Der weltweite Verkehr – zu Land, Luft und Wasser – muss „klimafreundlicher“ werden. Beim PKW-, LKW- und beim Bahnverkehr hat man das längst erkannt, dort wird ein „Umbau“ forciert. Beim Luftverkehr und insbesondere beim Schiffsverkehr (Personen- und Frachtschiffsverkehr) sind Ingenieure ebenfalls in dieser Richtung aktiv, doch ist hier der politische Druck noch zu gering, endgültige technische Lösungen lassen sich nur erahnen.
Gut 90 Prozent der international gehandelten Güter werden per Schiff transportiert. Kreuzfahrtschiffe – oft das Nonplusultra für reisefreudige, erholungslustige und natürlich zahlungskräftige Touristen – gelten für die einen als „Dreckschleuderer“, für andere wiederum als Innovationstreiber. In diesem Zusammenhang verwies der Österreichische Reiseverband darauf, dass der Anteil von Kreuzfahrtschiffen am internationalen zivilen Schiffsverkehr bei nur 0,39 Prozent liege – konkret knapp 400 „Schwimmende Hotels“ gegenüber 90.000 anderen Schiffen.
Die Seeschifffahrt stößt jährlich rund eine Mrd. to Kohlendioxyd (CO2) aus, das sind knapp drei Prozent der weltweiten Emissionen dieses Gases. Besonders kritisiert wird bei der Schifffahrt der sehr hohe Ausstoß an Schwefel und Stickstoffemissionen, der hohe Verbrauch an Energie und die Verschmutzung und Belastung der Unterwasser-Ökosysteme. Seit Jahren arbeiten die meisten Reedereien und Techniker an Maßnahmen zur Verbesserung der Ökobilanz bei Schiffen.
Die Internationale Seeschifffahrtsorganisation IMO will z.B. die CO2-Emissionen, bezogen auf das Jahr 2008, bis 2050 halbieren, was der Weltreederverband ICS aber als unzureichend empfindet. Er strebt für 2050 eine „volle Klimaneutralität“ an. Dies soll u.a. auch mit der Ausmusterung älterer, wenig effizienterer Schiffe und der Inbetriebnahme neuer Schiffe mit Flüssiggasantrieb geschehen.
Notwendig ist vor allem eine Alternative für schwerölgetriebene Schiffsmotore. Es wird zwar an Techniken mit Methanol, Ammoniak, Wasserstoff und weiteren Energieträgern geforscht, sie alle haben aber auch Nachteile. In manchen Fahrgebieten, so im Bereich der Antarktis, ist der Einsatz von Schweröl mittlerweile gänzlich verboten. In der Nord- und Ostsee ist seit 2015 der Einsatz von Schweröl ohne Abgasnachbehandlungssystemen verboten, seit 2020 gilt dort, sowie im Ärmelkanal und in nordamerikanischen Gewässern ein strenges Schwefellimit. Hier wird der Einsatz von Wasserstoff, Ammoniak und von Biokraftstoffen diskutiert, die allerdings nicht immer marktfähig sind, weil bei einigen von ihnen die Technik noch nicht weit genug entwickelt ist, auch sind diese Stoffe teuer. Als einzige Alternative zu ihnen gilt derzeit verflüssigtes Methan (Liquefied Natural Gas – LNG), das einen etwa 20-prozentigen emissionsärmeren Schiffsverkehr verspricht – etwa 20 Prozent weniger CO2, 85 Prozent weniger Stickoxyde, minus 95 Prozent beim Feinstaub und bis zu 100 Prozent weniger an Schwefeloxyden. Dabei könnten z.B. LNG-Tanker Teile ihrer eigenen Ladung als Antrieb heranziehen.
Dem Internationalen Kreuzfahrtenverband CLIA zufolge gibt es derzeit knapp 30 Schiffe, die mit Methan als Kraftstoff fahren oder von Reedereien dazu beauftragt wurden. Zusätzlich zu Methan seien jedoch mehr als drei Viertel der Krenzfahrtflotte in der Lage, andere alternative Kraftstoffe wie Biodiesel oder Methanol zu verwenden. Allerdings besteht Erdgas hauptsächlich aus Methan (CH4), das 25 mal klimaschädlicher ist als CO2, weswegen schon kleine Lecks dazu führen können, dass der Klimavorteil dahin ist. Das gleiche gilt für Biomethan, das den fossilen Treibstoff in solchen Schiffen ablösen soll.
M e t h a n o l verspricht hier, besser handhabbar zu sein, der Weg dorthin ist aber teuer. Der Ökosprit kostet laut Chef der dänischen Reederei Maersk, Sören Skon, zwei- bis dreimal so viel wie herkömmlicher Schiffsdiesel. Das größte Problem besteht darin, ausreichend „grünes“ Methanol zu beschaffen, dazu würden Kohlenstoff (aus Biomasse) und Wasserstoff benötigt. Letzterer ist klimafreundlich aus der Elektrolyse von Wasser zu holen, wenn der Strom aus Kernkraftwerken oder erneuerbaren Quellen stammt.
Hier ist darauf hinzuweisen, dass sich die Technische Universität Graz in der Forschung im Bereich Hochseeschifffahrt stark macht. Das Large Engines Competence Center (LEC), an dem die Universität mehrheitlich beteiligt ist, hat einen mit Methanol betriebenen Motor entwickelt, der seinen Kraftstoff direkt auf dem Schiff mit Wasserstoff produziert – hergestellt aus den alternativen Energieträgern Sonne und Wind – und aus CO2. Das bei diesem Prozess abgeschiedene CO2 wird dem Kraftstoff bereits vor dem Verbrennen entnommen und somit nicht mehr emittiert, sondern auf dem Schiff gespeichert und wieder in die Methanolproduktion zurückgebracht. Es entsteht so ein geschlossener CO2-Kreislauf für den Schiffsantrieb. In der Praxis bedeutet das minus 97 Prozent CO2 und minus 80 Prozent NO2 bei einem Plus von 45 Prozent im Bereich Energieeffizienz.
Das Kohlenstoffproblem umgeht, wer A m m o n i a k (NH3) verwendet, zu dessen Herstellung Wasserstoff plus aus Luft gewonnenen Stickstoff (N) erforderlich ist. Ammoniak ist aber ätzend, wenn es mit Feuchtigkeit z.B. auf der Haut in Berührung kommt. Sein Einatmen ist ebenfalls gefährlich, doch sind Lecks leicht am Geruch zu erkennen.
W a s s e r s t o f f wird in einer Brennstoffzelle umgesetzt, um Schiffe anzutreiben. Hier erscheinen Wasserstofftanker als logische Anwendungen, die den Weg für weitere Schiffstypen bereiten. Es lässt sich aber schwerer in Tanks und Leitungen halten als Erdgas und ist auch leichter entzündlich.
Es bedarf noch viel Entwicklungsarbeit, um diesen Treibstoff sicher handhaben zu können. Experten empfehlen, Schiffe grundsätzlich zu e l e k t r i f i z i e r e n. Schiffspropeller würden so von einem Elektromotor angetrieben, der den Strom von einem Generator bezieht. Dieser kann flexibel an Bord integriert und gegebenenfalls getauscht werden, je nachdem er mit Methanol oder Ammoniak betrieben wird oder als Brennstoffzelle angelegt ist.
In Häfen befindliche Schiffe benötigen ebenfalls Energie. Um die Motoren nicht weiter laufen lassen zu müssen, die für CO2-Emissionen, sowie Feinstaub und Ruß verantwortlich sind, nutzen immer mehr Schiffe L a n d s t r o m a n l a g e n. Dafür sind laut CLIA mehr als ein Drittel der globalen Schiffsflotte für die Nutzung von Landstrom ausgerüstet, immer mehr werden dafür umgerüstet. Vorreiter für diese Stromversorgungseinrichtung von Schiffen sind Nord- und Ostseehäfen.
Weitere Möglichkeiten zur Einsparung von Kraftstoff und Energie bei Schiffen: Design neuer Schiffe (z.B. Schiffsrümpfe mit geringem Wasserwiderstand, ökonomische Routen – und Geschwindigkeitsplanungen, an Bord innovative Energiespar- und Lichtlösungen, weiter Wassereinsparungssysteme, modernes Abfallmanagement). Aber auch die Unterstützung von Umweltprojekten durch Reisende ist hier nicht zu unterschätzen.
Zunächst einmal muss alles getan werden, um den K r a f t s t o f f v e r b r a u c h zu senken. Anreize dafür sind gegeben, denn Kraftstoff ist der mit Abstand größte Kostenfaktor für die Reedereien. Seit der Finanzkrise 2008 fahren viele Schiffe langsamer. Das spart nicht nur teuren Sprit. Denn 20 Prozent Geschwindigkeit sorgen für 40 Prozent weniger Emissionen. So sind die CO2-Emissionen vom Zeitpunkt der Krise bis 2015 um 15 Prozent gesunken.
