Mehr Klimaschutz in der Schifffahrt

Die Emissionen in der Schifffahrt müssen sinken. Das hat die International Maritime Organisation (IMO) kürzlich beschlossen. Um den CO2-Ausstoß bis 2050 um mindestens 50 Prozent im Vergleich zum Jahr 2008 zu senken, werden neue Konzepte gesucht.

Derzeit liegt der Anteil der Schifffahrt an den globalen CO2-Emissionen bei rund drei Prozent – etwa genauso viel wie der Anteil Deutschlands. Das liegt vor allem daran, dass Schiffe überwiegend mit Schweröl fahren. Da der Welthandel stetig wächst, wird der internationale Schiffsverkehr sogar weiter zunehmen. Und damit auch der CO2-Ausstoß. Ziel der IMO ist eine Reduzierung auf die Hälfte der Emissionen von 2008 – bei mehr gefahrenen Routen. 

Die Entscheidung der IMO bedeutet ein wichtiges Signal für den Klimaschutz. Da der internationale Seeverkehr im Pariser Klimaabkommen nicht berücksichtigt wird, stellt sie die erste Verpflichtung zur Verringerung von Treibhausgasen in der Schifffahrt überhaupt dar. Die IMO ist eine Sonderorganisation der Vereinten Nationen. Ihre Abkommen bestimmen die Regulierungen zur Schifffahrt in den Mitgliedsländern.

Doch was ist nötig, um das Vorhaben in die Tat umzusetzen? Gibt es Alternativen zum Schweröl? Danach haben wir den Schiffsmaschinenbau-Ingenieur Prof. Dr. Friedrich Wirz von der Technischen Universität Hamburg Harburg gefragt.

Interview

Schiffsmaschinenbau-Ingenieur Prof. Dr. Friedrich Wirz von der Technischen Universität Hamburg Harburg

Die Schifffahrtsbranche hat sich ehrgeizige Ziele in Sachen CO2-Einsparung gesetzt. Was muss aus Ihrer Sicht getan werden, um diese zu erreichen? 

Prof. Dr. Friedrich Wirz: „Zunächst müssten politische und wirtschaftliche Randbedingungen geschaffen werden, die für alle gleichermaßen verbindlich wie einheitlich sind. Schiffe sind weltweit mobil. Einzelne nationale oder regionale Regularien führen nur zu einer Verschiebung des Verkehrs bzw. der Bunkerstrategien. Insofern sind nur Beschlüsse seitens der IMO wie dieser sinnvoll. Die Umsetzung über spezifische und realistische, also technische Maßnahmen ist bislang aber völlig offen.“

Welche technischen Optionen zur CO2-Einsparung gibt es?

Wirz: „Der Beschluss der IMO bedeutet, dass 50 Prozent weniger Kohlendioxid aus fossilem Kohlenstoff emittiert werden darf. Dabei wird von zunehmendem Verkehr ausgegangen, also muss die relative Reduktion deutlich darüber liegen. Es gibt drei theoretische Lösungsansätze: 

1. Die Effizienz muss verbessert werden, um bei gleicher oder steigender Transportleistung weniger Kraftstoff zu verbrauchen. Selbst bei Ausschöpfung aller Potenziale ist dabei bei weitem aber keine Steigerung um mehr als 50 Prozent möglich, denn die technische Entwicklung hat seit jeher genau dieses zum Ziel und war dabei bereits sehr erfolgreich. 

2. Es müssen fossile Kraftstoffe eingesetzt werden, die weniger Kohlenstoff enthalten, so dass bei der Verbrennung weniger Kohlendioxid entsteht. Ein solcher Kraftstoff ist beispielsweise Erdgas. Allerdings liegt dessen CO2-Einspar-Potenzial nur bei 20 bis 25 Prozent im Vergleich zu fossilem Flüssigkraftstoff. Es ist leicht zu verstehen, dass mit einem Potenzial von weniger als 25 Prozent nicht ein Ziel von mehr als 50 Prozent erreicht werden kann! Gleichzeitig darf sinnvollerweise der Ausstoß von anderen klimawirksamen Gasen wie Methan nicht zunehmen, was über ein sogenanntes CO2-Äquivalent bemessen wird.

Diese beiden Optionen sind also nicht zielführend. 

3. Der unmittelbare oder mittelbare Einsatz von Kraftstoffen, die gar keinen Kohlenstoff oder zumindest keinen fossilen Kohlenstoff enthalten ist der erfolgversprechendste Ansatz. Der Einsatz solcher Kraftstoffe ist zwar mit einigem technischen Aufwand an Bord von Schiffen verbunden, grundsätzlich aber möglich. “ 

Ab wann halten Sie den Einsatz solcher CO2-neutraler flüssiger Kraftstoffe in der Schifffahrt für realistisch?

Wirz: "Hier schließt sich der Kreis zu meinem Eingangsstatement: Technologien wie Power-to-Liquid und deren Anwendung werden nur erfolgreich sein, wenn entweder die politischen oder die wirtschaftlichen Randbedingungen gegeben sind. Bis dahin entscheidet leider, aber verständlicherweise, einzig der Geldbeutel der Schiffsbetreiber über die eingesetzte Technologie. Und bislang ist der Einsatz von fossilem Flüssigkraftstoff unschlagbar billig."

Elektrifizierung gilt vielen als „Allheilmittel“ für die Energiewende. Kommen Batterien als Energiespeicher für den Seeverkehr in Frage?

Wirz: "Das wird auf Seeschiffen, die große Antriebsleistungen benötigen und große Strecken zurücklegen, länger als in allen anderen Verkehrsanwendungen eine Illusion bleiben. Der Batterieeinsatz bleibt kleineren Anwendungen vorbehalten, wie Kurzstrecken-Fähren oder Binnenschiffen, die kurzzeitig durch emissionsbeschränkte Reviere fahren müssen.

Dennoch ist auch auf Seeschiffen die Batterie mit ihrer begrenzten Kapazität und Leistung eine sinnvolle Komponente: Sie eignet sich zur Pufferung von Leistungsschwankungen, so dass die Generatorsätze weniger Lastwechseln unterliegen. Das spart Kraftstoff und Emissionen."

Welches Potenzial sehen Sie für E-Fuels bzw. Power-to-Liquid-Produkte, bei denen Wasserstoff aus erneuerbar erzeugtem Strom und Kohlenstoff aus CO2 oder anderen Quellen zu synthetischen flüssigen Kraftstoffen verarbeitet werden?

Wirz: "Hier sehe ich die einzige Möglichkeit, die Klimaziele zu erreichen. Solche Kraftstoffe sind dann allerdings nur Energiespeicher, keine Energiequelle, denn die bei der anschließenden Verbrennung freiwerdende Energie muss zuvor verlustbehaftet bei der Herstellung der Stoffe eingesetzt werden. 

Weiterhin ist dieser Ansatz nur sinnvoll, wenn auch der Strom für die Herstellung des Wasserstoffes zuvor aus regenerativen Quellen erzeugt wird. An dieser Stelle muss man sich die Frage stellen, ob die Infrastruktur für die Bereitstellung der erforderlichen elektrischen Energiemengen existiert. Dort sehe ich noch große Herausforderungen. Insofern sind wir von der realistischen Erreichung der Klimaziele noch sehr weit entfernt. Dennoch arbeiten wir seitens der Wissenschaft und der industriellen Entwicklung an allen genannten Zweigen, um die technischen Voraussetzungen zu schaffen." 

Vielen Dank für das Gespräch.