Die maritime Energiewende ist offiziell eingeleitet und hat mittlerweile ein ehrgeiziges Niveau erreicht. Die Sensoren von SICK messen CO2-Emissionen von Verbrennungsprozessen und sind für das Emission Reporting auf EU- und internationaler Ebene zugelassen. In Zukunft wird sich an Bord noch einiges mehr verändern.
Etappensieg: Auf Druck folgen Taten – Dekarbonisierung mit SICK
02.04.2020
Im April 2018 verabschiedete die International Maritime Organization (IMO) eine Strategie, Treibhausgas-Emissionen zu verringern. Das Ziel ist, die CO2-Emissionen noch in diesem Jahrhundert auf null zu fahren. Ob das Dekarbonisierungsprojekt nun visionär, ambitioniert oder realistisch ist, sei dahingestellt. Zahlen liegen zumindest auf dem Tisch. 50 % der gesamten CO2-Emissionen im Vergleich zu 2008 müssen bis 2050 wegfallen. Die Meilensteine sind festgelegt. Die durchschnittliche Kohlenstoffintensität, das ist die Menge an Emissionen von Kohlendioxid pro Tonne und Meile, muss sich bis 2030 um 40% reduzieren. Und bis 2050 ist geplant, 70 % weniger CO2 auszustoßen. Die Industrie will diese Zielvorgaben sogar noch toppen. Schon ab 2030 sollen große Schiffe nur klimaneutralen Treibstoffen nutzen. Hierfür setzen sich an die hundert Unternehmen aus Seefahrt, Energie, Infrastruktur und Finanzen ein und haben sich als Koalition in „Getting to Zero“ zusammengeschlossen.
Sprungbrett für neue Möglichkeiten
Erneuerungen in der Antriebstechnik und der Wechsel zu alternativen Treibstoffen ist die notwendige Konsequenz. Die Weltwirtschaft kann auf die Schifffahrt nicht verzichten, werden doch 90 % aller Güter per Schiff transportiert. Das Schiff ist zudem das effizienteste Transportmittel und umgerechnet auf pro Tonne transportierter Ware nach wie vor das umweltfreundlichste Transportmittel überhaupt.
Die Weltflotte fährt nach wie vor überwiegend mit Schweröl oder Destillaten. Als emissionsarmer Kraftstoff ist Erdgas in den letzten Jahren vermehrt verbreitet. Die Industrie ist sich einig, dass LNG mittelfristig der Treibstoff der Wahl für seegängige Schiffe sein wird. Schadstoffemissionen wie Stickoxide, Schwefeloxide und Ruß lassen sich so nennenswert reduzieren. Der Einsatz von LNG reicht allein jedoch nicht aus, die Klimaziele zu erreichen.
Forschungsprojekte beschäftigen sich mit synthetischen Kraftstoffen aus gespeichertem Kohlendioxid und Wasserstoff wie Ethanol und Methanol, mit synthetischem Diesel oder synthetischem LNG. Die neuen Treibstoffe für die Schifffahrt werden wohl eher klimaneutral mit regenerativer Energie hergestellt mit einem CO2-Fußabdruck von Null oder nahezu Null. Wichtig bei allen Ansätzen ist, die Entwicklung neuer Energieträger voranzutreiben und letztendlich schneller bereitzustellen. Auch Wind als Energieträger ist ein interessanter Ansatz. Zudem muss man mehr aus Energie herausholen. Die Energiewende ist nur mit fortschreitender Energieeffizienz zu stemmen.
Kurs auf Energieeffizienz
Strategisch gesehen ist die Energieeffizienz nicht nur aus Klimagründen wichtig. Da die Energiepreise steigen, bringt die Effizienz auch wirtschaftliche Vorteile. Und der Anlagen- und Maschinenpark auf Schiffen benötigt viel Energie. Neben dem Schiffsantrieb sind viele Systeme an Bord, die gewaltige Mengen an Energie benötigen, wie z. B. die Anlage zur Aufbereitung von Ballastwasser, um dies gereinigt dem Meer zurückzuführen. Verstärkt hinzu kommen die Scrubber, die Schwefeloxide aus dem Abgas entfernen. Die IMO hat ebenfalls beschlossen, verschärfte Grenzwerte auch für Schwefel-. und Stickoxidemissionen einzuführen. Der Schwefelgehalt im Treibstoff der in internationalen Gewässern und außerhalb der Emission Control Areas (ECA) verwendet wird, darf ab Anfang Januar 2020 von 3,5 % jetzt nur noch 0,5 % betragen.
Bis die neuen Treibstoffe Wirkung zeigen, müssen Überbrückungslösungen die Energieeffizienz steigern. Das Kommando „Volle Kraft voraus“ wird wohl zugunsten geringerer Fahrtgeschwindigkeit weichen – das Kommando bleibt aber als Ansporn für zukünftige Maßnahmen stehen. Zurzeit ausgereifte Lösungen senken pro Schiff und je nach Schiffstyp schon um 20 bis 30 % der Emissionen, ohne dabei langsamer zu fahren. Der stromlinienförmige Schiffsrumpf verringert den Strömungswiderstand. Energy Efficiency bestimmen also auch im Schiffsdesign und sind als verpflichtende Regularien im Index EEDI vorgegeben. Klimaschutz und Energieeffizienz treiben noch eine ganze Weile die Technologie voran.
Zeichen der neuen Zeit
Ein Schiff kann bis zu 30 Jahre und mehr im Einsatz sein. Das ist eine lange Zeit. Gerade in puncto neue Antriebe mit entsprechenden Kraftstoffen müssen Reeder und Schiffsbauer beim Bau der Schiffe schon weit in den Horizont gucken, um zukunftsgerechte Technik vorzeitig einzubauen.
SICK hat die Trends früh erkannt und überzeugt seit Jahrzehnten mit abgestimmten Lösungen für die Emissionsmessung − in der produzierenden Industrie und auch in der Seefahrt.
Das Schiffsemissions-Messgerät MARSIC misst CO2-Emissionen von Verbrennungsprozessen und Schiffsmotoren und ist für das Emission Reporting nach EU-Regularien (MRV) und internationalen Regularien (IMO DCS) zugelassen. Für das Reporting ist auch der Abgasvolumenstrom zu erfassen. Das Durchflussmessgerät FLOWSIC100 misst überzeugend zuverlässig, unabhängig vom Treibstoff, vom Betrieb der Motoren und Kessel und der Abgasnachbehandlung an Bord. Der FLOWSIC600-XT Gaszähler misst den Verbrauch von Gas bei LNG-betriebenen Motoren für den Report an die Behörden. Auch Methan, ein klimaschädliches Gas, das bei unvollständiger Verbrennung bei LNG-Motoren vorkommt, fällt in die Liste der Gaskomponenten, die MARSIC misst. Von Bord senden die Sensoren von SICK die gemessenen Werte in die Cloud und stellen die Energieeffizienz transparent dar.
Die CO2-Einsparung fordert beharrlich neue Konzepte, und das wird so noch eine Weile anhalten. Wind als Schiffsantrieb zu nutzen, rutscht verstärkt in den Blickwinkel. Nun ist die Idee nicht neu, gab es erste Segelschiffe bereits vor unserer Zeitrechnung. Ab dem 9. Jahrhundert segelten hochseetaugliche Schiffe weite Strecken über das Meer. Jetzt bekommt die Automatisierung einen immer höheren Stellenwert.
SICK stattet schon heute riesige Segeljachten aus. Segel setzen sowie die Segelspannung überwachen erfolgen automatisch. In Winden und Hydraulikzylindern integrierte Sensoren geben direkte Rückmeldung über die Spannung und Ausrichtung der Segel. Sensoren registrieren die Neigung des Schiffs, um Stabilisatoren optimal auszurichten. Eine optimale, an den Fahrtwiderstand angepasste Lage des Schiffs im Wasser reduziert zudem den Verbrauch von Treibstoff.
Mit Sensorik und Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten unterstützt SICK die Entwicklung und Leistung optimierter und effizienter Schiffsantriebe. Heute und Morgen.
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