nicht möglich. Offenbar gilt das jedoch nur für Flüssigerdgas (LNG) als Ausgangspunkt, da Lösungen mit komprimiertem Erdgas (CNG) noch untersucht werden. Warum allerdings bei Methanol auf die Brennstoffzelle gesetzt wird, statt diesen Kraftstoff direkt im Motor zu verbrennen, ist nicht verständlich.
In diesem Zusammenhang wurde auf dem Kongress sogar von einer „maritimen Energiewende“ und „Dekarbonisierung“ des Schiffsverkehrs gesprochen!
Umweltfreundliche Kreuzfahrtschiffe in Sicht?
Auch bei der Meyer Werft in Papenburg hat man die „maritime Energiewende“ schon im Blick und will bis Mitte des nächsten Jahrzehnts den Hotelbetrieb von großen Kreuzfahrtschiffen vollständig mit Strom aus Brennstoffzellen versorgen. Wie wenig realistisch das ist, zeigt der gegenwärtige Stand der Technik auf diesem Gebiet, und Quantensprünge sind hier nicht zu erwarten. Werftchef Bernhard Meyer darf man vermutlich nicht mehr an die Ziele erinnern, die er am 1. Juli 2009 in Warnemünde verkündete. Im Rahmen des Nationalen Leuchtturm-Projektes „e4ships“ erwartete er in drei Stufen eine Realisierung bis 2020. Mit dem Ausstieg der MTU Friedrichshafen aus diesem Projekt, wegen auf lange Sicht nicht zu erzielender Wirtschaftlichkeit, stand es vor dem Aus. Der Wiederbelebungsversuch auf der SMM 2016 brachte dazu keine neuen Erkenntnisse. Was fehlt, sind Einheiten großer Leistung mit einem akzeptablen Anlagenwirkungsgrad, besser sollte es wohl heißen Nutzungsgrad.
Abgesehen von der Technik der Brennstoffzellen-Einheiten ist die Frage des „Kraftstoffs“ zu klären, wobei die Energiedichte, bezogen auf das Tankvolumen, eine entscheidende Rolle spielt. Wasserstoff scheidet danach vermutlich aus, bleiben Methanol und Flüssigerdgas als Energieträger. Berücksichtigt man weiter, dass Brennstoffzellen keine Lastspitzen vertragen, folglich eine Pufferung mit Akkumulatoren erforderlich ist, die wiederum auch keine Lastspitzen vertragen, dann sollte die Frage beantwortet werden, warum das Methanol nicht zum Betrieb von Verbrennungsmotoren verwendet wird (s.o.). Selbst Großmotoren, die sich dafür eignen sind auf dem Markt.
Schlussbemerkung
Zweifellos bot der NABU-Kongress von 2017 eine interessante aktuelle Bestandsaufnahme, einerseits der verfügbaren Technik umweltfreundlicher Schiffsantriebe und andererseits von entsprechenden laufenden Projekten, doch keine neuen Perspektiven, in welche Richtung eine allseits akzeptable Lösung für den Schiffsantrieb gehen könnte.
Danach werden fossile Kraftstoffe, ausgehend vom Erdöl oder vom Erdgas, noch lange das Bild bestimmen. Für die synthetische Herstellung von Alkoholen müssten ausreichende Mengen überschüssiger Energie aus Windkraftanlagen und Solartechnik zur Verfügung stehen. Dafür muss jedoch erst noch eine ausreichende Speichermöglichkeit geschaffen werden. Das könnte wiederum der Alkohol sein.
