Die Schifffahrt ist ein unverzichtbarer Bestandteil des weltweiten Handels. Wenn es also darum geht, die Schadstoffemissionen über alle Gesellschaftsbereiche hinweg zu verringern, liegt ein besonderes Augenmerk auf diesem Sektor. Denn die Schifffahrt ist für ungefähr 2,5 Prozent des globalen CO2-Ausstoßes verantwortlich. Eine zuletzt viel diskutierte Möglichkeit ist ihre Umstellung auf Batteriebetrieb.
Gedankenspiel oder ernsthafte Alternative?
Eine kürzlich veröffentlichte Studie der University of California zeigt, dass batteriebetriebene Schiffe bereits heute für Strecken von bis zu 1.000 Kilometern wettbewerbsfähig sind. In der Europäischen Union könnten diese Distanzen in Zukunft auf 3.000 Kilometer ausgedehnt werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, einen erheblichen Teil des Handels innerhalb Europas, der derzeit über Seewege stattfindet, umweltfreundlicher zu gestalten.
Die direkte Elektrifizierung von Seeschiffen hat bisher wenig Aufmerksamkeit erhalten, obwohl sie erhebliche Vorteile gegenüber den gängigen Kraftstoffen bietet. Als Alternativen zum Schweröl wurde bislang größtenteils an Antrieben auf Wasserstoffbasis und Flüssiggas geforscht. Die Studie zieht nun erstmals den Batteriebetrieb in Erwägung . Dabei untersuchten die Forscher die Auswirkungen der batteriebasierten Energieversorgung von acht verschiedenen Containerschiffgrößen – von kleineren Schiffen mit 1.000 Containern bis hin zu Giganten, welche bis zu 18.000 Container befördern können.
Vor- und Nachteile der Elektroschifffahrt
Bei der Umrüstung von Schiffen spielen zwei entscheidende Faktoren eine Rolle: das Volumen der Batterien und ihr Gewicht. Größere Batterien nehmen Platz für Transportgüter weg und ein höheres Gewicht lässt die Schiffe tiefer im Wasser liegen und somit mehr Energie verbrauchen. Für eine 5.000 Kilometer lange Reise würde beispielsweise ein Frachtschiff, dass den Panama-Kanal durchquert, eine 20.000 Tonnen schwere Batterie benötigen und einen Meter tiefer im Wasser liegen. Dies entspricht der aktuell weltgrößten Batterie mit einer Kapazität von 5.000 Megawattstunden. Aus ökonomischer und logistischer Sicht wäre das allerdings unvorteilhaft.
Doch auf kürzeren Strecken erweist sich die Verwendung von Batterien als Erfolg versprechend. Selbst für Schiffe der Neopanamax-Klasse sind batteriebetriebene Lösungen auf Strecken bis zu etwa 1.000 Kilometern bereits heute kostengünstiger als der Betrieb mit herkömmlichem Schiffsdiesel.
In Europa wird der Einsatz von elektrisch-betriebenen Schiffen in Zukunft noch attraktiver, da der Schadstoffausstoß der Schifffahrt voraussichtlich in den EU-Emissionshandel aufgenommen wird. Aktuell kostet ein CO2-Zertifikat 82 Euro pro Tonne – dadurch wären Elektroschiffe auf Strecken von bis zu 3.000 Kilometern im Vergleich zum bisherigen Schiffsverkehr ökonomisch im Vorteil.
Durch diese Entwicklungen könnte ein erheblicher Teil des aktuellen Schiffsverkehrs abgedeckt werden – insbesondere Binnenfahrten innerhalb Europas und Ostasiens, die 40 Prozent des globalen Schiffsverkehrs ausmachen. Dahinter liegt ein Effizienzgedanke: Interkontinental werden die Container auf die größtmöglichen Schiffe geladen und dann auf kleinere Schiffe zum Zielort umgeladen.
Was bedeutet Neopanamax-Klasse?
Moderne Containerschiffe sind aufgrund von Kosteneffizienz so groß wie möglich. Schiffe der Neopanamax-Klasse messen maximal 366 Meter Länge, 49 Meter Breite und 15,2 Meter Tiefe. Somit können sie die 2016 erweiterte, neue Schleusenroute des Panamakanals passieren und rund 2,5-mal mehr Container laden als die Schiffe der ursprünglichen Panamax-Klasse. Neopanamax-Schiffe werden auch als Panamax II oder New Panamax bezeichnet.
Zu lange Ladezeiten? Kein Problem!
Was bei E-Autos ein entscheidender Nachteil sein kann, ist für die Schifffahrt kein Problem: Längere Ladezeiten können ganz einfach beim Ent- und Beladen überbrückt werden. Je nach Größe verbringen Schiffe im Durchschnitt 31 Stunden im Hafen – bei besonders großen Containerschiffen sogar bis zu vier Tage. Mit den standardmäßigen Ladegeräten entstehen dadurch keine außerplanmäßigen Wartezeiten. Diese werden übrigens mit einer beeindruckenden Kapazität von 220 Megawatt betrieben. Zum Vergleich: Die herkömmliche Haushaltssteckdose hat mit 2,3 Kilowatt eine 100.000-mal geringere Kapazität.
Ein weiterer Ansatz ist der Bau von Offshore-Ladestationen, beispielsweise vor dem Suez- und Panamakanal, wo Schiffe oft mehrere Tage auf ihre Durchfahrt warten. Ein naheliegender Gedanke ist zudem die Kombination mit Offshore-Windparks, welche grünen Strom bereitstellen.
Von der Idee zur Praxis
Dass die Elektro-Revolution in der Schifffahrt in nicht allzu ferner Zukunft liegt, zeigen verschiedene Projekte: Dänemark hat eine batteriebetriebene Autofähre, Norwegen ein Frachtschiff für 120 Container und in China sticht seit diesem Jahr das bislang größte vollelektrische Containerschiff in See: Auf einer Strecke von 1.000 Kilometern ohne Zwischenstopps transportiert es rund 10.000 Tonnen Frachtgut.
Auch für die Binnenschifffahrt stellen Elektroschiffe bereits profitable Alternativen dar.
In den Niederlanden wird derzeit ein Netzwerk von Stationen mit Wechselbatterien entlang der Flüsse aufgebaut. Diese container-großen Batterien können bis zu zwei Megawattstunden Strom speichern und ermöglichen Strecken von 60 bis 120 Kilometern. Sobald das Schiff im Hafen anliegt, können die Batterien ganz einfach ausgetauscht und aufgeladen werden.
Insgesamt bieten batteriebetriebene Schiffe vielversprechende Möglichkeiten zur Reduzierung der CO2-Emissionen. Es ist an der Zeit, diese Technologie verstärkt zu erforschen und in die maritime Industrie zu integrieren, um eine nachhaltigere Zukunft zu schaffen.
Mehr zur Energiewende in Europa gibt es hier. Welches die Ziele der Energiewende sind, haben wir in diesem Beitrag erklärt.
